5. Контрольные вопросы

1. Виды резервирования. Способы структурного резервирования систем.

2. Понятие о структурных схемах надежности (ССН).

3. Способы соединений элементов в ССН и определение вероятностей безотказной работы и средней наработки до отказа схем при:

• последовательном соединении элементов;

• параллельном соединении;

• последовательно–параллельном (смешанном) соединении.

4. Как вычисляется необходимая кратность резервирования?

Практическое занятие № 3

Тема занятия: Расчет надежности невосстанавливаемых систем

при проектировании

1. Цель занятия:

1.1. Закрепить теоретический материал по видам расчетов надежности.

1.2. Получить практические навыки в решении задач по выполнению ориентировоч­ного расчета надежности, выполняемого на этапе эскизного проектирования систем АТС.

2. Теоретические основы

В зависимости от полноты учета факторов, влияющих на надёжность системы, различают следующие виды расчётов надёжности:

1. Ориентировочный.

2. Окончательный (полный).

Ориентировочный расчет надежности проводится на этапе проектирования, когда разработана принципиальная электрическая схема системы (устройства). Целью расчета являются:

• проверка выполнимости требований по надежности, содержащихся в техническом задании ;

• определение рационального состава элементов, обеспечивающих необходимые электрические параметры и требования по надежности (учет влияния на надежность числа и типа применяемых элементов в нормальных условиях эксплуатации и номинальном режиме работы элементов).

Ориентированный расчет надежности основывается на следующих допущениях:

• имеется принципиальная электрическая схема системы (устройства);

• система нерезервирована;

• все элементы данного i – го типа являются равнонадежными: интенсивности отказов элементов i – го типа являются одинаковыми и их значения выбираются по средним значениям , где – число возможных значений интенсивностей отказов (от минимального до максимального) для элементов – го типа. Иногда рассчитывают надежность для минимального и максимального значений интенсивностей отказов элементов;

• все элементы работают в номинальном режиме ;

• все элементы работают в нормальных условиях эксплуатации (отсутствуют вредные воздействия: вибрация, ударные нагрузки, давление и др.).

Рассчитываются следующие показатели надежности:

1. Интенсивность отказов системы (устройства):

, (3.1)

где К – число типов элементов;

– число элементов i – го типа;

– среднее значение интенсивности отказов элементов i – го типа в номинальном режиме работы и нормальных условиях эксплуатации.

2. Вероятность безотказной работы системы за заданный интервал времени t, т.е. (0, t):

, (3.2)

3. Средняя наработку до отказа:

, (3.3)

Окончательный (полный) расчет надежности проводится с учетом реальных режимов работы и условий эксплуатации. Данный вид расчета проводится в следующей последовательности:

1. Производится пересчет интенсивности отказов элементов по формуле:

, (3.4)

где – поправочный коэффициент, учитывающий влияние j–го фактора (вибрации, ударные нагрузки, давление, влажность и др.) на интенсивность отказов элементов i–го типа;

– поправочный коэффициент учитывающий отличия режимов работы элементов i–го типа от номинального режима, , т.е. при и .

Значения поправочных коэффициентов , приведены в справочниках и в сборнике задач «Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах». Под редакцией Г.В. Дружинина. – М.: Энергия, 1976.

2. Определяется интенсивность отказов системы:

, (3.5)

3. Определяется вероятность безотказной работы за время t:

4. Определяется средняя наработка до отказа:

5. Сравниваются полученные значения и с требуемыми и разрабатываются меры повышения надежности:

• резервирование;

• возможные меры по уменьшению вредных воздействий;

• выбор новых элементов с малыми значениями интенсивностей отказов и др.