13 Надежность

Надежностью называется свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

В теории надежности отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой "время безотказной работы". Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается Q(t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0...1. Вероятность противоположного события - безотказной работы на этом интервале, равна

P(t) = 1-Q(t).

Мерой надежности элементов и систем, является интенсивность отказов ЦХ), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент t, при условии, что до этого момента отказов не было, Причем, если элемент работает в условиях, отличающихся от лабораторных (нормальных), то интенсивность отказов A,(t) определяется следующим образом

λ(t) = k · λ_o(t).

где к – поправочный коэффициент.

Между функциями λ,(t) и P(t) существует взаимосвязь

В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна λ,(t)≈ λо. В этом случае

P(t)=e^-λt.

Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.

Среднее время безотказной работы (наработки на отказ) находят как математическое ожидание случайной величины "время безотказной работы"

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов

13.1 Расчет надежности

Надежность сложных систем, состоящих из большого количества элементов, определяется в первую очередь надежностью этих элементов. Интенсивность отказов сложной системы определяется, с достаточной точностью, суммой интенсивностей отказов отдельных элементов, входящих в эту систему. Рассчитаем надежность сети видеонаблюдения.

Последующий расчет надежности производится исходя из предположения, что все расчетные элементы соединяются параллельно, и отказ элементов есть событие случайное и независимое.

Под расчетным элементом понимается видеокамера, видеорегистратор или монитор, для которого известно время наработки на отказ, являющееся исходной величиной при расчете надежности системы.

Параллельное соединение расчетных элементов - такое соединение, при котором отказ одного элемента не приводит к отказу всей системы.

Для параллельного соединения

P₁₂=1-(1-p₁)(1-p₂)=p₁+p₂-p₁p₂.

Время наработки на отказ отдельных элементов системы:

• внешняя периметровая камера HikVision DS-2CD2012-I: 70000 ч;

• внутренняя камера HikVision DS-2CD8153F-E: 80000 ч;

• видеорегистратор Trassir Quattro Station Pro: 10000 ч;

• LCD-монитор PMCL317 Pelco: 40000 ч.

Интенсивности отказов

внешняя периметровая камера HikVision DS-2CD2012-I;

внутренняя камера HikVision DS-2CD8153F-E;

Видеорегистратор Trassir Quattro Station Pro;

LCD-монитор PMCL317 Pelco;

Интенсивность отказов системы λ_c определяется суммой интенсивностей отказов отдельных элементов;

где N_j - количество деталей j-гo типа;

λ_j - интенсивность отказа отдельных элементов.

интенсивность отказа внешняя периметровая камера HikVision DS-2CD2012-I (23 штуки);

λ = 23·14·10^-6=322·10^-6.

P₁(1000)=0,694.

внутренняя камера HikVision DS-2CD8153F-E (40 штук);

λ = 40·13·10^-6=520·10^-6.

P₂(1000)=0,506.

Видеорегистратор Trassir Quattro Station Pro (1 штука);

λ = 1·100·10^-6=100·10^-6.

P₃(1000)=0,905.

LCD-монитор PMCL317 Pelco (2 штука);

λ = 2·25·10^-6=50·10^-6.

P₄(1000) = 0,976.

Расчет вероятности безотказной работы системы;

Р₁₂ = 0,694 + 0,506 - 0,694·0,506 = 0,849.

P_l23 = 0,849·0.905=0.768.

P₁₂₃₄ = 0,768·0,976=0,751.

Среднее время наработки на отказ

Исходя из полученной вероятности получим интенсивность отказа системы;

По полученным результатам можно сделать вывод, что появление отказа элементов данной системы можно ожидать примерно через 7937 часов, то есть около одного года. В связи с этим можно предложить производить регулярную проверку раз в год.