содержание   ..  10  11  12 

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ ЗА РУБЕЖОМ

Вопросы надежности и долговечности радиоэлектронной аппаратуры играют большую роль не только у нас-Немалое значение им придается за рубежом, особенно в Соединенных Штатах Америки.

Если для нас проблема надежности радиоэлектронной аппаратуры — это прежде всего проблема технического прогресса, проблема быстрого развития народного хозяйства и улучшения быта советского человека, то в США при проводимом ими агрессивном курсе внешней политики эта проблема рассматривается главным образом с точки зрения развития военной техники, с точки зрения непрерывной гонки вооружений.

По мере развития радиоэлектроники различные радиоэлектронные устройства, аппаратура и элементы начинали играть все большую роль во всех областях военной техники и вооружения. Об этом достаточно убедительно говорят следующие примеры.

Самолет-истребитель в 1941 <г. имел радиоаппаратуру с 40 электронными лампами; у современного истребителя в радиоаппаратуре 600 ламп, а у бомбардировщика —2 ООО ламп.

Число одних' электронных ламп, установленных в радиоаппаратуре эскадренного миноносца ВМФ США, возросло с 60 в 1937 г. до 3 000 с лишним к концу второй мировой войны.

Перед второй мировой войной радиоэлектронное оборудование одного самолета (в зависимости от типа) стоило 3 000 — 5 000 долл. В настоящее время стоимость электронного оборудования реактивного бомбардировщика достигает уже 750 000 долл.

Отметим, что до первой мировой войны (1914 г.) стоимость всего радиоэлектронного оборудования военно-воздушных сил США составляла около 4 000 долл.

Однако наряду с быстрым проникновением радиоэлектроники во все области военной техники стала обнаруживаться крайне низкая надежность многих радиоэлектронных устройств и аппаратуры. Особенно очевидным это стало к концу второй мировой войны, а еще больше во время войны в Корее.

Так, 60% самолетного радиоэлектронного оборудования, переброшенного в течение второй мировой войны на Дальний Восток, оказалось неисправным.

При обследовании в 1949 г. около 70% морской радиоэлектронной аппаратуры оказалось в нерабочем состоянии.

50% радиоэлектронного оборудования выходило из строя в процессе складского хранения.

Изучение поступавших из войск в 1950—1952 гг. донесений показало, что радиосвязное оборудование находилось в нерабочем состоянии 14% времени, гидроакустическое — 48%, радиолокационное — 84%.

Послевоенные годы характеризуются дальнейшим быстрым развитием и усложнением боевой техники. Все большую роль в вооружении начинают играть управляемые снаряды, ракеты, в которых элементы радиоэлектроники являются важнейшими частями системы управления.

Особенно очевидной стала решающая роль радиоэлектроники при запуске искусственных спутников земли и баллистических ракет.

Признание решающей роли радиоэлектронной аппаратуры в современном вооружении и чувство тревоги за надежность ее работы особенно ярко выразил заместитель морского министра США по авиации Флоберг. Он писал в газете «Нью-Йорк Геральд Трибюн»:

«Мы оказались в такой зависимости от работы автоматической электронной аппаратуры для ведения современной войны, что выход из строя этой аппаратуры во время войны может привести1 к поражению».

Однако надежность радиоэлектронной аппаратуры им'еет не только чисто военное, тактическое значение. Она имеет и весьма ощутимое экономическое значение.

Ненадежная работа применяемых в радиоэлектронной аппаратуре деталей приводила к необходимости их частой замены. По данным 1953—1955 гг. военно-морским силам США для поддержания в рабочем состоянии 160 000 единиц радиоэлектронного оборудования, находящегося на вооружении, приходилось ежегодно заменять свыше 1 млн. деталей. ВМФ держал на своих складах девять запасных ламп на каждую работающую.

В военно-воздушных силах США не удалось поднять межремонтный срок радиоэлектронного оборудования бомбардировщика выше 20 ч, хотя перед каждым полетом производилась проверка этого оборудования. В результате на 1 долл. стоимости самолетной аппаратуры ежегодно тратились 2 долл. на уход за нею.

Выступая в 1959 г. на пятом национальном симпозиуме (конференции) по надежности радиоэлектронной аппаратуры, представитель Министерства обороны США генерал Термен заявил, что из-за недостаточной надежности аппаратуры вооруженные силы вынуждены для обеспечения ее эксплуатации держать на своих складах на 21 млрд. долл. запасных частей и имущества, причем ежегодно стоимость этого имущества возрастает на

2 млрд. долл Во всей системе Министерства обороны каждый седьмой военнослужащий (14%) и каждый пятый вольнонаемный (20%) заняты ремонтом и профилактикой аппаратуры.

