Надежность АСОИУ (1088455), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Окончательный отказ можно устранить в процессеремонта путем замены неработающего компонента системы, после чего система будет надежно работать.С точки зрения возникновения и влияния отказов АСОИУ делятся на простые и сложные системы.Простые системы при отказе элементов либо полностью теряют работоспособность, либо продолжаютфункционировать в полном объеме, если отказавший элемент зарезервирован. Такие системы могут находиться только вдвух состояниях: рабочем и нерабочем.Сложные системы обладают способностью при отказе элементов продолжать выполнение своих функций, но спониженной эффективностью, т. е.
могут находиться в нескольких рабочих состояниях. К сложным системам обычноотносят многоканальные комплексы АСОИУ с разветвленной структурой, состоящие из нескольких самостоятельных,но взаимосвязанных устройств, например, как уже отмечалось, АСОИУ крупных издательских домов.В соответствии со стандартом надежностью называется свойство объекта сохранять во времени в установленныхпределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимахи условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.Для оценки надежности АСОИУ в целом и ее отдельных составляющих используются показатели надежности.Показатели надежности — это количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющихнадежность АСОИУ или ее компонентов.
Если показатель надежности характеризует одно из свойств надежности, то онназывается единичным, если же несколько свойств — комплексным показателем. Единичные показатели надежностиобъектов приведены в табл. 1.1.Таблица 1.1Свойства надёжносттЕдиничный показатель надежностиБезотказностьВероятность безотказной работыСредняя наработка до отказаГамма-процентная наработка до отказаСредняя наработка на отказИнтенсивность отказовПараметр потока отказовДолговечностьСредний ресурсГамма-процентный ресурсНазначенный ресурсСредний срок службыГамма-процентный срок службыНазначенный срок службыРемонтопригодностьВероятность восстановления в заданное времяСреднее время восстановления10Интенсивность восстановленияСохраняемостьСредний срок сохраняемостиГамма-процентный срок сохраняемостиОдним из важнейших свойств надежности элементов и систем является безотказность.Безотказность — это свойство АСОИУ сохранять работоспособное состояние в течение некоторого интервалавремени или некоторой наработки.
Обычно безотказность рассматривается применительно к режиму эксплуатациисистемы. При оценке безотказности АСОИУ перерывы в ее работе (плановые и внеплановые) не учитываются.Безотказность характеризуется техническим состоянием системы и ее компонентов: исправностью, неисправностью,работоспособностью, неработоспособностью, повреждением и отказом. Каждое из состояний характеризуетсясовокупностью значений параметров, описывающих состояние системы, и качественных признаков. Номенклатура этихпараметров и признаков, а также пределы их допустимых изменений устанавливаются нормативной документацией наАСОИУ.Вероятность безотказной работы является основной количественной характеристикой безотказности элемента илисистемы в заданном временном интервале. Если обозначить через P - время исправной непрерывной работы элемента отначала его работы до первого отказа, а через t — время, за которое необходимо определить вероятность безотказнойработы, то этот параметр можно представить в видеP(t) = P{T≥ t}, t≥0Случайная величина T является неотрицательной и имеет дискретное или непрерывное распределение.
Функциявероятности безотказной работы наиболее полно определяет надежность объекта. Она обладает следующимиочевидными свойствами:I ≥ P(t)≥0Вероятность того, что отказ элемента произойдет за время, не превышающее заданную величину t, т. е. что Т< tравнаP(0)=1. P(∞)=0Q(t)=P{T<t}=1- P(t), 0≤tФункция Q(t) представляет собой интегральную функцию распределения случайной величины, т. е. Q(t) = F(t).Если функция Q(t) дифференцируема, то производная от интегральной функции распределения есть дифференциальныйзакон (плотность) распределения случайной величины Т— времени исправной работы:dF (t ) dQ(t )dP(t )=, f (t ) = −.dtdtdtТаким образом, безотказность объекта также можно характеризовать плотностью вероятностей момента первогоотказа.
Очевидно, что1∞00Q (t ) = ∫ f (τ )dτ и P(t ) = ∫ f (τ )dτ .Среднее время безотказной работы. Под этим термином в теории надежности понимается математическоеожидание времени исправной работы:∞Tср = M [T ] = ∫ tF (t )dt.0Величина Tcpпозволяет определить количество запасных элементов за время работы, но полностью нехарактеризует надежность элементов. При равенстве Tcp у двух каких-либо групп элементов, имеющих разноераспределение отказов, надежность может быть неодинаковая. Среднее время Tcp до ремонта отличается от T'cp после ремонта. Они равны, если элементы не изнашиваются, т.
