надежность

( Word Reader - Unregistered ) www.word-reader.com

Экономический показатель надежности.

Объединить в единое целое разнообразные механические, химические, тепловые, гидравлические и другие факторы с различной значимостью влияния на надежность и их размерностью можно только на основе экономического подхода к надежности системы. При таком подходе условием обобщающим надежность отдельных элементов и системы в целом является объем затрат в эксплуатации, которые обусловлены факторами надежности системы. Именно этой задаче и отвечает экономический показательнадежности, который измеряется отношением суммарных затрат в эксплуатации за весь срок службы

Цэ – суммарные затраты в эксплуатации, обусловленные факторами ненадежности, руб; Цр – рыночная цена, руб.

Физический смысл экономического показателя надежности предельно прост: этот показатель, как одна из потребительских сторон качества системы, которая показывает во сколько раз затраты покупателя из-за ненадежности превышают его рыночную стоимость. Таким образом, для формулировки математической модели надежности необходимо установить зависимость экономического показателя надежности от факторов, определяющих надежность изделия в эксплуатации.

Обычно принято считать, что надежность есть комплексное свойство, определяемое долговечностью, ремонтопригодностью, безотказностью и сохраняемостью. С позиции же экономических исследований все эти составляющие по причинной связи можно объединить в две группы экономических характеристик: долговечность и безотказность.

С экономических позиций долговечность проявляется в том, что элементы системы (агрегаты, узлы, детали и т.д.) имеют свою индивидуальную продолжительность работы, в течение которой системы выполняет свое функциональное назначение в полном объеме. Эта продолжительность работы элемента называется его ресурсом, т.е. наработка элемента системы в часах, в течение которой система не достигнет предельного состояния.

В системе, как правило, ряд элементов имеет ресурс меньше срока службы системы в целом. Элементы системы, имеющие ресурс меньше срока службы, будем называть ресурсными элементами. При сроке службы Tj лет, годовом

фонде времени tp и ресурсе элемента ti число замен i-го ресурсного элемента с

Замена ресурсных элементов в эксплуатации в общей постановке связана с разборкой изделия, подгонкой устанавливаемых вновь элементов, сборкой, отладкой и испытаниями системы после замены элемента. Совокупность этих операций принято называть плановым ремонтом. Плановый ремонт кроме

( Word Reader - Unregistered ) www.word-reader.com

стоимости ресурсных элементов обуславливает дополнительные расходы на оплату труда ремонтных работников, материалы, инструмент и приспособления, используемые в процессе ремонта системы.

Для поддержания долговечности отдельных элементов в заданных пределах осуществляется их своевременная очистка от загрязнений, смазка, регулировка, подкраска и т.д. Совокупность этих процессов называется техническим обслуживанием. Составляющая эксплуатационных расходов, обусловленная необходимостью технического обслуживания, равна

, где С – количество технических обслуживаний

за срок службы изделия; tm – продолжительность m-го технического обслуживания, ч; zm – численность рабочих, занятых техническим обслуживанием системы; зр – средняя часовая зарплата ремонтных работников, руб/чел; Цм – затраты на материалы, использованные при

техническом обслуживании, руб.

Начальным этапом технического обслуживания и ремонта является техническое диагностирование, называемое иногда в ремонтной практике дефектацией. Одним из результатов диагностирования при техническом обслуживании и ремонте является прогнозирование технического состояния системы. Для повышения достоверности используются средства диагностирования, имеющие определенную стоимость Цдиагн. По результатам

диагностирования в дополнение к ресурсным элементам могут быть выявлены дефектные элементы, требующие замены или восстановления.

На восстановление каждого отказа затрачивается определенное время, продолжительность которого определяется таким свойством системы, как ремонтопригодность к восстановлению после отказа. Количественной мерой ремонтопригодности принято считать среднее время восстановления, представляющее собой математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния системы после отказа. При восстановлении отказа можно заменять отказавшие элементы, расходовать материалы, инструменты и т.д.

Методы повышения надежности.

( Word Reader - Unregistered ) www.word-reader.com

Резервирование – наличие в системе более одного агрегата (узла) для выполнения требуемой функции; это один из методов реализации структурной избыточности, осуществляемой для повышения надежности. В этом случае в системе помимо функционально необходимых (основных) элементов вводят дополнительные (резервные), которые включают в работу одновременно с основными, либо при выходе основных из строя. При этом вероятность безотказной работы

повышается.

Существует холодный, горячий резерв, а также мажоритарный. Самый простой горячий (нагруженный) резерв.

на оба элемента системы подано питание

а) Работают оба элемента Р1=р2.

б) Работает один блок, второй сломался Р2=2рq=2р(1-р) q=1-р

в) Сломались оба блока Р3=q2=(1-p)2

Pc=1-Qc=(1-p)2 при m блоков Pc=1-(1-p)m.

Время наработки на отказ

при m=2 Тс=Т(1+0,5)=1,5Т

Горячее резервирование не имеет смысла использовать при большой наработке на отказ. Есть смысл его применять на относительно временах

( Word Reader - Unregistered ) www.word-reader.com

Есть некоторый выход промежуточное резервирование отдельных блоков.

Рс=Р1*Р2*Р3*Р4

Ненагруженное резервирование (холодный резерв). Один блок под напряжением, а со второго питание снято.

Тс=mТ

Выигрыш в два раза. Увеличивает время в два раза. Функциональное резервирование.

Когда одна и та же задача решается различными физическими методами. Поэлементное резервирование.

Дублируется каждый элемент в отдельности.

( Word Reader - Unregistered ) www.word-reader.com

Пример:

p+q=1 , где р – вероятность безотказной работы q – вероятность отказа.

Для поэлементного резерва нужно указывать вид отказа.

Если на первом рисунке диоды имеют qкз больше, то мы в проигрыше.

Четырехкратное резервирование свободно от короткого замыкания и обрыва.

Поэлементное резервирование очень сложно проверить. Мажоритарное резервирование.

Это основной метод который применяют в сложной вычислительной технике. Метод негодный для надежности и применяется только для того чтобы избавиться от ошибок. Используется нечетное количество каналов 3, 5 и т.д.

( Word Reader - Unregistered ) www.word-reader.com

Принимается тот, который совпал. Быстродействие падает в два с лишним раза. Возрастает объем памяти.

Применение избыточных кодов. Любые однократные сбои схема позволяет выявить. Но необходимо иметь избыточные разряды. Быстродействие не ухудшается.