- •Сущностьпроблемынадежности
- •Надежность
- •Этапыразвития
- •Основныенаправленияразвитиянадежности
- •Основныепонятиянадежности
- •Количественнаяхарактеристикаодногоилинесколькихсвойств,составляющихнадежностьобъекта,представляетсобойпоказательнадежности.
- •Списание
- •Событие, нарушающее исправное состояние объекта, называется дефектом.Дефект,переводящийобъектизисправногов работоспособноесостояние,
- •Обратныйпереходобъектаосуществляетсяврезультатевосстановленияработоспособногосостояния (переход 4)илиремонта (5).
- •Особенностинадежностисжат
- •ПоэтомупосвоимпоследствиямотказыСжаТделятсяназащитныеиопасные.
- •Следующимобразом
- •Отказы.Ихклассификация.
- •Независимыйотказ–отказобъектанеобусловленотказомдругогообъекта.
- •(Илимгновенный)
- •Сбой -кратковременное нарушение правильной работы вычислительногоустройстваилиееэлемента,послекоторогоегоработоспособонстьсамовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведенияремонта.
- •Характеристикислучайныхвеличинислучайныхсобытий.
- •Потокиотказов
- •Законыраспределенияслучайныхвеличин
- •Вероятностныепроцессы
- •Расчетнадежности
- •9 Структурныеблок-схемынадежности
- •Итак,последовательностьрасчетавероятностиисправногосостояниясложногоизделия
- •Расчетструктуртипа«звезда»и «треугольник»
- •Показателинадежности невосстанавливаемогоивосстанавливаемогообъекта
- •Показателинадежностиневосстанавливаемогообъекта
- •Показателинадежностивосстанавливаемого объекта
- •Пример1.
- •P(t)–вероятностьбезотказнойработыэлементавинтервалевремениот 0доt:
- •Q(t)–вероятностьотказаэлементавинтервалеот 0доt:
- •Пример1.
- •Пример2.
- •Расчет надежности сложнойсистемы спомощью фал.
- •Структурный метод расчета надежности системывслучаеэкспоненциальногозаконараспределения
- •Припоследовательномсоединенииэлементов
- •Припараллельномсоединенииэлементов
- •Резервирование
- •Структурноерезервирование.
- •Критерийработоспособности1vn.
- •1V2.(ВыходырезервированныхканаловсвязанычерезсхемуИли).
- •2V2.(ВыходырезервированныхканаловсвязанычерезсхемуИ).Дублированнаясистема.
- •Ненагруженныйрезерв:включениерезервазамещением.
- •Нагруженныйрезерв,постоянноевключениерезерва,резервированиедробнойкратности.
- •Случай3.12v3
- •Безопасностьсжат.Основныепонятия.
- •Поэтому спецификой систем жат является то, чтопо своим последствиям отказыСжаТделятся на защитныеи опасные.
- •Списание
- •Безопасностьсжат.Процессобеспечениябезопасностисжат.
- •Безопасногоэлемента.
- •Определениетребований(норм)безопасностиСжат
- •Экспериментальныйметод
- •МетодыисредстваобеспечениябезопасностиСжат
- •Пример5.
Сбой -кратковременное нарушение правильной работы вычислительногоустройстваилиееэлемента,послекоторогоегоработоспособонстьсамовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведенияремонта.
Считается,чтосбоивызываютсявнутреннимииливнешнимипомехамиэлектромагнитного характера. И не случайно данное определение приведено вГОСТ 19542 – 83 Совместимость вычислительных машин электромагнитная.Терминыи определения.
По причинам возникновения различают конструктивный, производственный иэксплуатационныйотказ.
-
Конструктивный
Отказ,возникший по причине, связанной снесовершенствомилинарушениемустановленныхправили(или)нормпроектирования иконструирования
-
Производственный
Отказ,возникший по причине, связанной снесовершенствомилинарушениемустановленногопроцессаизготовления или ремонта, выполняемого на ремонтномпредприятии
Эксплуатационный
Отказ,возникшийпопричине,связаннойснарушениемустановленныхправили(или)условий эксплуатации
Отказприводиткнарушениюработоспособностиобъекта,послечегоонвосстанавливаетсяилиневосстанавливается.
-
Восстанавливаемыйобъект
Restorableitem
Объект, для которого в рассматриваемой ситуациипроведение восстановления работоспособного состоянияпредусмотрено в нормативно-технической и (или)конструкторской(проектной)
документации
Невосстанавливаемыйобъект
Nonrestorableitem
Объект, для которого в рассматриваемой ситуациипроведение восстановления работоспособного состояния непредусмотрено в нормативно-технической и (или)конструкторской(проектной)документации
Процессвосстановлениявключает:
Определениеместаихарактераотказа
Заменаотказавшегоэлемента
Регулировка
Контрольтехническогосостоянияобъектавцелом
Делениеобъектовнавосстанавливаемыеиневосстанавливаемыенеобходимо,т.к.показатели надежностиунихразличны.