е. не зависят от времени.Пусть Т- время непрерывной исправной работы от начала до отказа; t- время, в течение которого надо определитьвероятность исправной работы изделия P(t). Вероятность того, что за время t произойдет хотя бы один отказ:11Q (t ) = F (t ).Вероятность того, что за время t не произойдёт отказа:P(t ) = 1 − Q (t ) = 1 − F (t ),Q (t ) = dF (t ) dt.Следовательно, среднее время работы есть математическое ожидание случайной величины:∞Tср = ∫ tQ′(t )dt ,0∞Tср = ∫ tP′(t )dt.0Производя интегрирование по частям и учитывая некоторые условия, получаем∞Tср = ∫ P (t )dt.0Наработка - одно из центральных понятий теории надежности, так как отказы и переходы элементов в предельноесостояние обусловлены в основном их работой. Под наработкой понимается продолжительность или объем работыэлементов. Наработка измеряется в единицах времени и единицах объема выполненной работы.Элемент может работать непрерывно (за исключением вынужденных перерывов, обусловленных возникновениемотказа и ремонтом) или с перерывами, не обусловленными изменением технического состояния.
Во втором случаеразличают непрерывную и суммарную наработку. Оба вида наработки могут представлять собой случайные идетерминированные величины (например, наработка за смену при отсутствии вынужденных простоев). Суммарнуюнаработку в ряде случаев сопоставляют с определенным интервалом календарного времени. Если элемент работает вразличные интервалы времени с различной нагрузкой (на разных уровнях мощности), то определяют непрерывную исуммарную наработку для каждого вида или степени нагрузки (для разного уровня мощности).Кроме упомянутых для обозначения наработки применяют термины «наработка до отказа», «наработка междуотказами», «ресурс», «срок службы» и др.Наработка до отказа — это наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа.Наработка между отказами — наработка элемента от окончания восстановления его работоспособного состояния послеотказа до возникновения следующего отказа.
Под техническим ресурсом (ресурсом) понимается наработка элемента отначала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.Срок службы — календарная продолжительность от начала эксплуатации элемента или ее возобновления после ремонтаопределенного вида до перехода в предельное состояние. Наработка до отказа, наработка между отказами и ресурс —всегда случайные величины. Параметры их распределений служат показателями безотказности и долговечности.Наработка до отказа характеризует безотказность как неремонтруемых (невосстанавливаемых), так иремонтируемых (восстанавливаемых) объектов.
Наработка между отказами определяется продолжительностью работыобъекта от i-го до (i+1)-го отказа, где i= 1,2,... Эта наработка относится только к восстанавливаемым объектам.Средняя наработка до отказа описывается функцией распределения (интегральная функция или плотность),характеризующей случайную величину. Однако для решения некоторых задач достаточно знать только несколькомоментов случайной величины.
Напомним, что моментом k-ro порядка называют интеграл∞M k = ∫ t k f (t )dt ,0если величина этого интеграла конечна. В теории надежности чаще всего используют моменты первых двухпорядков. Момент первого порядка (математическое ожидание) наработки до первого отказа W1 [ T] обозначают Тср иназывают средней наработкой до отказа ( и л и средним временем безотказной работы):12∞Tср ∫ tf (t )dt.0Гамма-процентная наработка до отказа — это наработка, в течение которой отказ элемента не возникнет свероятностью γ, выраженной в процентах. Гамма-процентная наработка определяется из уравнения∞1 − F (tγ ) = 1 − ∫ f (t )dt = γ 100.0При γ = 100% гамма-процентная наработка называется установленн о й безотказной наработкой, п р и γ = 50% —медианнойСредняя наработка на отказ— это отношение наработки восстанавливаемого элемента к математическомуожиданию числа его отказов в течение этой наработки:T0 ≈1 n∑ tсрi ,n i =1где t - время исправной работы между (i - 1)-м и i-м отказами элемента; n- число отказов элемента.При достаточно большом числе отказов tcp будет стремиться к среднему времени между двумя соседнимиотказами.
Если испытания проводятся не с одним, а с несколькими однотипными элементами, то среднее время междуотказами можно определить из выражения1T0 ≈MM∑ tср ,j =1где М- число элементов.Интенсивность отказов- условная плотность вероятности возникновения отказа ремонтируемого элемента,определяемая для рассматриваемого момента наработки при условии, что до этого момента отказ не возник.Интенсивность отказов равна отношению числа отказавших элементов в единицу времени к среднему числу элементов,продолжающих исправно работать в данный интервал времени:λ (t ) =f (t )P(t )илиλ (t ) =∆n(∆t )N (t )∆t ,где ∆n(∆t) — число отказов элемента за промежуток времени от ( t — ∆t/ 2 ) до ( t + ∆t/ 2 ) ; Ν— общее числоэлементов.Величина X(t)dt характеризует условную вероятность того, что элемент откажет в интервале ( t , t + dl), если он былработоспособен в начале интервала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
