3.2. Структурно-логический анализ технических систем. Расчет вероятности безотказной работы систем

Большинство технических объектов являются сложными системами, состоящими из отдельных узлов, деталей, агрегатов, устройств контроля, управления и т. д. Техническая система (ТС) – совокупность технических устройств (элементов), предназначенных для выполнения определенной функции или функций. При составлении структурной схемы придерживаются следующих правил:

1. элементы изображаются в виде прямоугольников и обозначаются номерами или индексами 1 (а);

2. одна сторона прямоугольника считается входом, другая – выходом для сигнала;

3. элемент считается работоспособным, если сигнал со входа элемента проходит на выход;

4. отказ элемента делает невозможным прохождение сигнала;

5. линии, соединяющие элементы друг с другом, считаются абсолютно безотказными.

Выполняется деление объекта на элементы (системы):

1. по принципу действия (механическая часть, электрическая часть, гидравлическая часть и др.);

2. по характеру выполняемых работ;

3. по операциям, выполняемым машиной в течение цикла.

Степень деления может быть разной. Для расчета и оценки критериев надежности подсистем достаточным бу­дет их представление в виде отдельных сборочных единиц (корпус, вентилятор, воздуховод и т. п.).

Если же поставленная задача включает оптимизацию конструкции отдельных элементов, то деление должно быть более глубоким и доходить до уровня отдельных деталей.

Правила соединения элементов:

1. если отказ элемента приводит к отказу всего объекта, то элемент считается встроенным в структурную схему последовательно (рис. 3.1);

2. если отказ элемента не приводит к отказу всего объекта, то элемент считается встроенным в структурную схему параллельно (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Последовательное

соединение элементов

Рис. 3.2. Параллельное

соединение элементов

Работоспособность последовательной системы обеспечивается при условии, когда все n элементов системы находятся в работоспособном состоянии.

Безотказность работы i-го элемента зависит от безотказности других:

_{Рс(t) = Р1(t) · Р2(t) · … · Рi(t) ·… ·Рn(t) =} (3.1)

Q_с(t) = 1 – Р_с(t) =1 – (3.2)

(3.3)

(3.4)

(3.5)

Отказ параллельной системы произойдёт при отказе всех элементов.

(3.6)

(3.7)

Задание 2

Зная значения надежности составных элементов, вычислить вероятность безотказной работы системы. Ответить на вопрос: надежна ли данная система. Предложить мероприятия по увеличению надежности, рассчитать систему с ре­зервным элементом.

Элемент	Вероятность безотказной работы Р
	Вариант
	1	2	3
Первый	0,45	0,75	0,9
Второй	0,65	0,6	0,95
Третий	0,9	0,7	0,2
Четвертый	0,3	0,85	0,8
Пятый	0,9	0,8	0,7
Шестой	0,9	0,9	0,6
Седьмой	0,95	0,55	0,75
Восьмой (резервный)	0,95	0,9	0,9