3.1 Элементы сложных систем

Под элементом понимают составную часть сложной системы, которая может характеризоваться самостоятельными входными и выходными параметрами. Расчленение сложной системы на элементы достаточно условно и зависит от постановки задачи расчета надежности. Например при анализе работоспособности технологической линии ее элементами могут считаться отдельные установки и станки, транспортные и загрузочные устройства и т.д. В свою очередь, станки и устройства также могут считаться сложными системами и при их оценке их надежности должны быть разделены на элементы – узлы, блоки, которые, в свою очередь делятся на детали и т.д.

При определении структуры сложной системы в первую очередь необходимо оценить влияние каждого элемента и его работоспособности на работоспособность системы в целом. С этой точки зрения целесообразно разделить все элементы на четыре типа:

а) элементы, отказ которых сам по себе или в сочетании с отказами других элементов вызывает отказ всего изделия (детали коробки перемены передач);

б) элементы, влияющие на формирование одного или нескольких входных параметров изделия (стеклоочиститель, светотехника и др.);

в) элементы, влияющие на работоспособность других элементов (водяной и масляный насосы, термостат и др.) Их изменение для остальных частей изделия аналогично изменению внешних условий работы (повышение температуры и вибраций, газовыделение и т.п.);

г) элементы, отказ которых практически не влияет на работоспособность системы (например, деформация кожуха, изменение окраски поверхности и т.п.).

Очевидно, что при анализе надежности сложных систем имеет смысл включать в рассмотрение только элементы первого типа. У сложных систем, состоящих только из таких элементов необходимо и достаточно обеспечить безотказную работу каждого элемента в отдельности. Такие системы более характерны для радиоэлектроники.

Автомобиль состоит из элементов всех четырех типов. В этом случае элементы нельзя считать независимыми, и необходимо рассматривать систему или подсистему в целом.

3.3 Основные типы структур сложных систем

С позиций надежности можно выделить следующие структуры сложных систем:

а)расчлененные – у которых надежность отдельных элементов может быть заранее определена, т.к. их отказы являются независимыми событиями;

б) связанные – у которых отказ элементов является зависимым событием, связанным с изменением параметров всей системы;

в) комбинированные - состоящие из подсистем со связанной структурой и с независимым формированием показателей надежности для каждой из подсистем.

Автомобиль относится к объектам с комбинированной системой.

Для сложных систем безотказность работы элементов – необходимое, но не достаточное условие для безотказной работы всей системы. Во-первых, большую роль играют взаимосвязи, когда работоспособные элементы оказывают побочные воздействия на другие элементы и могут вывести их из строя (например, ослабление болтов крепления ведущего колеса может привести к выходу из строя деталей трансмиссии). Во-вторых, малые изменения параметров каждого из элементов (в пределах нормы) могут дать такое сочетание, которое неблагоприятно отразится на работоспособности системы.