15. Резервирование как способ повышения надёжности сложной системы. Разновидности резервов: ненагруженный, нагруженный. Резервирование систем: общее и раздельное.

Для повышения надёжности сложных систем можно применять резервирование, т. е. создавать дублирующие элементы. При выходе из строя од­ного из элементов дублёр выполняет его функции, в результате узел не пре­кращает своей работы. Резервирование может значительно повы­сить надёжность сложной системы.

Рис. 3. Схема резервирования элементов:

с - нагруженный; б – ненагруженный дублирующий элемент

При постоян­ном (нагруженном) резер­вировании, когда резерв­ные элементы постоянно присоединены к основным и находятся в одинаковом с ними режиме работы.

Ненагруженного резервирования (резервирования замещением), когда резервные цепи находятся в отключённом состоянии и включаются лишь в том случае, если основная цепь (или элемент) отказывает.

Общее резервирование означает, что при выходе из строя любого элемента включается резервная цепь, которая полностью заменяет данную.

Раздельное резервирование, обеспечивающее возможность включения ре-зервного элемента при выходе из строя любого элемента, значительно повышает надёжность системы.

На практике часто применяют смешанные системы резервирования с общим резервированием отдельных цепей и раздельным резервированием наиболее от-ветственных и менее надёжных элементов.

16. Принцип избыточности как способ повышения надежности сложных систем.

Для многих механических систем и изделий более характерно для повышения надёжности применение принципа избыточности, который является более общим, чем резервирование.

Создание запасов прочности, износостойкости (например, за счёт увеличения площади опорных поверхностей), жесткости, виб­роустойчивости, теплостойкости и т.п. приводит к тому, что повышается запас надёжности, поскольку область состояний изделия удаляется от предельных значений параметра. При создании надёжных систем принцип избыточности про­является в том, что ресурс изделия устанавливается намного ниже среднего срока службы до отказа. Недоиспользование потенциаль­ной долговечности изделия даёт гарантию его безотказной работы.

Избыточность - основной метод повышения надёжности слож­ных механических и биологических систем. Резервиро­вание - частный случай избыточности, когда дискретно в не­сколько раз повышается надёжность элемента. Избыточность поз­воляет непрерывно повышать надёжность до необходимого уровня за счёт повышения работоспособности отдельных элементов. Для установления этого уровня необходимо рассматривать работу всей системы или подсистемы с учётом взаимодействий и формирования выходных параметров.

17. Показатели надежности: наработка, ресурс технический и его виды, отказ, срок службы и его вероятностные показатели, работоспособность, исправность.

Наработка - продолжительность работы объекта в течение рассматри­ваемого периода, измеряемая в часах, циклах и других единицах.

Ресурс - наработка объекта до предельного состояния, оговоренного технической документацией.

Назначенный ресурс - наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от состояния объекта.

Наработка на отказ - среднее значение наработки ремонтируемого объ­екта между отказами.

Отказ - полная или частичная утрата объектом работоспособности. Раз­личают внезапный, постепенный, зависимый, независимый, самоустраняю­щийся (сбой), перемежающийся и другие отказы.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта до момента возникновения предельного состояния, оговоренного технической документацией, или до списания. Различают срок службы до первого ремонта, между ремонтами и т.д.

Работоспособность - состояние объекта, при котором он способен вы­полнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

18. Определение основных количественных показателей надежности (вероятности безотказной работы Р(t), интенсивности отказов λ(t), параметра потока отказов ω(t), коэффициентов технического использования Кти и готовности Кг для магистральных трубопроводов и оборудования.

Вероятность безотказной работы является вероятностью того, что в пре­делах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Для оборудования: Для трубопроводов:

Интенсивность отказов характеризует относительное число отказов, воз­никающих в единицу времени.

Для оборудования: Для трубопроводов:

Параметр потока отказов w(t) характеризует частость их возникновения.

Коэффициент технического использования - отношение наработки объекта в единицах времени за некоторый период эксплуатации, к сумме этой наработки и времени всех простоев, вызванных техническим обслуживанием и ремонтами за тот же период эксплуатации.

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект будет работо­способен в произвольно выбранный момент времени между выполнениями планового технического обслуживания.