70. Основные типы структур сложных систем.
Для машиностроения характерно наличие выходных параметров отдельных элементов, которые участвуют в формировании выходных параметров всего изделия. В этом случае необходимо рассматривать систему или подсистему в целом и учитывать как участие каждого элемента в формировании выходного параметра системы, так и их взаимное влияние на работоспособность.
Для сложных систем характерно комбинированное построение структуры, когда надёжность отдельных подсистем может рассматриваться независимо.
Структуры сложных систем:
1. Расчленённые – у которых надёжность отдельных элементов может быть заранее определена, т.к. отказ элемента можно рассматривать как независимое событие;
2. Связанные – у которых отказ элементов является зависимым событием, связанным с изменением выходных параметров всей системы;
3. Комбинированные – состоящие из подсистем со связанной структурой и с независимым формированием показателей надёжности для каждой из подсистем.
Для современных технических систем наиболее характерна комбинированная структура.
71. Эффективность системы.
В связи с тем, что функционирование сложной системы связано с выполнением разнообразных задач с неодинаковых условиях эксплуатации, бывает трудно определить, является ли возникшее изменении выходных параметров машины отказом. В одних условиях работы эти изменения не повлияют на работоспособность изделия, в других может произойти снижение производительности, точности, скорости и других показателей, характеризующих эффективность работы машины. Машина может функционировать и при возникновении параметрических отказов.
Поэтому в ряде случаев говорят не об отказе машины, а о снижении её эффективности в процессе эксплуатации.
Эффективность сложной системы – совокупность свойств системы, определяющая способность системы выполнять поставленную задачу, что зависит не только от качества системы, но и от качеств человека, управляющего ей.
С позиций надёжности понятие «эффективность изделия» необходимо для анализа способности системы функционировать во всём диапазоне возможных условий и режимов и установления предельных значений изменения выходных параметров сложной системы. Заказчик, эксплуатирующий сложное изделие, должен учитывать требования к её выходным параметрам, исходя из той эффективности, которая удовлетворяет его потребности.
72. Расчет надежности систем по надежности элементов.
При возможности расчленения сложной системы на отдельные элементы, для каждого из которых можно отдельно определить вероятность безотказной работы, для расчёта её надёжности используют структурные схемы. В этих схемах каждый i-й элемент характеризуется значением Рi – вероятностью его безотказной работы в течение заданного периода времени. Требуется определить вероятность безотказной работы Р(t) всей системы.
Наиболее характерен случай, когда отказ одного элемента выводит из строя всю систему. Это последовательное соединение элементов (рис). Например, большинство приводов машин и механизмы передач подчиняются этому условию.
Вероятность безотказной работы такой системы равна произведению вероятностей безотказной работы элементов:
При одинаковой надёжности элементов формула примет вид:
Сложные системы, состоящие из элементов высокой надёжности, могут обладать низкой надёжностью за счёт наличия большого числа элементов. Например, если узел состоит из 50 деталей, а вероятность безотказной работы каждой детали за выбранный промежуток времени составляет Pi = 0,99, то вероятность безотказной работы узла будет P(t) = (0,99)50 = 0,55
Если причина выхода из строя деталей машины или узла связана только с внезапными отказами, которые подчиняются экспоненциальному закону, то:
