15.Активное резервирование
Автоматические переключатели содержат собственно коммутатор, индикатор отказа и управляющее устройство, т.е. являются сложными устройствами, оказывающими существенное влияние на надежность системы.
Надежность переключателя в большой степени определяется индикатором отказов, который представляет собой устройство для проверки соответствия параметров системы нормам.
Для резервирования системы с учетом переключателей функция резервирования:
R
= 1-(1-(1-q
)(1-q
)
)
)
q -вероятность отказа цепи с переключателем
q -вероятность отказа цепи без переключателя
При
увеличении числа участков резервирования
вероятность отказа участка уменьшается
из-за уменьшения числа элементов на
этом участке. Вероятность отказа
переключателя, определяемая количеством
и качеством применяемых в нем деталей,
колеблется около определенного значения.
Поэтому при большом числе участков
резервирования именно из-за переключателей
система может выходить из строя. Поэтому
необходимо решить на сколько участков
резервирования нужно разбить систему,
чтобы получить наивысшую надежность.
Для решения этой задачи выражение для
R
раскладывают в ряд по степеням
и n,
отбрасывают члены высшего порядка
малости:
R=n(q
+
)
,
берут
и
получают макс. надежность n
=
(k-1)
16.Точечные и интервальные оценки показателей надежности
Испытания носят выборочный характер, а результаты распространяются на все изделия данного класса. Результаты испытаний оказываются случайными из-за ограниченного размера выборки. По результатам определенных испытаний вычисляются точечные оценки показателей надежности. Самые распространенные – выборочное среднее и выборочная дисперсия.
P(Н
<
Н < Н
)=P
(1)
В силу указанных выше причин точечные оценки являются приближенно точечными. Более корректными являются интервальные оценки надежности, которые вычисляются в виде (1), где P - доверительная вероятность.
17.Использование дерева отказов для анализа надежности
Данный метод основан на построении иерархического дерева отказа системы, где на вершине дерева находиться головное событие (напр. поломка), которое необходимо предотвратить.
Первый этап при построении дерева - этап синтеза.
А1. Определяем наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы.
А2. Разделяем событие на несовместные группы, причем группы формируются по некоторым общим признакам, например, по одинаковым причинам возникновения.
АЗ. Используя общие признаки, выделяем одно событие, к которому приводят все события каждой группы. Это событие является головным и будет рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов.
Затем идет этап анализа, реализуемый методом <сверху вниз>.
Б1. Выбираем головное событие, которое должно быть предотвращено. В одной системе может рассматриваться много головных событий.
Б2. Определяем все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.
БЗ. Определяем отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций И и ИЛИ.
Б4. Определяем величины, необходимые для дальнейшего анализа каждого из событий, выделенных на этапе Б2 и БЗ. Для каждого вызывающего события, которое уточняется далее, повторяем этапы Б2 и БЗ, причем термин <головное событие> теперь будет относиться к данному событию - причине, которое продолжаем анализировать.
Б5. Продолжаем этапы Б2, БЗ и Б4, пока либо все события не выразятся через основные события, либо перестаем дробить анализ дальше в силу незначительности событий, отсутствия данных и т.п.
Б7. Выполняем качественный и количественный анализ.
Эта процедура является упрощенным представлением процесса, который может повторяться многократно. Основным принципиальным моментом в процедуре оказывается выделение общих признаков. Другим важным фактором, который должен учитываться, когда дело доходит до количественных методов, служит серьезность последствий, связанных с головным событием. Разные головные события потребуют различной степени внимания в зависимости от серьезности последствий, так как отказ системы может привести к самым различным повреждениям и несчастным случаям. Когда один класс отказов или повреждений системы более серьезен, чем другой, то такие классы следует рассматривать как отдельные головные события. Обратному дереву отказов соответствует дерево успехов (дерево работоспособных состояний). В данном случае все логические вентили и вероятности инвертируются.
а) Прямоугольник - используется для выделения рассматриваемого события в анализе события.
б) Круг - обозначает основное событие, т. е. событие, которое дальше не анализируется, так как о нем имеются существенные эмпирические данные.
в) Ромб - используется для событий, не рассматриваемых дальше из-за недостатка данных или из-за несущественности. Первые три символа показаны на рис. 1 (а, б, в).
г)
Вентиль И
д)
Вентиль ИЛИ
Построение дерева отказов позволяет вникнуть в задачу, так как это не удается сделать другими средствами, но полностью возможности этого метода не реализуются без количественного анализа. Цель количественного анализа состоит в эффективном распределении бюджета, отведенного на надежность. Для этого рассматривается влияние различных альтернатив на дерево отказов и его головное событие. Отношение затраты/прибыль является критерием для выбора варианта системы.
Для того чтобы описанный метод применялся эффективно, следует проявлять особую тщательность. Для этого необходимо глубокое понимание как применяемого метода, так и получаемых результатов. Не следует сразу же пытаться внедрять альтернативу с наименьшим отношением затраты/прибыль. Надо отдавать себе отчет в том, что рассмотренный метод предназначен для увеличения эффективности работы руководителя, принимающего решение, а совсем не для того, чтобы его подменить. Если осознать это, то метод становится мощным инструментом увеличения эффективности капиталовложений в мероприятия по обеспечению надежности.