Структурные методы расчета надежности

Структурные методы являются основными методами расчета показателей безотказности, ремонтопригодности и комплексных показателей надежности в процессе ггроекгирования объектов, поддающихся на элементы, характеристики надежности которых в момент проведения расчетов известны или могут быть определены другими методами (прогнозирования, физическими, по статистическим данным, собранным в процессе их применения в аналогичных условиях). Эти методы применяют также для расчета долговечности и сохраняемости объектов, критерии предельного состояния которых выражаются через параметры долговечности (сохраняемости) их элементов.

Расчет показателей надежности структурными методами в обшем случае включает:

- представление объекта в виде структурноей схемы, описывающей логические соотношения между состояниями элементов и обьекта в целом с учетом струкгурно-функциональных связей и взаимодействия эле­Ментов, принятой стратегии обслуживания, видов и способов резервирования и других факторов;

- описание построенной структурной схемы надежности объекта адекватной математической мо­делью, позволяющей в рамкам введенных предположений и допущений вычислить показатели надежности по данным о надежности его элементов в рассматриваемых условиях их применения.

В качестве структурных схем надежности могут применяться:

- структурные блок-схемы надежности, представляющие объект в виде совокупности определенным об­разом соединенных (в смысле надежности) элеменгов (стандарт МЭК 1078);

- деревья отказов объекта, представляющие графическое отображение причинно-следственных связей, обуславливающих определенные виды его отказов (стандарт МЭК 1025);

- графы (диаграммы) состояний и переходов, описываюощих возможные состояния объекта и его переходы из одного состояния в другое в виде совокупности состояний и переходов его элементов.

Математические модели, применяемые для описания соответствующей структурной схемы надежности, определяются видами и сложностью указанных структур, принятыми допущениями относительно видов законов распределения характеристик надежности элементов, точностью и достоверностью исходных данных для расчета и другими факторами.

Ниже рассмотрены наиболее употребительные математические методы расчета показателей надежности, что не исключает возможности разработки и применения других методов, более адекватных структуре и другим особенностям объекта.

Методы расчета безотказности невосстанавливаемых объектов вида I (по классификации объектов в соответствии с ГОСТ 27.003).

Как правило, для описания безотказности таких объектов применяют блок-схемы безотказности, пра­вила составления и математического описания которых установлены МЭК 1078. В частности, указанным стан­дартом установлены:

- методы прямого расчета вероятности безотказной работы объекта (ВБР) по соответствующим парамет­рам безотказности элементов для простейших параллельно-последовательных структур;

- методы расчета ВБР для более сложных структур. Относящихся к классу монотонных, включая метод прямого перебора состояний, метод минимальных путей и сечений, метод разложения относительно любого элемента.

Для расчета показателей типа средней наработки объекта до отказа в указанных методах исполъзуют метод прямого или численного инегрирования распределения наработки до отказа объекта, представляющего композицию соответствующих распределений наработок до отказа его элементов. Если информация о распределении наработок до отказа элементов неполна или недостоверна, то применяют различные граничные оценки показателей надежности объекта, известные из теории надежности.

В частном случае невосстанавливаемой системы с различными способами резервирования и при экспоненциальном распределении наработок до отказа элементов применяют ее структурное отображение в виде графа переходов и его математическое описание с помощью марковского процесса.

При использовании для структурного описания безотказности деревьев отказов в соответствии с МЭК 1025 вероятности соответствующих отказов рассчитывают с использованием булена предсгавления дере­ва отказов и метода минимальных сечений.

Дата добавления: 2014-01-04