Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение понятию «резервирование».

2. Что такое избыточность?

3. Какие вы знаете признаки классификации методов резервирования?

4. Раскройте содержание структурного резервирования.

5. Расскажите о временном и информационном резервировании объекта.

6. В чем особенности функционального резервирования объектов?

7. Как классифицируются объекты по способу соединения резервных элементов?

8. Перечислите и дайте краткую характеристику способам включения резерва в объектах.

9. Чем характеризуется степень избыточности в методах резервирова­ния объектов?

10. В каких режимах могут работать резервные элементы в объектах?

11. Выведите основные соотношения надежности для общего резерви­рования объекта.

12. Расскажите о последовательности расчета надежности объекта с раз­дельным резервированием элементов.

13. Как оценивается выигрыш надежности при резервировании объектов?

14. В чем особенности расчета надежности объекта при резервировании с дробной краткостью?

15. Каковы принципы мажоритарного резервирования объектов?

16. Объясните, как вы понимаете сущность логико-вероятностных ме­тодов расчета надежности систем.

17. Раскройте алгоритм расчета надежности с помощью логико-вероят­ностного метода для систем, имеющих параллельную структуру.

18. Выведите уравнение для расчета надежности восстанавливаемого ре­зервированного объекта с использованием графа переходов его со­стояний.

19. Какими способами можно решать уравнения, описывающие вероят­ности состояний резервированной системы с восстановлением?

20. Что такое «стационарный коэффициент готовности системы»?

21. Как учитывается последействие отказов при расчете надежности ре­зервированных объектов?

8

МЕТОДЫ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ КАК СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

8.1.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТАНАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Анализ конструктивных схем современных слож­ных ЭА показывает, что они как объект исследова­ния надежности представляют собой сложные по­следовательно-параллельные и параллельно-после­довательные структуры. С точки зрения теории систем необходимо определить: простой или слож­ной системой является ЭА. Ответ на этот вопрос кардинально изменяет методологию исследования надежности ЭА.

Под системой в теории надежности понимает­ся совокупность элементов (или подсистем), объе­диненных конструктивно или функционально в со­ответствии с заданным алгоритмом взаимодействия при выполнении определенной задачи в процессе применения по назначению. В теории систем счи­тается, что система является сложной, если она со­стоит из большого числа взаимосвязанных и взаи­модействующих между собой элементов (подсистем) и способна выполнять сложную функцию. Деление систем на простые и сложные возникло из-за появ­ления систем, имеющих в своем составе совокуп­ность подсистем с наличием функциональной из­быточности. Простая система может находиться только в двух состояниях: работоспособности (ис­правном) и отказа. При отказе элемента простая система либо полностью прекращает выполнение своей функции, либо продолжает ее выполнение в полном объеме, если отказавший элемент резервирован. Слож­ная система при отказе отдельных элементов и даже целых под­систем не всегда теряет работоспособность, зачастую только сни­жаются характеристики ее эффективности. Это свойство слож­ных систем обусловлено их функциональной избыточностью и, в свою очередь, затрудняет формулировку понятия «отказ сис­темы ».

Отказ сложной системы целесообразно определять как собы­тие, обусловленное выходом характеристик эффективности за установленный допустимый предел. Величину этого предела обычно связывают с частичным или полным невыполнением сис­темой своих функций.

Как правило, сложным системам (объектам), которыми могут быть и некоторые электрические аппараты, присущи следующие характерные особенности:

• уникальный характер конструкции;

• широкий спектр конструктивных элементов и подсистем (ме­ханических, электрических и др.);

• высокая безотказность элементной базы;

• разнообразие действующих нагрузок (механических, тепло­вых, радиационных, электромагнитных и др.);

• разнородность процессов, протекающих в элементах;

• структурная и функциональная избыточность;

• большое количество точек контроля и объектов управления;

• разнообразие отказов (по характеру, экономическим потерям, экологии, престижности и т. п.);

• восстанавливаемость и плановая профилактика;

• наличие человека в контуре управления.

Подчеркнем еще несколько особенностей сложных систем как объекта исследования надежности. Для простых систем обычно делается предположение о совпадении показателей структурной и функциональной надежности. При этом если число комплек­тующих элементов достигает нескольких тысяч, то показатели функциональной надежности, как правило, выше, чем структур­ной, так как не все виды отказов элементов приводят к отказу функционирования системы. Для сложных систем предположе­ние о близости структурной и функциональной надежности не­приемлемо. Это объясняется тем, что на показатели надежности сложных систем большое влияние оказывают не структурные факторы, а математическое и программное обеспечение, работа операторов и т. п.

8.2.