Все это привело к тому, что проблема надежности стала рассматриваться в США как важнейшая национальная проблема.

Особую заинтересованность в решении этой проблемы проявляет Военное ведомство США, тратящее на это огромные средства. К решению этой проблемы привлечены широкие круги технической общественности и крупнейшие промышленные организации.

Для выяснения причин ненадежности были произведены массовые обследования радиоэлектронной аппаратуры во многих частях сухопутной армии, ВВС и ВМФ. Обследованию подверглись тысячи единиц аппаратуры и многие сотни тысяч применяемых в них деталей и ламп. Тщательно изучались усло'вия и особенности эксплуатации различных видов электронной аппаратуры, система ее ремонта, транспортировки и складского хранения.

В системе Министерства обороны в 1950 г. была создана специальная консультативная группа по надежности радиоэлектронной аппаратуры.

Соответствующие организации были созданы и в промышленности. Так, при ассоциации промышленников, объединяющей радиоэлектронную, электротехническую и телевизионную отрасли промышленности, в 1953 г. был создан комитет, занимающийся вопросами надежности.

Отдельная секция надежности и контроля качества была создана и при Обществе радиоинженеров, играющем большую роль в развитии радиоэлектронной промышленности.

Специальные отделы, лаборатории, группы по надежности и контролю качества стали создаваться во многих промышленных фирмах и компаниях, на заводах, в научно-исследовательских институтах и конструкторских бюро.

Построение системы контроля надежности в различных фирмах и компаниях применяется разное. Приведем для примера построение системы контроля, принятой фирмой RCA в Кемдене.

В систему контроля фирмы RCA входят: контроль договоров, ставящий целью обеспечить получение от поставщиков материалов и деталей продукции такого качества, которое гарантировало бы заданный уровень надежности разрабатываемой системы;

контроль системы, который ставит своей целью так влиять на этап разработки и согласования ТТЗ и ТУ, чтобы фирма могла принять выполнимые нормы надежности, являющиеся в то же время более высокими, чем нормы, предлагаемые конкурирующими фирмами;

контроль проектирования — куда относится контроль при определении нормы надежности применяемых блоков, узлов и приборов, при выборе элементов схем и режимов их использования, при расчете надежности схем, при разработке надежности системы (аппаратуры);

контроль производства, предусматривающий пооперационный контроль, контроль элементов, блоков, узлов с проверкой их конструкций на соответствие чертежам, а параметров — нормам ТУ;

предупредительный контроль продукции, предусматривающий предварительную инженерную оценку изготовленного образца и степени его надежности до предъявления его ОТК и заказчику;

контроль в полевых условиях, т. е. проверка при сдаточных испытаниях на полигоне, а также в ходе опытной эксплуатации аппаратуры

Большую роль в решении проблемы надежности играют проводимые, начиная с 1954 г, национальные симпозиумы по надежности и контролю качества. В них принимают участие как представители Министерства оборо-ны США, так и представители всех ведущих фирм и компаний в области радиоэлектронной промышленности. На последнем, шестом, симпозиуме, происходившем в январе 1960 г. в Вашингтоне, было заслушано свыше 40 докладов, охватывающие все стороны проблемы надежности.

По каким же путям идет в США борьба за повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры?

Важнейшей предпосылкой успешной борьбы за повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры считается точное формулирование конкретных требований по надежности к каждому разрабатываемому и изготовляемому образцу аппаратуры.

В настоящее время в США во все тактико-технические требования и технические условия на разработку и изготовление различных образцов радиоэлектронной аппаратуры наряду с другими техническими параметрами обязательно включаются и конкретные количественные требования к надежности аппаратуры.

Основным количественным критерием надежности считается величина наработки на отказ, т. е. среднее число часов безотказной работы аппаратуры между двумя соседними неисправностями (отказами).

Для всей радиоэлектронной аппаратуры военного назначения консультативной группой по надежности ,при Министерстве обороны разработаны рекомендуемые нормы надежности.

Поскольку важнейшее значение для обеспечения заданной надежности аппаратуры имеет качество используемых в ней элементов, было .принято решение разбить все элементы на группы с различным уровнем надежности в зависимости от области их применения. Уровень надежности определялся опасностью отказов, выраженной в процентах на 1 ООО ч работы.

По рекомендации фирмы RCA все элементы были разбиты на семь групп (табл. 3).

В соответствии с принятыми уровнями надежности было определено, какие уровни элементов должны применяться в различных системах военной и гражданской аппаратуры (табл. 4).
 

