2.4 Розрахунок надійності відновлюваних резервованих систем

Об'єкт (система) складається з ідентичних елементів (складових частин), після появи відмови одного або декількох з них система продовжує функціонувати за рахунок підключеного резервного елемента, а що відмовив починають відновлювати. Відмовою системи вважається одночасний вихід з ладу всіх резервних і одного основного елемента. Передбачається, що елементи, що відмовили, відновлюються із середнім часом відновлення й коефіцієнтом варіації .

Нижче в табл. 2.3 наведені аналітичні вирази оцінок параметрів розподілу наробітку для типових відновлюваних структур, якщо використовується ВФ-метод розрахунку надійності.

Таблиця 2.3 Вирази для параметрів розподілу наробітку типових

відновлюваних структур ( ВФ-метод)

Структура	Параметр масштабу розподілу наробітку		Параметр форми розподілу,
	до першої відмови	на відмову
ССН - 1		при
ССН - 2
ССН - 3
ССН - 4
ССН - 5

2.5 Розрахунок комплексних показників надійності Коефіцієнт готовності на довільний момент часу обчислюють по формулі

,

(10)

де обчислюють відповідно до методик, що наведени вище.

Коефіцієнт оперативної готовності об'єкта визначають по формулі

,

(11)

де обчислюють згідно (10), а - імовірність безвідмовної роботи на момент часу .

Коефіцієнт технічного використання об'єкта визначають по формулі

,

(12)

де обчислюють згідно (10); - річний номінальний фонд часу, протягом якого об'єкт може використовуватися по призначенню; - річний дійсний фонд часу роботи об'єкта, дорівнює номінальному фонду за винятком простоїв, пов'язаних із проведенням планового технічного обслуговування (періодичних профілактик) і ремонту.

2.6 Розрахунок довговічності (терміну служби) систем

Довговічність виробів (електронних пристроїв і систем) ця властивість зберігати працездатність до настання граничного стану при встановленій системі обслуговування й ремонту. Граничний стан виробу (його складовій частини) може характеризуватися:

• переходом невідновлюваного об'єкта в непрацездатний стан;

• зниженням ефективності використання об'єктів внаслідок погіршення надійності;

• економічною недоцільністю подальшої експлуатації;

• моральним старінням апаратури.

Настання граничного стану невідновлюваних виробів (його складових частин) визначається неможливістю їхнього подальшого застосування по призначенню внаслідок порушення працездатності (виникнення відмови).

Як критерій настання граничного стану відновлюваного виробу використовується зниження середнього наробітку між відмовами Т до мінімального припустимого рівня Т Мінімальний припустимий рівень середнього наробітку Т установлюють за узгодженням із замовником з ряду, що рекомендується:

(тут - середній наробіток на відмову виробу).

Вихідними даними для розрахунку довговічності відновлюваних виробів є:

• номенклатура ( ) складових частин (елементів);

• показники безвідмовності складових частин ;

• ССН виробу (складових частин);

• мінімальне припустиме значення наробітку між відмовами ( ) виробу.

На початку роблять оцінку показників безвідмовності виробу в наступному порядку:

1) Використовуючи прийоми декомпозиції, виділяють надлишкові складові частини, тобто структури типу ССН-2, ССН-3, ССН-4, ССН-5. Обчислюють середній наробіток до першої відмови , середній наробіток на відмову , а також коефіцієнт варіації наробітку цих структур відповідно до методик, що наведені вище (див. табл. 2.3).

2) Після обчислень по попередньому пункту виріб розглядається як об'єкт із загальною структурою типу ССН-1, що включає всі надлишкові й ненадлишкові складові частини ( ). Обчислюють середній наробіток до появи першої відмови виробу по формулі

,

(13)

де - число складових частин (елементів) -го типу; - число складових частин, об'єднаних у послідовну структуру; - середній наробіток до відмови складових частин -го типу (для ненадлишкових елементів дорівнює середнього наробітку до відмови елементів цього типу , а для надлишкових складових частин обчислюється відповідно до методик, що наведені вище (див. табл. 2.3)).

3) Обчислюють параметр масштабу - коефіцієнт варіації наробітку до відмови виробу по формулі

,

(14)

де - коефіцієнт варіації наробітку до відмови -ой складової частини (елемента); для ненадлишкових частин (елементів) дорівнює коефіцієнту варіації наробітку до відмови цих елементів , а для надлишкових структур визначаються відповідно до методик, що наведені вище (див. табл. 2.3).

4) Обчислюють значення сталого (асимптотичного) середнього наробітку на відмову (між відмовами) виробу по формулі:

,

(15)

де - середній сталий наробіток на відмову складових частин (для ненадлишкових елементів дорівнює середньому наробітку до відмови цих елементів , а для надлишкових частин обчислюють відповідно до методик, що наведені вище (див. табл. 2.3).

5) Установлюють значення середнього наробітку до відмови елементів (складових частин), що мають найбільшу частку відмов за термін служби. Максимум відносини для складових частин або для елементів визначає тип елементів (складових частин), що дають найбільшу частку відмов і їхній середній наробіток приймається за параметр . Потім визначають параметр (тут ).

Розрахунок середнього терміну служби відновлюваного виробу, якщо задано , роблять по формулі [1,2]

(років),

(16)

де - коефіцієнт інтенсивності експлуатації (відношення часу включеного стану виробу до календарного часу, наприклад, при 8 годинному робочому дні ).