Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Т4Основы теории надежн.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
161.79 Кб
Скачать

Последовательное (в смысле надежности) соединение элементов прибора

 

Для однотипных элементов, имеющих одинаковую вероятность безотказной работы всех элементов, например, при последовательном включении n лампочек елочной гирлянды (рис. 112,б),соответственно, имеем:

,

т.е. вероятность безотказной работы системы уменьшается с увеличением числа последовательного соединенных элементов, интенсивность отказов l S в n раз больше интенсивности отказов l одного элемента, а среднее время безотказной работы в n раз меньше времени среднего времени безотказной работы одного элемента.

Следовательно, при проектировании прибора необходимо стремиться к возможно меньшему числу последовательно соединенных элементов и повышать надежность элементов, имеющих наиболее низкую вероятность безотказной работы (например, их резервированием).

Как уже было сказано, последовательность включения элементов в смысле надежности не эквивалентна последовательности их включения в функциональном смысле (для передачи информации, энергии и т.п.). Например, система, изображенная на рис. в с параллельно включенными резисторами R1 и R2, выходит из строя при коротком замыкании одного из них.

Отказ системы при параллельном соединении элементов (а) не возникает при отказе любого элемента и происходит только тогда, когда откажут все элементы.

 

Параллельное (в смысле надежности) соединение элементов прибора

 

Вероятность отказа системы в течение времени t в этом случае будет определено:

,

где Fi(t) - вероятность отказа i-го элемента.

Следовательно, вероятность безотказной работы системы с параллельным соединением элементов будет:

.

При равнонадежных элементах (например, для елочной гирлянды с параллельным включением лампочек, рис. б) имеем:

.

Таким образом, резервирование является эффективным средством повышения надежности системы и особенно для этапа приработки прибора (вблизи t=0), где функция распределения случайного времени до первого отказа элементов обычно подчиняется экспоненциальному закону, поэтому:

.

Еще раз заметим, что параллельность соединения элементов в смысле надежности не всегда означает параллельность их соединения в функциональной структуре. Например, последовательное структурное соединение конденсаторов является параллельным в смысле надежности при коротком замыкании одного из них, когда их общая емкость не имеет значения (помехоподавляющий фильтр).

Примерами резервирования малонадежных элементов и систем являются следующие: дублирование источника освещения в медицинских операционных микроскопах; дублирование телевизионных камер в студиях, космических аппаратах; дублирование самих космических аппаратов при уникальных экспериментах (проект "Вега", проект "Фобос"). Именно объектив второй межпланетной станции "Вега-2" передал на Землю наиболее удачные снимки ядра кометы Галлея в 1986 году.

9. Значительное количество отказов при эксплуатации приборов обусловлено ошибками операторов, вызванных ограниченными психофизиологическими возможностями человека, утомленностью, отступлением от привычных, стереотипных движений и расположений индикаторов и т.п., поэтому при проектировании приборов необходимо обеспечивать эргономические показатели их качества. Эти показатели характеризуют степень приспособленности прибора к взаимодействию с человеком с позиции удобства работы, гигиены, безопасности труда (см. часть 1 пособия, п.1.1.2).

В прил. 4 представлены некоторые психофизиологические данные человека, которые необходимо учитывать при разработке конструкции и инструкции эксплуатации прибора для обеспечения его надежности. Так, например, для человека, выполняющего операции "включено", "пуск", "увеличение", "ускорение", привычными являются движения органов управления и регулирования вверх, от себя, вправо; оптимальный момент сопротивления движению маховичка для совершения точных поворотов - (1 - 2)н × см; разрешающая способность глаза (способность различать раздельно два предмета, расположенные близко друг к другу) - 1'; число динамически изменяющихся сигналов, одновременно требующих внимания оператора, не должно превышать трех-четырех.

Специальные вопросы обеспечения надежности системы "человек-машина", являющиеся одной из важнейших задач инженерной психологии, рассмотрены, например, в работе [42]* .

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]