
- •Лекция №7 назначение показателей надежности элементов из условия обеспечения максимальной вероятности безотказной работы систем при ограниченных средствах на ее создание.
- •Методы повышения надежности Мероприятия по повышению надежности при проектировании и изготовлении системы
- •Виды резервированных объектов
- •Методы резервирования
- •Особенности невосстанавливаемых систем с пассивным резервированием Пассивное резервирование с неизменным нагружением
- •А. Общее пассивное резервирование
- •Б. Раздельное пассивное резервирование
Лекция №7 назначение показателей надежности элементов из условия обеспечения максимальной вероятности безотказной работы систем при ограниченных средствах на ее создание.
Вероятность безотказной работы системы, состоящей из n элементов с интенсивностями отказов λi , в течение времени t равняется
(4.29)
Из этого выражения видно,
что максимальное значение р(t)
достигается при минимальном значении
(значение t
будут влиять только на численное значение
оптимума).
Стоимость (материальные затраты на производство) i-го элемента системы зависит от λi и может быть представлена в виде
;
(4.30)
где Кi , Кλi – известные положительные числа.
При проектировании системы может стоять задача о назначении таких значений λi, чтобы
при
условии
<
С, где С – материальные средства
выделенные на создание системы.
Подставляя (4.30) в (4.29), получаем
p(t)=exp
. (4.31)
где ai=kikλi; b=ciki, то есть bi=f(ci).
Таким
образом, с учетом (4.31), математическая
формулировка
указанной задачи приобретает вид:
необходимо найти такие bi(i=
),
а соответственно и λi,
чтобы
функция
(4.32)
в области b1+b2+b3+…+bn=B, bi>0.
В=
(4.33)
Пусть n = 4, то есть система состоит из четырех элементов. Введем обозначения: b1+b2+b3+b4=B; b1+b2=B2; b1=B1. Аналогично предыдущей лекции, с учетом (4.32), получим последовательность минимизируемых функций:
(4.34)
(4.35)
(4.36)
(4.37)
Соотношения (4.34) — (4.37) представляют собой описание многошаговой процедуры распределения материальных средств между элементами системы и обеспечивает выполнение условия (4.32).
Найдем сначала (как в предыдущей лекции) условное оптимальное распределение на всех шагах, то есть «пройдем» весь процесс от конца к началу. Подставим (4.37) в (4.36) и из условия минимального значения выражения в квадратных скобках найдем условно оптимальное значение b2 и соответствующее ему значение функции f2(B2):
(4.38)
Повторением процедуры после подстановки (4.38) в (4.35) находим
(4.39)
Наконец, подставив (4.39) в (4.34), определяем оптимальное (уже не условное) значение b4:
(4.40)
Для системы из n элементов, после подстановки (4.30) и (4.31) в (4.40), получаем
Отсюда
,
i=
(4.41)
При определении λiопт по формуле (4.41) находится максимальное значение вероятности безотказной работы системы, которое можно обеспечить, вложив в разработку системы средства С.
Аналогично может быть решена задача назначения элементов системы для обеспечения заданного значения [p(t)]зад вероятности безотказной работы при минимуме материальных затрат на ее создание.
После логарифмирования (4 .29) имеем
Заданное значение p(t) необходимо обеспечить при минимальном значении
, то есть при
Тогда
(4.42)
При этом затраты на создание системы минимальны и определяются выражением
(4.43)
Выражение (4.43) позволяет определить минимальные затраты на разработку и изготовление системы, которая обеспечивает заданный уровень безотказной работы в течение времени t.