Основными показателями надежности восстанавливаемых систем являются наработка на отказ Т. функция готовности Kt(t), коэффициент готовности Кг. Эти показатели зависят от следующих основных факторов: вид и краткость резервирования, дисциплина обслуживания.
Для повышения надежности техники наиболее часто применяются два вида резервирования: с постоянно включенным резервом и по методу замещения. При этом обслуживание системы может осуществляться с двумя видами приоритета— прямым и обратным. При прямом приоритете техника обслуживается в порядке ее поступления в ремонт. При обратном приоритете первой обслуживается система, поступившая в ремонт последней. Структурное резервирование с возможностью восстановления отказавших элементов в процессе функционирования системы является наиболее эффективным способом обеспечения и повышения надежности техники и снижения техногенного риска. Однако применение резервирования удорожает технику и ее эксплуатацию. Поэтому кратность резервирования ограничена, и в большинстве случаев применяется резервирование с кратностью от = 1 (дублирование). Из двух указанных видов резервирования наибольший выигрыш надежности достигается при резервировании замещением. Однако это резервирование имеет два существенных недостатка:
|
|
1) для его физической реализуемости требуется автомат контроля состояния системы и коммутации при отказе работающей системы;
2) снижается производительность системы, т. к. резервные системы до замещения не работают.
По этим причинам на практике наиболее часто применяется резервирование с постоянно включенным резервом.
Наработка на отказ и коэффициент готовности резервированных восстанавливаемых систем при одной обслуживающей бригады вычисляются по следующим формулам:
2) Для резервированной системы замещением: |
а) для системы с постоянно включенным резервом:
В формулах приняты обозначения: p – вероятность отказа, Т0- срок службы системы до первого отказа
Показатели надежности и Кг зависят от числа обслуживающих бригад. Формулы для любых видов обслуживания легко получить топологическими методами расчета надежности. Приведем формулы для двух обслуживающих бригад:
б) для резервированной системы замещением: |
а) для системы с постоянно включенным резервом:
Исследования свойств структурного резервирования показывают, что для случая высоконадежных систем, когда р< 0,001, дисциплина обслуживания не оказывает существенного влияния на надежность резервированных восстанавливаемых систем.
Риск системы определяется по формуле:
|
|
где M(t) — среднее число отказов системы в течение времени T, pm(t) — вероятность пребывания системы в предотказовом состоянии в момент t. Для расчетов можно использовать простую приближенную формулу
R(t) = r\pm, (6 2)
где рт — стационарная вероятность пребывания системы в предотказовом состоянии.