Взаимодействие элементов

В том случае, когда результаты получены по раздельным испытаниям элементов, помимо статистической задачи стыковки результатов испытаний возникает также задача правильного истолкования результатов. Например, изделие, собранное из элементов различных видов, может обладать свойствами, которые нельзя определить или выразить в виде функций сходных свойств отдельных элементов. Так, две системы, во всем подобные или даже идентичные с точки зрения количества и видов элементов, могут быть по-разному «упакованы». В одной из них под влиянием внешней вибрации возникнут большие внутренние ускорения, что приведет к отказу элементов, не рассчитанных на такие условия. В другой системе те же самые внешние условия не будут оказывать такого действия, так как приняты предупредительные меры, уменьшающие влияние внешней вибрации. Взаимодействие подобного типа наблюдается также в случае, когда два элемента, поставленные в систему, создают условия (например, колебание температуры), при которых может возникнуть внезапный отказ одного из них или даже всей системы; в то же время каждый элемент в отдельности выполняет требуемые от него функции.

Примером подобной ситуации служит питание газовой тепловой турбины. Генератор вырабатывает горячий газ в камере сгорания, после чего струя газа направляется через сопло к лопастям турбины, приводя её в движение. Лопасти турбины насажены на вал вместе с генератором переменного электрического тока. Сам по себе газогенератор может быть годным к выполнению своей функции – обеспечению на выходе достаточной производительности. Турбина сама по себе также может быть приведена в действие холодным газом, оказывающим достаточное давление. Когда же эти две подсистемы собраны в один агрегат, то горячий газ, поступающий из газогенератора, может проникнуть в оболочку вала и расстроить смазку подшипников, что приведет к определенному результату. Понятно, что при расчете ведущей подсистемы турбины должна быть обеспечена нечувствительность к подобному взаимодействию.

Встречается также и «полезное» взаимодействие. Может случиться, что определенные отклонения параметра какого-то элемента увеличивают вероятность безотказной работы другого элемента или создают более облегченные условия. В соответствующей литературе приведено интересное описание полезных взаимодействий в электронном оборудовании.

Если нужно предсказать или оценить надежность некоторой сложной системы, то следует по возможности оценить имеющиеся взаимодействия, так как они могут оказать решающее влияние на надежность всей системы. В качестве начального шага рекомендуется спроектировать систему таким образом, чтобы обезопасить её от вредных взаимодействий, а также пока не использовать и полезных. Однако задача распределения и предсказания надежности при учете в модели всевозможных взаимодействий становится весьма сложной в математическом отношении. Трудности, которые здесь могут встретиться, весьма велики. Упрощенной моделью, полезной для многих целей, служит так называемая модель последовательной системы из независимых элементов; для неё надежность системы определяется как произведение надежностей элементов. Эту модель следует рассматривать в качестве первого приближения к более усовершенствованной модели, в которой упомянутые взаимодействия уже учитываются.

Более того, с точки зрения рекомендованного проекта с исключенным взаимодействием, предполагающего определенную независимость или отсутствие взаимодействия, для уже имеющегося оборудования предположение о независимости становится более неприемлемым.

Дата добавления: 2014-01-07