5.2 Оптимізація структури резерву та поняття надійності засобів зв'язку [16, 19]

5.2.1 Надійність та її властивості

Надійністю називається властивість об'єктів (пристроїв, обладнання, споруджень, ліній, мереж і ін.) виконувати свої функції з необхідними показниками якості, обумовленими системою нормативно-технічної документації, у заданих умовах роботи і протягом часу. Надійність відображає вплив на працездатність системи головним чином внутрішньосистемних факторів — випадкових відмовлень техніки, які спричинені фізико-хімічними процесами старіння апаратури, дефектами її виготовлення чи помилками обслуговуючого персоналу.

Окремо виділяють живучість зв'язку, що характеризує стійкість системи зв'язку проти дії причин, що лежать поза системою і приводять до руйнування чи значному ушкодженню її частини. Ці причини можуть мати стихійний характер (землетрус, урагани, повені, обвали і т.п.) чи носити навмисний характер (дії супротивника в умовах війни й ін.).

Підвищення надійності засобів зв'язку є однієї з найважливіших задач організації, планування і управління підприємствами зв'язку.

Стан, при якому об'єкт задовольняє всім встановленим вимогам, називається справністю, а при якому він здатний виконувати задані функції, але в межах норм зберігаються тільки основні параметри — працездатність об'єкта.

Порушення справності є ушкодженням, а порушення працездатності — відмова.

Основними властивостями надійності є:

безвідмовність — властивість об'єкта безупинно зберігати свою працездатність;

довговічність – властивість зберігати працездатність до граничного стану з необхідними перервами для технічного обслуговування і ремонту (граничний стан відповідає неможливості чи недоцільність подальшої експлуатації об'єкта внаслідок зниження ефективності або безпеки, які неможливо усунути);

ремонтопридатність — пристосованість для виконання ремонтів і технічного обслуговування, що визначає можливість швидкого усунення несправностей і відмовлень;

схоронність — властивість зберігати необхідні показники під час і після збереження чи транспортування об'єкту.

У різних виробничих ситуаціях перераховані властивості мають різну значимість.

Відмови, які виникають розрізняють за різними ознаках: раптові і поступові, при який один (чи кілька) основних параметрів неприпустимо змінюються стрибком чи поступово;

явні, що виявляються без застосування спеціальних засобів, і сховані, що виявляються із застосуванням спеціальних засобів;

повні, при яких подальша експлуатація неможлива, і часткові, при яких подальша експлуатація можлива, але задовольняють вимоги не всі основні показники;

конструктивні, які виникають через помилки чи недосконалості конструювання, виробничі — через недосконалість чи порушення технології виробництва й експлуатаційні — через порушення правил експлуатації чи виникнення зовнішніх впливів, не властивих нормальній експлуатації.

Всі об'єкти можна підрозділити на два види: невідновлювані, котрі в розглянутій ситуації відновленню не підлягають унаслідок неможливості чи недоцільності, і відновлювані, робота яких може бути продовжена після проведення відбудовних робіт.

Відмова, так само як і моменти закінчення відновлення, виникають під впливом багатьох факторів, що точно оцінити неможливо, унаслідок чого ці події розглядаються як випадкові, а тривалість роботи до відмовлення і до закінчення відновлення — як випадкові величини. У силу цього показники надійності і методи дослідження надійності об'єктів базуються головним чином на теорії імовірності і математичній статистиці.

Надійність може бути обмірювана кількісно. Кількісні характеристики надійності наступні:

1. Ймовірність безвідмовної роботи.

Це ймовірність такої події, що свідчить про те, що об'єкт буде знаходитися в робочому стані в проміжку часу від 0 до t.

P(t) при t=(0-t)

2. Ймовірність відмовлень

Це імовірність такої події, при якому об'єкт у проміжку від 0 до t вийде з ладу.

Q(t)=l-P(t).

3. Інтенсивність відмовлень

Це середня кількість відмовлень за одиницю часу – λ, (t).

4.Середній час наробітку на відмовлення― середній час від 0 до моменту настання відмовлення: Т = 1/λ(t)

Зазначені характеристики відносяться до невідновлюваних об'єктів, тобто до тих об'єктів, що не підлягають ремонту (електричні лампочки). Відновлювані об'єкти - це ті, котрі після виходу з ладу можуть бути відремонтовані.

Для відновлюваних об'єктів кількісні характеристики надійності трохи інші:

1. коефіцієнт готовності: Кт(t) –ймовірність того, що в проміжку від 0 до t об'єкт буде знаходитися в стані, придатному для використання;

2. коефіцієнт неготовності: Кн.(t) = 1 – Кг(t);

3. середній час наробітку на відмовлення: Т;

4. середній час відновлення : Тв.

5. інтенсивність відновлення: µ(t)=1/ Тв

Графік залежності інтенсивності відмовлень λ від часу t представлений на рисунку 5.2

Р ис.5.2. Життєвий цикл обладнання

Життєвий цикл обладнання можна розділити на три зони:

I - область відмов, викликана заводськими недоробками;

ІІ - область випадкових відмов (нормальна робота);

ІІІ - область відмов через старіння обладнання.

Надалі будемо розглядати тільки область випадкових відмов. Тому параметри надійності будемо вважати постійними.