5.1. Загальні положення
Використання періодичного контролю справності елементів об’єкта і гарантована їх заміна змінює показники його надійності та функційної безпечності:
в одноканальних структурах функційна безпечність об’єкта не змінюється, підвищується тільки його готовність.
у резервованих об’єктах підвищується як функційна безпечність, так і готовність.
Розрахунок виконують за умови:
до кінця періоду контролювання всі несправні елементи, які можуть призвести до відмови об’єкта, замінюються новими або об’єкт гарантовано вимикається з роботи (у разі розрахунку функційної безпечності);
закон розподілу відмов у каналах резервування – експоненціальний;
потік відмов об’єкта - найпростіший.
Використання ненавантажувального резервування для підвищення функційної безпечності об’єкта вимагає організації достовірного контролю і гарантованого перемикання його елементів на резерв, що в багатьох випадках важко здійснити. Тому, як правило, для підвищення функційної безпечності об’єкта використовують різні способи навантажувального резервування з періодичним контролем справності їх елементів.
5.2. Вплив періодичного контролю справності елементів на безвідмовність та функційну безпечність технічних засобів без резервування
При введенні періодичного контролю справності елементів об’єкта показники його безвідмовності та функційної безпечності не змінюються, а тільки підвищуються коефіцієнти готовності та коефіцієнти готовності об’єкта до безпечної роботи за рахунок зменшення тривалості відновлення об’єкта внаслідок скорочення часу сповіщення ремонтного персоналу про відмови і прискорення визначення елементів, що відмовили. Методику визначення цих показників наведено у п.п. 6.1, 6.2.
5.3. Розрахунок функційної безпечності технічних засобів у разі використання загального навантажувального резервування з розв’язувальним елементом ”і” та періодичного контролю справності елементів
При загальному навантажувальному резервуванні ймовірність небезпечної відмови всієї системи дорівнює
де m - число каналів резервування об’єкта;
Qнj(tк) - ймовірність небезпечної відмови одного каналу резервування за час періодичного контролю tк.
Для будь-яких законів розподілу відмов інші показники функційної безпечності визначають за формулами (2.27) - (2.33) і (2.35).
При експоненціальному законі розподілу небезпечних відмов у каналах резервування показники функційної безпечності визначають через інтенсивність небезпечних відмов резервованого об’єкта, що обчислюють за формулою (5.30), з урахуванням значення загальної ймовірності безпечної роботи об’єкта (при однаковій функціональній безпеці каналів резервування) та її похідної за часом
При нj t <<1, з урахуванням розкладання експоненціальної функції в ряд Фур'є й виконання заміни e-нj t 1 - нj t, одержують
В цьому виразі добутки нjt, (нjt)m мають малі значення в порівнянні з одиницею (при нjt <<1), тому ними нехтують.
Таким чином, функція інтенсивності небезпечних відмов об’єкта під час періоду контролю дорівнює
де tk - період контролю функціонування системи.
При навантажувальному дублюванні функція інтенсивності небезпечних відмов об’єкта під час періоду контролю дорівнює
При загальному навантажувальному резервуванні для розрахунку показників безпеки за будь-який час експлуатації використовують не максимальне значення інтенсивності небезпечних відмов, що відповідає кінцю інтервалу часу періодичного контролю, а його середнє значення (нj. ср= const), що обчислюють у такий спосіб:
Якщо нj.ср= const, тоді для розрахунку показників функційної безпечності резервованого об’єкта використовують формули взаємозв'язку, застосовувані для експоненціального розподілу небезпечних відмов. Тоді ймовірність безпечної роботи та ймовірність небезпечної відмови при використанні періодичного контролю обчислюють за формулами
При нjtк<<0,1, з урахуванням розкладання експоненціальної функції у ряд Фур'є, ймовірність небезпечної відмови визначають так:
Середній наробіток до небезпечної відмови визначають з урахуванням співвідношення (5.67)
