Раздел 5 Расчёт надёжности систем без учёта восстановления

Расчёт надёжности системы – это определение её показателей надёжности по известным показателям надёжности элементов.

Основные этапы расчёта надежности

Расчёт надежности как восстанавливаемых, так и невосстанавливаемых систем складывается из следующих этапов:

· определение критериев, видов отказа системы и состава рассчитываемых показателей надежности;

· составление структурной схемы, основанной на анализе функционирования системы, учёте резервирования, восстановления, контроля исправности элементов и др.;

· выбор метода расчёта надежности с учетом принятых моделей описания процессов функционирования и восстановления;

· получение в общем виде математической модели, связывающей определяемые показатели надежности с характеристиками элементов;

· подбор данных по показателям надёжности элементов;

· выполнение расчёта и анализ полученных результатов.

Содержание перечисленных этапов в значительной мере за­висит от особенностей функционирования системы и рассчитываемых пока­зателей надежности.

Способы соединения элементов и составление структурной

Схемы системы

Каждый элемент анализируемой системы изображается в виде геометрической фи­гуры, чаще всего прямоугольника. Прямоугольники соединяют линиями та­ким образом, чтобы полученная структурная схема отображала условия рабо­тоспособности системы.

Элементы системы могут соеди­няться последовательно (рис. 5.1, а) или параллельно (рис. 5.1, 6).

Если отказ одного элемента вызывает отказ всей системы, то элемент соединяют последовательно. Если отказ системы возникает при отказе всех или части однотипных элементов, то такие элементы сое­диняют параллельно. Последовательное соединение элементов называют основным, а параллельное – резервным.

Структурная схема для расчёта надёжности в общем случае существенно отличается от функциональной схемы.

Структурная схема для расчета надежности – это графическое отображение элементов системы, позволяющее однозначно определить со­стояние системы (работоспособное или неработоспособное) по состоянию (работоспособное или неработоспособное) её эле­ментов.

Основным достоинством структурных схем является их высокая наглядность. Недостатком – далеко не полная информация о функционировании системы. Структурные схемы не несут в себе информации: ремонтируемая или неремонтируемая система, резервирование осуществлено равнонадежными элементами или нет, какова дисциплина обслуживания системы, если она ремонтируемая (количество ремонтных бригад, приоритетность обслуживания).

С учётом этих и ряда других недостатков, можно сделать вывод о необходимости дополнительных описаний условий работоспособности системы, которые позволят произвести полный анализ системы по критериям надёжности.

Пример. На рис. 5.2 и 5.3 представлены упрощенная функциональная и струк­турные схемы автоматической системы регулирования (АСР) уровня жидкости в ёмкости. Датчики расхода жидкости и уровня в ёмкости на структур­ной схеме включены последовательно, поскольку отказ любого из устройств, как и отказ регулятора Р, приводит к отказу всей АСР. Регулирующие органы РО с ис­полнительными механизмами ИМ могут находиться в основном (рис. 5.3, а) или резервном (рис. 5.3, б) соединении в зави­симости от того, способна ли функционировать система с одним исполнительным устройством или нет. Если для поддержания постоянства уровня достаточно регулирования подачи вещества только по одной нитке, что обычно имеет место, то исполни­тельные механизмы с регулирующими органами соединяются на структурной схеме параллельно, как показано на рис. 5.3, б, в противном случае их включают последовательно (рис. 5.3, а).

		Рис. 5.3 Структурные схемы (а, б) АСР уровня