Виды расчетов надежности при проектировании систем

Назначение и классификация методов расчета надежности

Расчеты Н-ти предназначены для определения количествен-ных показателей Н-ти и проводятся на различных этапах разработки, изготовления и эксплуатации.На этапе проектир-я производ-ся прогнозирование ожидаемой Н-ти и решение вопросов выбора структуры системы, способа резервирования, метода контроля и профилактики обслуживания. На этапе эксплуатации и испытаний расчет Н-ти производится для оценки показателей Н-ти, разрабат-ся меры по повыш-ю Н-ти.

Расчет надежности

Расчет элементной Н-ти закл-ся в определении показат-й Н-ти, обусловленных Н-тью элементов сис-мы.При таких расчетах оценивается тех. состоян.-е изд.-я (вер-ть безотказной работы, сред. наработка на отказ). Расчет функциональной заключ.-ся в определении показ.-ей Н-ти(н-р, вер-ть того, что инф. заданного обьема будет передаваться за заданное вр. с заданным коэф. ошибок).Выбор вида расчета Н-ти опред-ся заданием на расчет Н-ти и назначением разрабатываемой тех. системы.

Виды расчетов надежности при проектировании:

Элементный расчет аппаратной надежности – определение показателей надежности, обусловленных надежностью его элементов. В результате такого расчета оценивается техническое состояние изделия (вероятность работоспособного состояния, средняя наработка на отказ).

Расчет функциональной надежности – определение показателей надежности выполнения заданной функции (вероятность того, что информация заданного объема будет передаваться за заданное время в течении заданного времени эксплуатации). Такие показатели зависят от ряда факторов (ПО, работа операторов, аппаратной надежности…) и их расчет сложен.

Двигаясь по рисунку по стрелкам, получаем новый вид расчета (показать); самый простой вид расчета – слева, самый сложный – справа (проследить по рисунку).

Выбор вида расчета определяется заданием на расчет надежности. На основании задания и последующего изучения работы устройства составляется алгоритм расчета надежности – последовательность этапов расчета и расчетные формулы.

Для расчета надежности используются следующие основные методы:

- метод структурных схем;
- метод логических схем;
- метод деревьев – деревья отказов
- метод графов – уравнения Калмогорова

Рассмотрим некоторые из них.

Метод структурных схем.

Этот метод применяется для простых сис-тем при следующих условиях:

- элементы систем рассматриваются как одноотказные;
- система представляется в виде единой структурной схемы, состоящей из суммы последовательных и параллельных соединений элементов, подсистем;
- в структурной схеме одно и тоже событие должно представляться в виде одного элемента, подсистемы, то есть должна соблюдаться ординарность.

Методика построения структурной схемы включает следующие основные этапы:

- составление на основе изучения конструкции функциональной системы принципиальной схемы системы;
- составление текстовой формулировки условий безотказности сис-темы;
- составление структурной схемы, на которой прямоугольником обо-значается событие безотказной работы элемента, а соединяющая линия обозначает связь - последовательность реализации событий безотказной работы системы в целом (последовательное или параллельное соединение);
- составляется уравнение для оценки вероятности безотказной ра-боты системы.

Метод логических схем.

Этот метод применяется:

- для систем, когда трудно обеспечиваются условия независимости событий и ординарности видов отказов, то есть для сложных функциональных систем;
- систем с резервированием с дробной кратностью;
- систем с различными видами отказов для одних и тех же элементов;
- систем, выполняющих несколько функций.

Таким образом, сущность метода заключается в построении уравнения полной группы событий, характеризующих состояние работоспособности системы.
Порядок определения вероятности безотказной работы при методе логических схем следующий:

- формулируются условия безотказной работы системы в целом в зависимости от сочетания возможности появления отказов ее отдельных элементов;
- строится логическая схема условий безотказной работы системы с цепочкой логических связей ее работоспособности и возможных отказов отдельных элементов;
- составляется алгебраическое уравнение событий безотказной работы и расчетное уравнение вероятностей с использованием методов алгебры логики (алгебры Буля);
- производится подбор и подготовка количественных характеристик надежности элементов, входящих в систему;
- определяется вероятность безотказной работы системы в целом и отдельных ее частей.

Дата добавления: 2015-04-30