Важнейшее значение в деле обеспечения высокой надежности радиоэлектронной аппаратуры в США придают этапу ее проектирования-Помимо выбора деталей и приборов соответствующего уровня надежности, особое внимание обращается на обеспечение нормального режима работы всех деталей в проектируемой аппаратуре.

При выборе схемы и конструкции нового образца обязательно учитывается его будущая ремонтопригодность.

Большинство фирм при проектировании аппаратуры ввело специальные испытания на надежность отдельных узлов и блоков. Особому рассмотрению на надежность подвергается и каждая разрабатываемая схема. Схема рассматривается инженерами-специалистами по надеж* ности, которые составляют на нее специальный акт с соответствующими рекомендациями, которые являются обязательными для разработчиков.

Таблица 4 Потребные уровни надежности элементов, применяемых в различных системах

В качестве одного из важнейших средств повышения надежности аппаратуры широко применяется метод ре-зервирования. Разработано большое количество схем, в которых отказавшие элементы и узлы автоматически заменяются исправными.

В ходе серийного производства радиоэлектронной аппаратуры большое значение придается входному контролю элементов и деталей, строгой проверке их перед постановкой в аппаратуру, привлечению поставщиков к обязательным испытаниям всех поставляемых ими деталей и материалов.

Подразделение по надежности фирмы Юз эйркрафт компани добилось от поставщиков обязательной проверки поставляемых ими элементов и изделий с представлением специальных документов, подтверждающих проведение соответствующих испытаний. После двухлетнего применения такого метода входного контроля количество отказов, вызываемых поставляемыми изделиями, резко уменьшилось; например: по электродвигателям— с 15 до 0,2%, по потенциометрам — с 32 до 1,5%, по конденсаторам разных типов—с 26 до 1,7% и т. д.

При массовом серийном производстве аппаратуры широко используются автоматизация как при изготовлении отдельных элементов и узлов, так и -при сборке

монтаже аппаратуры, унификация и стандартизация основных элементов аппаратуры.

Очень широко поставлены организация сбора информации об отказах радиоэлектронной аппаратуры в процессе ее эксплуатации, изучение и обобщение этой информации и использование ее промышленностью.

Как в производстве, так и в эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры весьма большое значение придается статистическим методам анализа и контроля качества, которые находят очень широкое применение не только в радиоэлектронной, но и в смежных отраслях промышленности.

Очень много внимания уделяется «цене надежности», т. е. величине затрат, связанных с повышением надежности. На основе изучений накопленных за последние 5—6 лет сведений о надежности радиоэлектронной аппаратуры и затратах на ее разработку, производство и эксплуатацию установлена «удельная» стоимость разработки аппаратуры, представляющая собой сумму затрат, деленную на число ламп в разрабатываемой аппаратуре. Установлены также удельные затраты на эксплуатацию одной схемо-лампы в течение 5 лет. Эти затраты включают в себя стоимость ремонта и замененных элементов, а также содержание личного состава, занятого эксплуатацией и ремонтом аппаратуры.

Кривые таких удельных стоимостей, построенные в зависимости от величины надежности, дают возможность определить затраты на производство и эксплуатацию радиоэлектронной аппаратуры-

Конкретный пример использования этих кривых был приведен в одном из докладов на национальной конференции Общества радиоинженеров США в 1959 г.

Для примера взята наземная приемно-передающая аппаратура, имеющая 100 ламп. После разработки образцов аппаратура была изготовлена в количестве

3 000 компл. Надежность аппаратуры характеризовалась средним временем наработки на отказ, равным 300 ч.

Авторы показали, что при повышении наработки на отказ с 300 до 400 ч разработка этого типа аппаратуры обошлась бы дороже на 1,5 млн. долл. Затраты же на эксплуатацию всех 3 000 компл. аппаратуры в течение 5 лет получаются меньше на 7,5 млн. долл. Следова-тельно, увеличение среднего времени наработки на один отказ с 300 до 400 ч не только экономически оправдывает связанные с этим дополнительные затраты на разработку в сумме 1,5 млн. долл., но и сбережет 6 млн. долл. в течение только 5-летней эксплуатации.

Отдельным фирмам (например, Колинз Радио Компани) удалось за последние 5 лет повысить надежность выпускаемой аппаратуры примерно на один порядок.

Однако достигнутые в США результаты не обеспечивают полного решения проблемы надежности радиоэлектронной аппаратуры, и поэтому актуальность ее сохраняется и на последующие годы.
 

содержание   ..  10  11  12