ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

http://lib.susu.ru/ftd?base=SUSU_METHOD&key=000512962&dtype=F&etype=.pdf

Система – совокупность совместно действующих объектов, предна-

значенных для выполнения заданных функций.

Системы, рассматриваемые в теории надежности, делят на две группы:

восстанавливаемые и невосстанавливаемые. В восстанавливаемых систе-

мах после возникновения отказов проводится замена отказавшего элемен-

та, в невосстанавливаемых системах такая замена не производится.

Элемент системы – функционально законченная часть системы, обла- дающая собственной характеристикой надежности. Элементы системы разделяют на первичные и состоящие из первичных

Надежность элемента, системы связывают с недопустимостью само- произвольных нежелательных изменений его технического состояния, что проявляется в ухудшении качества функционирования объекта, в потере им работоспособности

Итак, надежность объекта – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, транспорти- ровки и хранения.

Управление надежностью включает в себя две основные процедуры: анализ надежности объекта и обеспечение требуемой надежности системы (синтез). Анализ надежности объекта включает следующие этапы. 1. Изучение объекта и описание его работы. 2. Выделение элементов объекта. 3. Анализ возможных отказов элементов и объекта в целом, изучение их взаимосвязи. 4. Получение схемы расчета надежности объекта. 5. Расчет надежности с использованием схемы из пункта 4.

1.4. Надежность и эффективность 

Эффективность – свойство объекта выдавать некоторый полезный ре- зультат при использовании объекта по назначению. Надежность и эффективность – связанные понятия: чем выше надеж- ность объекта, тем выше и его эффективность, но до определенного предела 

4. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ 

Применительно к системам существует две прикладные задачи теории надежности: 1. По заданной структуре (по способу соединения элементов) системы и известным характеристикам надежности составляющих ее элементов рассчи- тать результирующую надежность системы (задача анализа надежности). 2. По заданным требованиям к надежности системы выбрать характе- ристики ее элементов (параметрический синтез) или оптимизировать структуру системы (структурный синтез).

Далее речь пойдет о методах анализа надежности системы. Этот вопрос является тем более важным, что он позволяет выяснить влияние надежно- сти отдельных элементов на надежность системы в целом и указать пути по- вышения надежности системы.

4.2. Составление схемы расчета надежности 

Допущения, принимаемые при составлении схемы расчета надежности системы: 1. Закон надежности – экспоненциальный. 2. Исследуемые процессы – марковские, потоки событий – простейшие. 3. При расчетах учитываются только средние значения показателей на- дежности.

1. Последовательная структура, при которой отказ любого элемента системы приводит к отказу всей системы (простейший пример – елочная гирлянда). Такие структуры характерны для систем общепромышленного назначения, отказы которых имеют невысокую цену. 

2. Параллельная структура, характеризующаяся тем, что отказ всей системы происходит в том случае, когда отказывают все элементы, входя- щие в систему. Эти структуры характерны для ответственных систем с вы- сокой ценой отказов. 

Таким образом, при последовательной структуре системы по надежно- сти: 

1) ВБР элементов перемножаются, а интенсивности отказов – склады- ваются; 

2) если надежность элементов системы подчиняется экспоненциально- му закону, то и надежность системы будет также подчиняться экспоненци- альному закону, т.е. экспоненциальный закон для последовательной струк- туры обладает свойством устойчивости; 

3) если система состоит из большого числа одинаковых высоконадеж- ных элементов, то ее надежность может быть низкой (табл. 4.1) 

Таким образом, при параллельной структуре системы по надежности: 

1) вероятности отказов работы элементов перемножаются, поэтому ве- роятность отказа системы меньше вероятности отказа самого ненадежного элемента ( Qi t 1, Q t Q t Σ i ), значит надежность системы выше надеж- ности отдельных элементов; Рис. 4.4 1 2 n 35 

2) если надежность элементов системы подчиняется экспоненциально- му закону, то надежность системы не подчиняется экспоненциальному за- кону, т.е. экспоненциальный закон для параллельной структуры неустой- чив. Действительно,