Резервирование. Перейти к рассмотрению 2-го направления обеспечения требуемой надежности объектов

Перейти к рассмотрению 2-го направления обеспечения требуемой надежности объектов.

В рамках второго направления используется:

- оптимальное резервирование.

В соответствии с ГОСТ 27.002-89 под резервированием понимают способ обеспечения надежности за счет использования дополнительных средств и (или) возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функций.

В машинах используются следующие виды резервирования:

1. Структурное (схемное, аппаратное) - предусматривает применение резервных элементов в структуре объекта;

2. Нагрузочное – предусматривает нормальное функционирование объекта (узла) при дополнительных нагрузках (источник резерва – запас мощности, прочности и т. п.);

3. Функциональное – предусматривает использование возможностей элементов выполнять некоторые дополнительные функции;

4. Временное – предусматривает выделение резерва рабочего времени, например, для обнаружения и устранения отказа без нарушения нормального функционирования объекта;.

5. Информационное – предусматривает использование дополнительной информации для повышения надежности. Используется в информационно-управляющих системах, когда подается одна и та же информация одновременно от нескольких систем.

Наиболее предпочтительным является совместное применение нескольких видов резервирования, чаще всего структурного и нагрузочного, которые могут обеспечить наибольший эффект в повышении надежности.

Среди ранее рассмотренных видов резервирования, особое место занимает структурное резервирование

- так как является одним из наиболее эффективных методов повышения Н;

- позволяет создать машины, надежность которых выше надежности входящих в нее элементов.

Вместе с тем, структурное резервирование усложняет конструкцию объекта, повышает его массу, габариты и стоимость.

Учитывая сказанное, приходится решить задачу оптимального структурного резервирования:

1) обеспечить максимальную надёжность при заданных ограничениях;

2) обеспечить требуемый уровень надёжности при минимизации ограничивающих факторов.

Что касается оптимизации конструкции машины с позиций надежности, то эта задача достаточно сложна и рассматривается в машиностроительных ВУЗах страны.

Мы же здесь ограничимся смысловой стороной этой задачи.

Зададимся вопросом – как будет изменяться суммарная стоимость машины (объекта) в зависимости от уровня надежности, если в качестве показателя надежности используется вероятность безопасной работы P(t)?

Ответ неочевиден.

Тогда упростим задачу – попробуем ответить на два, но более простых вопроса:

- как меняется стоимость производства С_пр при повышении P(t)? (рис.1.1). Современное производство позволяет спроектировать и изготовить машину сколь угодно высокой надежности, но она будет иметь слишком большой вес, габариты и стоимость.

- как меняется стоимость эксплуатации С_э при повышении P(t)? (рис.1.1). Низкая надежность приводит к частым отказам, а следовательно, к увеличению числа восстановительных и профилактических мероприятий, повышению эксплуатационных расходов, к снижению безопасности эксплуатации, является причиной травматизма и гибели обслуживающего персонала. Следовательно, для данного уровня развития науки и техники существует некая оптимальная надёжность (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Графическое решение задачи создания оптимальной конструкции машины по критерию ВБР

Классификация структурного резервирования

При классификации структурного резервирования используют несколько признаков:

1) По способу включения резервных элементов:

а) постоянное – в случае отказа любого элемента в резервированной группе выполнение объектом требуемых функций обеспечивается оставшимися элементами без переключений

б) замещением – при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного элемента

2) По способу соединения резервного элемента:

а) общее – резервирование при котором объект резервируется в целом

б) раздельное – при котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы

в) смешанное – сочетание различных видов резервирования в одном и том же объекте

Дата добавления: 2015-04-30