20. Виды структурного резервирования и их применимость.

Структурный резерв заключается во введении в структуру объекта дополнительных элементов или звеньев, которые обеспечивают работоспособность объекту при отказе основных элементов или звеньев. Каждая структурно резервированная система имеет основное соединение элементов и резервное. Основное соединение элементов – минимальное количество, которое обеспечивает выполнение заданных функций, и отказ любого элемента ведет к отказы всего соединения. Резервное соединение – соединение, в котором отказ наступает только в случае отказа основное и всех его резервных соединений.

Дублирование – простейший способ структурного резервирования, когда параллельно основному включается резервный объект.

Каждое основное соединение можно зарезервировать полностью или частично: каждый элемент или группу элементов. По способу введения резервных соединений структурный резерв делятся на общий и раздельный (поэлементный). При общем резерве, резервируется весь объект в целом.

Резервное соединение может работать одновременно с основным или включаться в работу после отказа основного. Поэтому по способу включения резервных соединений в работу, резервирование делится на нагруженное, облегченное и ненагруженное.

Нагруженный резерв содержит одно или несколько резервных соединений, которые работают в режиме основного соединения. Облегченный резерв содержит одно или несколько резервных соединений, но менее нагруженных, чем основное. Ненагруженный резерв содержит одно или несколько резервных соединений, которые не выполняют свои функции до момента их включения в работу в качестве основного соединения.

21. Общий нагруженный резерв, оценка его эффективности, применимость в ас. Пример.

В случае нагруженного резерва основное соединение элементов и резервные функционируют одновременно и в одинаковых режимах.

Достоинства – простота реализации, недостаток – перераспределение нагрузки между соединениями при отказах соединений, в силу чего надежность оставшихся работающих соединений может снизиться.

Для длительной эксплуатации один более надежный объект, несмотря на увеличение веса, стоимости, в длительной эксплуатации окажется дешевле и выгоднее, чем три одновременно работающих, но недостаточно надежных. Поэтому нагруженный резерв целесообразно применять для повышения надежности при небольших сроках эксплуатации, когда

Так же нагруженный резерв целесообразно применять:

1. Когда недопустимы перерывы в работе основного соединения.

2. Для повышения надежности при небольших сроках эксплуатации, когда требуется увеличить среднюю наработку до отказа в 1,5-2 раза.

Оценка эффективности:

- вероятность безотказной работы резервированной системы.

- вероятность безотказной работы резервированной системы при постоянной интенсивности элементов ( ), где -интенсивность отказов одного соединения.

Средняя наработка до отказа резервной системы:

22. Общий ненагруженный резерв, оценка его эффективности, применимость в условиях нормальной эксплуатации.

При общем ненагруженном резерве, резервные соединения начинают работать после отказа основного соединения. До этого момента времени резервное соединение может быть отключено или находиться лишь под напряжением питания. При наступлении отказа основного соединения, оно отключается и на его место включается одно из резервных соединений.

Особенности:

1. Надежность резервных соединений практически сохраняется до их включения в работу, так как до включения имело место лишь их старение.

2. Режим работы основного и резервного соединений в рабочем состоянии одинаковый и не изменяется при переключениях резервных соединений в работу.

3. Имеется возможность организовывать скользящий резерв, используя одно резервное соединение для замещения одного из основных по мере возникновения в них отказов.

Общий ненагруженный резерв эффективен и при длительной эксплуатации. Его целесообразно применять для повышения надежности при длительной эксплуатации, когда допустимы перерывы в работе на время переключения основной системы на резервную.

Количество резервных систем может быть уменьшено, если время восстановления отказавшего соединения будет значительно меньше средней наработки до отказа .

Оценка эффективности:

Поскольку при отказе основном системы сразу же включается в работу резервная система, то средняя наработка до отказа, суммируется по всем соединениям, то есть , то есть пропорциональна числу резервных соединений.