Курс лекций (1027826)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

КУРС

«НАДЕЖНОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ»

ЛЕКЦИЯ №1.

Надежность в АСУ (в крупных аппаратно-программых комплексах).

В СССР теория надежности была сильно развита.

Существует 2-е составляющие:

1. аппаратные средства

2. программые средства

Природа возникновения отказов и сбоев в аппаратуре и программах разная. Поэтому эти разделы изучаются отдельно.

Природа отказов технических средств – старение.

Причины, влияющие на работоспособность и время работы системы:

1. условия эксплуатации

2. технология изготовления изделия

3. научно-технический прогресс (подход к изготовлению)

4. прогресс в технологиях

5. постороение структуры системы

Надежность – свойство объектов сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнить требуемые функции в заданных режимах и условиях применения технического обслуживания, ремонта и транспортирования.

Показатели надежности:

- вероятность

- время

- другие

Сбой – некоторый кратковременный отказ в работе системы, как правило самовосстанавливающийся.

Отказ – ситуация, когда техника «не хочет работать».

Отказы могут быть:

- восстанавливаемые

- невосстанавливаемые

Системы могут состоять из элементов. То, что невосстановимо – это элемент. Элемент – некая неделимая часть системы, неремонтируемая часть.

Работоспособное состояние – состояние, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выполнить заданные функции, соответствует требованиям нормативной документации.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объектов.

Отказы подразделяются:

1) по характеру устранения:

- устойчивые

- перемежающиеся

2) по связям с другими объектами:

- первичные

- зависимые

3) по степени легкости обнаружения:

- явные

- скрытые

4) по внешним проявлениям:

- обрыв

- короткое замыкание

5) по характеру возникновения:

- внезапные (мгновенные)

- постепенные

Переход из состояния в состояние происходит мгновенно. Система не может быть в промежуточном (полуживом) состоянии.

В начальный момент времени системы находится в рабочем состоянии.

Классификация всех систем с позиции надежности:

ЛЕКЦИЯ №2.

Факторы, влияющие на надежность АПК.

Влияют:

- структура системы и режимы эксплуатации

- режим эксплуатации

- резервирование (один из важнейших и наиболее доступных методов повышения надежности системы)

- контроль и восстанавливаемость

- Характеристики комплектующих элементов системы (отдельные посистемы и элементы должны иметь примерно одинаковую надежность)

- защищенность от внешних воздействий и неблагоприятных условий

- качество технологических процессов

- степень приспособленности аппаратуры для выполнения возложенных на нее функций

В качестве аппаратуры будем ориентироваться на серийно изготовленную аппаратуру.

Возможности резервирования:

1. резервирование элементов (элементное резервирование)

2. резервирование функций (функциональное резервирование)

3. временное резервирование (резер времени)

4. информационное резервирование

5. структурное резервирование

6. аппаратурное резервирование

Резервирование.

Бывают системы с различным типом резервирования:

1. холодное резервирование (элемент не отказывает (не выходит из строя))

2. меплое резервирование

3. горячее резервирование (все элементы работают одновременно – отказывают одинаково)

Исходим из условия, что если элемент работает, то мы точно знаем, что он работает.

Если не работает, то, значит, неисправен.

Если система состоит из последовательности элементов, то будем считать, что эта система с позиции надежности последовательна, если с выходом из строя любого из этих элементов происходит отказ системы сцелом.

Графически выход из строя системы обозначается:

Нет возможного пути

Если система состоит из элементов, выполняющих идентичные функции, то она параллельная. Она выходит из строя, когда выходит из строя последний элемент (один основной и все резервные).

Параллельно-последовательные системы.

П усть есть последовательная система:

………. ……

………. ……

М ожет быть резервирование вцелом (может быть кратным).

