1.2. Общие сведения

Количественно надежность характеризуется значениями показателей надежности. Для технических средств наиболее важными являются показатели, характеризующие безотказность.

Основным показателем безотказности является вероятность безот­казной работы P(t), представляющая собой вероятность того, что в течение заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Вероятность безотказной работы P(t₀) в интервале опре­деляется через функцию распределения наработки на отказ F (t) как . Однако в практических инженерных расчетах вероятность безотказной работы обычно определяется через другой показатель надежности - интенсивность отказов. Интенсивность отказов λ(t) представляет собой условную плотность вероятности возникновения отказа в рассматриваемый момент времени при условии, что до этого момента отказ не возник. Значения интенсивностей отказов некоторых элементов судового электрооборудования приведены в таблице 1.1.

Вероятность безотказной работы и интенсивность отказов связаны соотношением:

.

Для периода нормальной эксплуатации полагают λ=const, и тогда:

. (1.1)

Зная тип объекта, по специальным таблицам можно найти значение λ и, задавшись наработкой t, вычислить вероятность безотказной работы (1.1).

Таблица 1.1

Элементы	Тип элемента		Элементы	Тип элемента
Синхронные генераторы	МС82-4	44,0	Трансформаторы судовые	ОСО	5,0
	МС92-4	105,2		ТПБ	4,0
	МС114-4	82,0		ВТЧ	8,0
	МС117-4	25,5	Контакторы	КТ	22,2
	МС124-4	27,5		КМ	6,0
Генераторы	ГСК1500	15,6	Автоматические выключатели	АВ100	16,0
	МП	11,4		АП50	15,0
Асинхронные генераторы	МА	48,0	Реле электромагнитные	МКУ	14,9
	МАО	26,7		ПЭ	13,2
	МРЗ	48,0		РСМ	5,3
	МАФ	9,3	Транзисторы		10,0
	МАП	1,3	Тиристоры		5,0
	АО	15,2	Датчики давления масла	ЭДМУ	10,85
	АОМ	11,1	Датчики температуры масла и воды	ТЭУ	1,65
	А-41-4	10,1	Лампы Контрольные		3,0
Тахогенераторы	МЭТ8/30	70,1	Шины монтажные и провода		0,01
Реостаты для двигателей постоянного тока: Пусковой Регулировочный	П	5,0	Электродвигатели серии П	.	19,5
	Р	15,0	Кнопки	КУ 120	10,0
			Пускатели магнитные	ПМ	6,0

Система электрооборудования и автоматики состоит из большого числа элементов различных типов, и надежность такой системы зависит как от типа элементов, так и от способа их соединения.

С точки зрения надежности различают последовательное, парал­лельное и смешанное соединения элементов. Элементы системы соединены последовательно, если отказ любого одного из них приводит к отказу всей системы. Если отказ системы наступает только при отказе всех рассматриваемых элементов, то эти элементы соединены параллельно. При смешанном соединении часть элементов системы соединена последовательно, часть параллельно, при этом группы последовательно соединенных элементов могут быть параллельны друг другу. При последовательном соединении элементов 1,2,..,i,…,n, имеющих интенсивности отказов, соответственно, , вероятность безотказной работы системы в течение наработки t определяется выражением:

. (1.2)

При параллельном соединении вероятность безотказной работы оп­ределяется выражением:

. (1.3)

При смешанном соединении элементы, соединенные параллельно, об­разуют укрупненный элемент, вероятность безотказной работы которого определяется выражением (1.3). Эти укрупненные элементы включены в схему последовательно. Таким образом, вероятность безотказной работы системы с последовательно-параллельным включением ее элементов может быть определена с помощью выражений (1.2) и (1.3).

Расчет показателей безотказности систем судового электрообору­дования (СЭО) и автоматики осуществляется в следующем порядке:

1. Формулируется понятие "отказ системы" в рассматриваемом ре­жиме ее работы.

2. Исходя из условий работоспособности системы определяются элементы, отказ которых (каждого в отдельности или в различных ком­бинациях) вызывает отказ системы.

3. Определяются элементы системы, включенные последовательно и параллельно.

4. Для заданных типов элементов по таблице 1.1 определяются интен­сивности отказов.

5. Исходя из заданной наработки рассчитывается вероятность безотказной работы.

6. Сравниваются полученные результаты расчета с требуемыми по заданию.

Если полученное значение показателя надежности не удовлетворя­ет техническому заданию, необходимо принять меры для повышения на­дежности.

Из расчетных выражений (1.2) и (1.3) видно, что разработчик системы может влиять на ее безотказность, варьируя значения λ_i, t и n.

Значение интенсивности отказов можно изменить двумя способами. Первый - замена элемента другим, выполняющим те же функции, но имею­щим меньшее значение λ. Второй - изменение условий эксплуатации элементов: уменьшение температуры, влажности, запыленности и загазованности воздуха, снижение нагрузки элементов и т.п.

Изменение числа элементов системы с целью повышения ее надежности также может осуществляться двумя способами. Первый - уменьшение числа элементов системы. С этой целью можно исключить из системы некоторые элементы. Здесь речь идет об элементах, включенных пос­ледовательно с точки зрения надежности. При этом некоторые функции системы не будут выполняться или будут выполняться с пониженным ка­чеством. Уменьшение числа элементов может быть достигнуто и путем использования элементов большей степени интеграции, имеющих, как пра­вило, меньшую интенсивность отказов.

Второй способ, наоборот, связан с увеличением числа элементов, но эти добавочные элементы включаются параллельно с основными эле­ментами системы, В этом случае, если интенсивность отказов всех элементов одинакова, то из (1.3) получим выражение для оценки веро­ятности безотказной работы такого объекта:

.

Все эти методы неравнозначны как в отношении увеличения пока­зателей надежности, так и в отношении цены этого увеличения, т.е. различна эффективность.