(西安通信学院研究生管理大队12队陕西西安)
摘要:现阶段,对通信设备可靠性的研究主要集中在设备的设计和生产阶段,这个阶段通信设备的可靠性表现为固有可靠性,是不发生变化的,通信设备在使用过程中,受外界多种因素的影响,其使用可靠性有着较大的变化,本文通过对通信设备在储存和运输过程中使用可靠性的变化,研究出储存环境和运输方式与通信设备使用可靠性变化之间的关系。
关键词:使用可靠性;储存条件;运输方式;
一、影响通信设备使用可靠性的主要因素
通信设备的使用可靠性水平应是设备在真实的运输、储存、使用等条件下的真实反映。影响通信设备使用可靠性的主要因素有时间因素、储存条件因素、运输方式因素、使用环境因素、维修维护因素。
二、不同储存条件对通信设备使用可靠性的影响关系
常见通信设备的存储可靠度函数大多服从指数分布,但由于储存条件的影响,通信设备的储存故障率需通过大量的试验数据得到,非常困难,并且不同通信设备其故障率是不同的,无法得出一个通用的可靠度关系,所以研究储存条件对通信设备使用可靠性的影响可以用设备储存寿命为标准进行衡量。设备储存寿命可由设备故障率等条件算出,但无法体现出设备储存寿命与储存条件的关系,所以存储寿命与温湿度的关系可近似用线性回归方程进行描述:
式中W为年平均环境温度,S为年平均环境湿度,a,b,c参数经统计分析得到分别为a=30.296,b=0.43378,c=0.14144。
现阶段,用于存储通信设备的仓库其温湿度一般为温度26℃,湿度65%。由此得出结论,通用通信设备平均储存寿命可为
仓库类型分为多种,不同级别的仓库在温湿度控制管理中有差别,在人员配备、配套设施等方面也存在差别,如在仓库中进行设备搬运,可使用堆垛机、叉车或人工搬运,不同的搬运方式对设备性能的影响都是不同的,在人员配备中,有熟练操作技能的人员和非熟练操作人员的运送操作,也会对通信设备性能产生不同影响。以一级仓库的储存条件为最好的标准。利用评分估计法经专家打分得出不同储存条件的仓库对通信设备使用可靠性影响的关系,预计结果如表3-1所示。
表中标准为9∼10分,分数间隔为0.1;温湿度指温湿度控制条件,分数越高表明温湿度条件能够保持在恒温恒定湿度的条件越好;人员配备指仓库管理人员技术水平、人数配备等条件;设备密度指设备存储时设备占地面积,分数越高表明占地面积分配越合适,分数低表明设备存储过于拥挤;配套设施指仓库内运送设备、消防设备等其他配套条件。
三、不同运输对通信设备使用可靠性的影响关系
通信设备在进行运输时主要以空运、海运和陆运为主,对应汽车、铁路、水路、航空四种运输方式。通信设备在运输过程中可能经受机械、气候、化学活性物质、机械活性物质以及生物环境条件。本文主要以振动对通信设备的影响为主进行研究。振动环境对通信设备使用可靠性的影响可通过设备的振动过程中的可靠度变化进行描述,常见通信设备在振动环境中的可靠度变化符合指数分布。按照运输方式产生的振动环境对在其中的设备进行测试,得到通信设备的在不同振动环境中的平均故障率,并由平均故障率预测出设备在振动环境中的振动寿命,以振动寿命作为通信设备在振动环境中可靠度的时间限值。
对于实验数据,样本数越大,最终得到的结果越为准确,对于该处所得平均故障率,由于样本数量有限,只能认为是此种设备的估计值。经由专家根据经验讨论,在振动量值为加速度谱密度为6m/s2的条件下,即符合Ⅰ类汽车运输条件下的振动环境,最终给出常见通信设备平均故障率为0.0002/h∼0.0005/h。
振动对设备的损伤是一种累加过程,随着振动时间的增加,振动对设备的损伤会累加,设备的使用可靠性会下降,随着振动时间的增加,通信设备的可靠度无限接近零,结合表3-2中数据和专家经验讨论,常见通信设备故障率在振动环境中一般为常数,通信设备可靠度符合指数分布,所以通信设备在振动环境中的可靠度或者说是通信设备使用可靠性可由以下公式求出:
由表3-2中试验振动量值与平均故障率的数值可以看出,不同振动量值的比例关系与在该振动条件下的通信设备平均故障率的比例关系基本相同,也就是说通过一种振动条件下的通信设备平均故障率可以预测出其他振动条件下的通信设备平均故障率。
按照GJB3493-1998中对于运输方式的定义,结合通信设备使用可靠性模型中运输方式的分类,可将振动对通信设备使用可靠性的影响分为五种层次,分别为Ⅰ类汽车运输,对应模型中高速公路,Ⅱ、Ⅲ类汽车运输,对应模型中普通公路和山区公路,铁路运输,航空运输,舰船运输。以不同运输方式产生随机振动量值中平均总均方根加速度值得出不同运输方式对通信设备使用可靠性影响的比值关系为:Ⅰ类汽车运输∶Ⅱ、Ⅲ类汽车运输∶铁路运输∶航空运输∶舰船运输=6∶7.22∶5.62∶5.79∶7.64,由振动量值与平均故障率的关系可得在Ⅰ类汽车运输,Ⅱ、Ⅲ类汽车运输,铁路运输,航空运输,舰船运输几种运输方式的振动条件下的平均故障率的比值为6∶7.22∶5.62∶5.79∶7.64。
由不同振动环境中振动量值间的比例关系和可靠度、振动寿命计算公式,最终得到不同运输方式条件下通信设备运输方式系数函数。
四、结语
通信设备在不同的储存条件下和不同的运输方式下,其使用可靠性的变化是不同的,通过对储存条件和运输方式的研究,可以反映出通信设备在经储存和运输后设备的现时性能状态,为以后通信设备使用可靠性的应用研究提供相应的数据支撑。
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