Классификация технических систем

1. Невосстанавливаемые и восстанавливаемые

2. Длительного и короткого времени работы

3. Резервированные и нерезервированные

Невосстанавливаемые (неремонтируемые) – если ее отказ приводит к неустранимым последствиям и систему нельзя использовать по ее назначению.

Восстанавливаемая – может продолжить выполнение своей функции после устранения отказа.

Есть системы смешанного типа – часть элементов восстанавливается, а часть – нет.

В зависимости от выполнения функций различают системы длительного и короткого существования.

Резервирование – способ повышения надежности путем включения резервных единиц, способных в случае отказа основного устройства выполнять его функции. Этот метод обладает большими возможностями получения заданных уровней надежности и имеет широкое практическое применение. Разнообразные методы резервирования и способы включения могут быть сведены к трем методам:

1. Общие - такой вид резервирования, при котором параллельно включается идентичная система.

2. Раздельное (поэлементно) – резервирование путем использования отдельных резервных устройств.

3. Комбинированный

Отношение числа резервных устройств к числу основных – кратность резервирования. Если это отношение целое, то такое резервирование – с целой кратностью. Иначе – с дробной кратностью.

Резервирование может быть с восстановлением, если основные и резервные элементы ремонтируются в процессе эксплуатации, и без восстановления в противном случае.

Главными способами резервирования являются:

1. Постоянное – резервные элементы соединены с основными в течении всего времени работы (горячее резервирования).

2. С замещением – резервные объекты замещают основные только после отказа последних, при этом в обоих случаях резервные объекты могут находиться в трех режимах работы:

   1. Нагруженные – резервные работают в тех же условиях, что и основные

   2. Ненагруженные – резервные не включены и не могут отказать

   3. Облегченные – резервные включены, но работают не в полную нагрузку. То есть их надежность в резервном состоянии выше, чем в рабочем, однако отказ элементов возможен.

Критерии надежности

Критерий – признак, по которому оценивается надежность (интенсивность отказа, средняя наработка на отказ). Основными критериями являются:

1. Научность

2. Полнота оценки

3. Вычисляемость

4. Наглядность

5. Непротиворечивость иными критериям качества работы

6. Возможность применения для оценки других более общих показателей технического объекта (эффективность, безотказность, живучесть, риск).

Показателем надежности является численное значение критериев. Показатели задаются в технических требованиях на изделие и рассчитываются в процессе проектирования, оцениваются в процессе испытаний и эксплуатации технического объекта.

Критерий надежности невосстанавливаемой системы

Отказ элемента является событием случайным, а время его возникновения – случайной величиной.

Основной характеристикой надежности элемента является функция изменения продолжительности его безотказной работы.

Показателем надежности восстанавливаемых систем может быть также и показателем надежности невосстанавливаемого элемента или системы. Это имеет место в тех случаях, когда система, в состав которой входит элемент является неремонтируемой в условиях ее работы.

Надежность восстанавливаемого объекта оценивается следующими показателями:

• Т – среднее время работы между отказами. Т определяется отношением средней суммарной наработки к среднему числу отказов при длительной работе объекта.

• Тв – среднее время восстановления. Тв определяется отношением среднего суммарного времени восстановления к среднему числу восстановлений при длительной работе.

• ω(t) – параметр потока отказа. Это скорость изменения (произвольная) среднего числа отказов объекта в момент времениt. Данный параметр обладает следующими свойствами:

  • в случае экспоненциального закона распределения ω(t)=λ

  • при мгновенном восстановлении, предел, к которому стремится параметр потока отказов при tстремящимся к бесконечности

• Кг(t) – параметр готовности (система исправна в момент времениt)

• Кп(t) – функция простоя (вероятность того, что система будет неисправной при длительной эксплуатации)

• Кг – коэффициент готовности

• Кп – коэффициент простоя

Закон распределения времени до отказа – наиболее часто используемый в теории надежности.

Функция F(t) = 1-e^-λtзадает показательное распределение (экспоненциальное).

Экспоненциальным законом распределения можно аппроксимировать время безотказной работы большого числа элементов. В первую очередь это относится к элементам электронной аппаратуры. Это распределение имеет один параметр λ=1/Ti, гдеTi– средняя наработка элемента до отказа. Плотность экспоненциального распределения задается как функцияP(t)= λe^-λt.

Для характеристики постепенных отказов обычно используются другие законы распределения.