П оэлементное резервирование:

………. ……

………. ……

………. ……

Время работы каждого элемента: T_ij

1. В ремя работы цепочки - min . Всей

2. Когда происходит отказ всего столбца:

≤

Вероятность исправной работы:

1-(1-P₁)(1-P₂)

Уровень резервирования и возможности включения определяются конструктивными особенностями системы.

С позиции надежности одни и те же схемы можно иметь различные изображения. Это зависит от:

1) уровня детализации (формализации)

2) Других условий

Элементы изображают в виде прямоугольника или кружка.

Элементы несут вероятность надежности, а вот линии соединения абсолютно надежны.

В реальных АПК (аппаратно-программные комплексы) их структурная схема в большинстве случаев не совпадает с надежностной схемой.

При изображении надежностной схемы присутствует элемент творчества.

ЛЕКЦИЯ №3.

Показатели надежности невосстанавливаемых систем.

Для оценки надежности невосстанавливаемых систем (как, впрочем, и восстанавливаемых) используют вероятностные характеристики случайных величин.

Т – наработка объекта или элемента от начала эксплуатации до первого отказа. Это время безотказной работы.

Необходимо знание функций распределения. В-основном, будем работать с простейшими функциями распределения, главным образом, экспоненциальными. С точки зрения характеристик и показателей, вычисление трудоемкое.

Свойства экспоненциальной функции распределения:

1. распределение наработки до отказа может быть описано функцией надежности: P (t)

2. плотность распределения наработки до отказа: f(t)

3. Интенсивность отказа: λ (t) – [количество отказов / время]

Чаще всего мы изучаем работу аппаратуры, когда она еще находится в рабочем состоянии. Ординарность, стационарность, отсутствие последействия – простейшие потоки. Это экспоненциальная функция распределения, пуассоновский поток.

Будем считать, что в курсовой работе все функции и потоки простейшие.

Функция надежности – функция, выражающая вероятность того, что случайная величина t наработки до отказа будет не меньше заданного отрезка, отсчитываемого от начала эксплуатации:

P (t) = P {T ≥ 1} P (0) = 1

(0, t)

P (t) – монотонная, P (∞) = 0

Функция ненадежности – противоположная величина.

q (t) = 1- p(t)

Характеризует вероятность неработы системы на (0, t):

F (t) = p {T < t}

Вероятность безотказной работы в некотором интервале времени:

P (t₁, t₂) → P (t₂) = P (t₁) * P (t₁,t₂)

P (t₁,t₂) = P (t₂) / P (t₁)

Плотность распределения:

f (t) = d _q (t) / d (t) = - d (P (t)) / d (t)

Это дифференциальная форма закона распределения наработки до отказа.

Плотность – величина всегда неотрицательная.

График функции f (t) называется кривой распределения наработки на отказ:

Чаще используется интенсивность отказа λ(t) – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого элемента или объекта, определяемого для рассматриваемой наработки при условии, что отказ не возникнет.

Интенсивность отказов можно рассматривать как относительную скорость уменьшения значений функции надежности с увеличением интервала (0, t).

Введем допущение, что вероятность появления двух и более событий за малый интервал (t, t + Δd) – величина бесконечно малая по отношению к вероятности появления на этом отрезке 1-го события.

Вероятность появления двух и более событий за малый интервал времени значительно меньше, чем вероятность появления одного события. Рассмотрим два смежных события:

(0, t) и (t, dt)

Чтобы он мог отказать на втором интервале, он должен работать на первом.

q (t, t * dt) = f (t)*dt = P (t)*Z

Z – условная вероятность отказа элемента за малую наработку (t, t * dt).

Допустим, что за (0,t) элемент не отказал. Z = λ(t)*dt.

λ(t) – интенсивность отказа.

λ(t) = f (t)/ P (t) = (P (t) / dt) / P (t)

Если λ=const. → P (t) = e^-λt

F (t₁, t₂) = e^-λΔt = e^{-λ (t1-t2)}

P (t₁, t₂) ≈ 1- λΔt λΔt << 1

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций