Методы расчёта систем на надёжность

Расчеты систем на надёжность занимают одно из центральных мест в теории и практике надёжности. Рассчитать систему на надёжность– это значит, определить одну или несколько характеристик надёжности. Расчеты надёжности производят на различных этапах разработки, создания и эксплуатации объектов. Многочисленные цели расчетов привели к большому их разнообразию. Выбор метода расчета надёжности системы зависит от ряда факторов. Основными из них являются:

а) этап разработки системы;

б) характер отказов элементов в системе;

в) способ соединения элементов в системе;

г) вид закона распределений времени безотказной работы;

д) режим работы элементов системы;

е) восстанавливаемость объекта;

ж) способ анализа объекта;

з) класс системы и др.

На этапе проектирования расчет надёжности производится с целью прогнозирования (предсказания) ожидаемой надёжности проектируемого объекта. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполагаемого проекта объекта, а также для решения организацион­но-технических вопросов: выбора оптимального варианта структуры; способа резервирования; глубины и методов контроля; периодичности и объема профилактики; количества запасных частей; обоснования требований к надёжности элементов системы. Поэтому на этапе проектирования выполняют следующие расчеты надёжности:

а) расчет норм надёжности (распределение требований к надёжности элементов системы);

б) ориентировочный расчет надёжности;

в) окончательный (полный) расчет надёжности.

Если на этапе проектирования изготавливают опытные экземпляры объекта, то производится оценка надёжности по результатам испытаний.

На этапе создания и эксплуатации расчеты надёжности проводят по результатам испытаний и эксплуатации. Такие расчеты носят, как правило, характер констатации. Результаты расчетов в этом случае показывают, какой надёжностью обладали объекты, прошедшие испытания или используемые в некоторых условиях эксплуатации. На основании этих расчетов разрабатывают меры по повышению надёжности, определяют слабые места объектов, дают оценки надёжности объекта и влияний на нее отдельных факторов.

По характеру отказов элементов системы различают методы расчета надёжности при внезапных, постепенных и перемежающихся отказах, а по способу соединения элементов в системе – расчет надёжности при основном и резервном соединении элементов.

В зависимости от вида закона распределения времени безотказной работы применяют расчеты надёжности при экспоненциальном, нормальном, вейбулловском и других законах распределения.

По признаку восстанавливаемости объекта методы расчета можно разделить на методы расчета восстанавливаемых и невосстанавливаемых объектов. При этом может учитываться глубина и периодичность контроля объектов.

В зависимости от способа анализа объекта разделяют два больших класса методов расчета надёжности: структурные и функциональные. При расчете структурной надёжности осуществляется определение значений показателей надёжности объекта, обусловленное надёжностью его элементов и разветвленностью связей между элементами. Расчет функциональной надёжности – это определение показателей надёжности выполнения объектом заданных функций. Поскольку такие показатели надёжности зависят от ряда действующих факторов (вида заданной функции, структурной надёжности, математического и программного обеспечения, работы операторов) то, как правило, расчет функциональной надёжности более сложен, чем структурной.

Характер сложности системы предопределяет расчет надёжности простых и сложных систем.

Выбор того или другого метода расчета надёжности определяется за­данием на расчет надёжности. Естественно, что имеют место менее, сложные методы расчета надёжности систем и более сложные, трудоемкие. К наиболее простым методам относятся методы расчета структурной надёжности простых систем, не резервированных, без учета восстановления работоспособности, при условии, что время работы до отказа подчинено экспоненциальному распределению. Более сложными являются методы расчета функциональной надёжности сложных резервированных систем с учетом восстановления их работоспособности и различных законов распределения времени работы и времени восстановления [5].

1.5 Методы повышения надёжности технических систем

1.5.1 Классификация методов повышения надёжности

Все методы повышения надёжности оборудования принципиально могут быть сведены к следующим основным:

а) резервированию;

б) уменьшению интенсивности отказов элементов системы;

в) сокращению времени непрерывной работы;

г) уменьшению времени восстановления;

д) выбору рациональной периодичности и объема контроля систем.

Реализация указанных методов может осуществляться при проектировании, изготовлении и в процессе эксплуатации оборудования.

Резервирование – это один из наиболее эффективных методов повышения надёжности объектов. При резервировании в конструкции заранее предусматривается замена неисправного элемента исправным [5].

Уменьшить интенсивность отказов системы можно следующими способами:

а) упрощение системы;

б) выбор наиболее надёжных элементов;

в) облегчение электрических, механических, тепловых и других режимов работы элементов;

г) тренировка элементов и систем;

д) создание схем с ограниченными последствиями отказов элементов;

е) стандартизация и унификация элементов и узлов;

ж) совершенствование технологии производства;

з) автоматизация производства;

и) статистический контроль качества продукции;

к) проведение профилактических мероприятий при эксплуатации аппаратуры, направленных на предупреждение отказов.

Наиболее эффективными и многочисленными методами повышения надёжности являются методы, которые применяются при проектировании аппаратуры. К таким методам относятся:

а) резервирование;

б) упрощение системы;

в) выбор наиболее надёжных элементов;

г) создание схем с ограниченными последствиями отказов' элементов;

д) облегчение электрических, механических, тепловых и других режимов работы элементов;

е) стандартизация и унификация элементов и узлов;

ж) встроенный контроль;

з) автоматизация проверок [3].

Дата добавления: 2015-04-30