Тема 7.4. Надежность восстанавливаемых систем

Современные системы автоматики относятся к сложным восстанавливаемым системам. Такие системы в процессе работы, при отказе некоторых элементов ремонтируются и продолжают дальнейшую работу. Свойство систем восстанавливаться в процессе работы "закладывается" при их проектировании и обеспечивается при изготовлении, а проведение ремонтно-восстановительных операций предусмотрено в нормативно- технической документации.

Проведение ремонтно-восстановительных мероприятий является по существу еще одним способом, направленным на повышение надежности системы.

7.4.1. Показатели надежности восстанавливаемых систем

С количественной стороны такие системы кроме рассмотренных ранее показателей надежности, характеризуются еще и комплексными показателями надежности.

Комплексным показателем надежности является показатель надежности, характеризующий несколько свойств, составляющих надежность объекта.

Комплексными показателями надежности, которые наиболее широко применяются при характеристике надежности восстанавливаемых систем, являются:

Коэффициент готовности;

Коэффициент оперативной готовности;

Коэффициент технического использования.

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых перерывов, в течении которых применение объекта по назначению не предусматривается.

Таким образом, коэффициент готовности характеризует одновременно два различных свойства объекта - безотказность и ремонтопригодность.

Коэффициент готовности является важным параметром, однако, он не является универсальным.

Коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых перерывов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

Коэффициент характеризует надежность объектов, необходимость применения которых возникает в произвольный момент времени, после которого требуется определенная безотказная работа. До этого момента аппаратура может находиться в режиме дежурства, режим применения в других рабочих функциях.

Коэффициент технического использования - отношение математического ожидания интервалов времени пребывания объектов в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий интервалов времени пребывания объекта в работоспособном состоянии, простоев, обусловленных техническим обслуживанием, и ремонтов за тот же период эксплуатации.

7.4.2. Нормирование надежности сложных систем и элементов.

В общем перечне требований, предъявляемых к проектируемым системам автоматики немаловажная роль принадлежит количественным требованиям (нормам) по надежности.

Достигнутый уровень надежности систем в значительной степени определяет эффективность их применения, при этом основное снижение эффективности систем в процессе эксплуатации, как правило, связано с понижением их надежности. Тесная связь показателей надежности с эффективностью применения систем свидетельствует о том, что в общем случае задача обоснования требований (нормирования) по надежности не может рассматриваться как самостоятельная.

Общая задача нормирования надежности сложных систем включает в себя решение ряда следующих задач.

1. Выбор показателя эффективности, принимаемого в качестве исходного при нормировании надежности. Решение этой задачи должно основываться на анализе назначения системы и предполагаемых принципов ее эксплуатации. Выбранный показатель эффективности должен быть достаточно чувствительным к изменению надежности системы.

2.Установление и исследование аналитических табличных и графических зависимостей выбранного показателя надежности системы от уровня ее надежности. На базе этих исследований по степени изменения количественных показателей эффективности можно судить о возможных пределах требований по надежности системы.

3. Определение оптимальных требований по надежности к системе и ее элементам. Необходимость оптимизации при обосновании требований по надежности вытекает из того, что увеличение надежности, как правило, связано с возрастанием экономических затрат на разработку системы, увеличением времени разработки, увеличением весов, габаритов и т.д. Решение задачи оптимизации позволяет учесть возникающие естественные ограничения, обеспечив при этом оптимальное значение надежности системы.

Задаваемые на разработку системы требования по надежности, являясь отражением объективных пожеланий к основным показателям эффективности системы, не могут рассматриваться как нечто стабильное, не подлежащее уточнению в процессе разработки системы.

Если требования по надежности системы установлены, то возникает задача нормирования требований по надежности на элементы системы. Эта задача, в принципе, также относится к системе в целом и нормирование надежности по ее элементам позволяет в основных чертах определить главные эксплуатационные свойства системы и обеспечить в последующем необходимый уровень ее эффективности. Основными показателями эффективности системы, характеризующими ее приспособленность к применению по назначению, являются показатели производительности и экономичности, которые тесно связаны с показателями надежности системы.

Для количественного выражения надежности объекта и для планирования эксплуатации используются специальные характеристики - показатели надежности. Они позволяют оценивать надежность объекта или его элементов в различных условиях и на разных этапах эксплуатации.    Более подробно с показателями надежности можно ознакомиться в ГОСТ 16503-70 - "Промышленные изделия. Номенклатура и характеристика основных показателей надежности.", ГОСТ 18322-73 - "Системы технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения.", ГОСТ 13377-75 - "Надежность в технике. Термины и определения".