- •Раздел 1 Основные термины и определения теории надёжности
- •1.1 Объект, система и элементы
- •1.2 Состояния и события
- •Постепенные – это отказы, которые наступают в результате длительного, постепенного изменения одного или нескольких параметров объекта.
- •1.3 Наработка и ресурс
- •1.4 Надежность
- •Раздел 2 Показатели надежности невосстанавливаемых объектов
- •2.1 Функции распределения и надёжности наработки до отказа
- •2.2 Плотность распределения наработки до отказа
- •2.3 Вероятности отказа и безотказной работы
- •2.4 Интенсивность отказов
- •2.5 Средняя наработка до отказа
- •Раздел 3 Законы распределения наработки до отказа
- •3.1 Экспоненциальное распределение
- •3.2 Нормальное распределение (распределение Гаусса)
- •3.3 Усечённое нормальное распределение
- •3.4 Логарифмически нормальное (логнормальное) распределение
- •3.5 Распределение Рэлея
- •3.6 Распределение Вейбулла
- •3.7 Гамма-распределение
- •3.8 Смесь распределений
- •Раздел 4 Потоки отказов и показатели надежности восстанавливаемых объектов
- •4.1 Понятие потока отказов. Простейший (пуассоновский) поток
- •4.2 Показатели безотказности
- •4.3 Показатели ремонтопригодности
- •4.4 Показатели долговечности
- •4.5 Комплексные показатели надежности
- •Раздел 5 Расчёт надёжности систем без учёта восстановления Расчёт надёжности системы – это определение её показателей надёжности по известным показателям надёжности элементов.
- •5.1 Основные этапы расчёта надежности
- •5.2 Способы соединения элементов и составление структурной схемы системы
- •5.3 Методы расчета надёжности невосстанавливаемых систем
- •5.3.1 Расчет надежности систем с последовательным и параллельным соединением элементов
- •5.3.2 Расчёт надёжности систем со сложной структурой
- •6.4 Резервирование систем
- •Раздел 6 Расчёт надёжности систем с учётом восстановления
- •6.1 Граф состояний системы
- •6.2 Расчет надежности восстанавливаемой системы с помощью уравнений типа массового обслуживания
- •6.3 Матрица состояний
- •6.3 Расчет надежности восстанавливаемой системы с помощью интегральных уравнений
- •Раздел 7 Оценка надёжности объектов по результатам испытаний
- •7.1 Виды испытаний на надежность
- •7.2 Определительные испытания
- •8.3 Контрольные испытания
- •Раздел 9 Обеспечение надёжности систем при эксплуатации
- •9.1 Организация эксплуатации
- •9.2 Классификация запасных частей
- •9.3 Организация пополнения запаса
- •9.4 Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей с периодическим пополнением по вероятности достаточности
- •9.5 Расчет количества восстанавливаемых запасных частей по вероятности достаточности
- •9.6 Техническое обслуживание
- •Раздел 10 Диагностика автоматизированных систем
- •10.1 Классификация видов диагностирования
- •10.2 Классификация методов диагностирования
- •10.3 Показатели диагностирования
- •10.4 Математические модели объектов диагностирования
- •10.5 Системы технического диагностирования
- •10.6 Таблица функций неисправностей (тфн)
- •10.7 Алгоритмы диагностирования
- •Раздел 11 Анализ надежности программного обеспечения
- •11.1 Основные понятия надежности программного обеспечения
Раздел 5 Расчёт надёжности систем без учёта восстановления Расчёт надёжности системы – это определение её показателей надёжности по известным показателям надёжности элементов.
5.1 Основные этапы расчёта надежности
Расчёт надежности как восстанавливаемых, так и невосстанавливаемых систем складывается из следующих этапов:
определение критериев, видов отказа системы и состава рассчитываемых показателей надежности;
составление структурной схемы, основанной на анализе функционирования системы, учёте резервирования, восстановления, контроля исправности элементов и др.;
выбор метода расчёта надежности с учетом принятых моделей описания процессов функционирования и восстановления;
получение в общем виде математической модели, связывающей определяемые показатели надежности с характеристиками элементов;
подбор данных по показателям надёжности элементов;
выполнение расчёта и анализ полученных результатов.
Содержание перечисленных этапов в значительной мере зависит от особенностей функционирования системы и рассчитываемых показателей надежности.
5.2 Способы соединения элементов и составление структурной схемы системы
Каждый элемент анализируемой системы изображается в виде геометрической фигуры, чаще всего прямоугольника. Прямоугольники соединяют линиями таким образом, чтобы полученная структурная схема отображала условия работоспособности системы.
Элементы системы могут соединяться последовательно (рис. 5.1, а) или параллельно (рис. 5.1, 6) .
б)
Рис. 5.1 Соединение
элементов системы: а
– последовательное (основное); б
– параллельное (резервное)
Если отказ одного элемента вызывает отказ всей системы, то элемент соединяют последовательно. Если отказ системы возникает при отказе всех или части однотипных элементов, то такие элементы соединяют параллельно. Последовательное соединение элементов называют основным, а параллельное – резервным.
Структурная схема для расчёта надёжности в общем случае существенно отличается от функциональной схемы.
Структурная схема для расчета надежности – это графическое отображение элементов системы, позволяющее однозначно определить состояние системы (работоспособное или неработоспособное) по состоянию (работоспособное или неработоспособное) её элементов.
Основным достоинством структурных схем является их высокая наглядность. Недостатком – далеко не полная информация о функционировании системы. Структурные схемы не несут в себе информации: ремонтируемая или неремонтируемая система, резервирование осуществлено равнонадежными элементами или нет, какова дисциплина обслуживания системы, если она ремонтируемая (количество ремонтных бригад, приоритетность обслуживания).
С учётом этих и ряда других недостатков, можно сделать вывод о необходимости дополнительных описаний условий работоспособности системы, которые позволят произвести полный анализ системы по критериям надёжности.
Пример. На рис. 5.2 и 5.3 представлены упрощенная функциональная и структурные схемы автоматической системы регулирования (АСР) уровня жидкости в ёмкости. Датчики расхода жидкости и уровня в ёмкости на структурной схеме включены последовательно, поскольку отказ любого из устройств, как и отказ регулятора Р, приводит к отказу всей АСР. Регулирующие органы РО с исполнительными механизмами ИМ могут находиться в основном (рис. 5.3, а) или резервном (рис. 5.3, б) соединении в зависимости от того, способна ли функционировать система с одним исполнительным устройством или нет. Если для поддержания постоянства уровня достаточно регулирования подачи вещества только по одной нитке, что обычно имеет место, то исполнительные механизмы с регулирующими органами соединяются на структурной схеме параллельно, как показано на рис. 5.3, б, в противном случае их включают последовательно (рис. 5.3, а).
Рис.
5.3 Структурные схемы (а,
б)
АСР уровня