БольшинствоСЖАТотносятсякклассувосстанавливаемых.
Характеристикислучайныхвеличинислучайныхсобытий.
Количественнаяхарактеристикакаждогоизсвойствнадежностиобъекта(подобъектомрассматривается элемент или система) определяется воздействием на объектразнообразныхфакторов,каждыйизкоторыхимеетслучайныйхарактер(качествоматериала,изготовленияисборки,режимыработы,условияэксплуатации,перепадытемпературы, повышенную влажность, качество обслуживанияи др.) Следовательно, идлительностьработыизделиядомоментаотказабудетслучайнойвеличиной.Практически очень трудно сохранить постоянство условий производства, однородностьисходных материалов, одинаковые условия эксплуатации и обслуживания. Неизбежныеколебания всех перечисленных факторов приводят к разбросу качества и свойств готовыхизделий.Нельзяпредсказатьсрокслужбыкаждогоизделия,можноговоритьлишьовероятности того или егоиного значения.
Найтивлияниекаждойизпричиннахарактеристикинадежностичастонапрактике не представляется возможным. Поэтому в работах по исследованию надежностиприменяютсяметодытеориивероятностейиматематическойстатистики,которыеиявляютсяосновной базойматематического аппарататеориинадежности.
Теориявероятностейестьматематическаянаука,изучающаязакономерностислучайных явлений и случайныхвеличин.
Математическаястатистикаразрабатываетметодыобработкиданныхопытаилиэкспериментов с целью получения научно обоснованных выводов о массовых явлениях ипроцессах. В результате применения таких методов оказывается возможным определитьобщиевероятностныехарактеристикинаблюдаемыхпроцессов:вероятности,законыопределения,МО,Дидр.
КосновнымпонятиямТВиспользуемымприисследованиисвойствН.,относятсяслучайноесобытие,
поток случайныхсобытий,случайнаявеличина,распределение случайных величин,вероятностныйпроцесс.
Раскроемсодержаниеперечисленныхпонятий ТВ,стем,чтобыполученныехарактеристикииспользовать прирасчетенадежностиобъектов(элементовисистем).
Случайноесобытие
Случайнымсобытиембудемназыватьсобытие,котороеможетпоявитьсяилинепоявитьсяврезультатеопыта.
Количественной характеристикой случайного события является вероятностьслучайного события–теоретическаячастотасобытия,околокоторойстабилизируетсядействительная частота события при многократном повторении опыта в данных условиях.Напрактикечастобываетдостаточноопределитьстатистическуювероятностьиличастотуслучайногособытия–отношениечислапоявленияданногособытиякчислу
проведенныхопытов.
Рассмотримпримерыслучайныхсобытийиихколичественныехарактеристики,используемыевприкладной теории надежности.
А)СобытиеАзаключающеесявтом,чтонаинтервалевремениотодоtнепроисходитотказаобъекта (Рис.1).
0 Т
Рис.1А
Количественнаяхарактеристикаданногособытия–вероятностьбезотказнойработы
Р(t).
2 CобытиеВ,заключающеесявтом,чтонаинтервалевремениот0доtпроизойдетотказ объекта.
Количественнаяхарактеристикатакогособытия–вероятностьотказаQ(t).
0 Т
отказРис.1В
3СобытиеС,заключающеесявтом,чтоисправныйкмоментувремениtобъектзавремяtперейдет изисправного состояния1 внеисправное состояние2.
t t
Рис.2
Количественнаяхарактеристикатакогособытия–вероятностьпереходаобъектаизсостояния1 всостояние2.
Вероятность такогособытия
P(t +t) =P (t)P(t) (1)
12
Мырассмотрелипримерыодиночныхслучайныхсобытийиихколичественныехарактеристики.
Приодновременномопределенииколичественныххарактеристикдвухилинесколькихслучайныхсобытийнеобходиморазличатьсобытиясовместныеинесовместные,зависимыеи независимые.
Двасобытияназываютсянесовместнымивданномопыте,еслионинемогутпоявитьсясовместно.
Вероятность суммы несовместных событий равна сумме вероятностей этих событий.P(A+B+….)=P(A)+ P(B)+….. (2)
Равенство(2)можноизобразитьдлядвух событийслед.образом.
P(А+ В)= + =P(A)+ P(B) (3)
В3заштрихованнаячастьобозначаетколичественноезначениевероятностейсобытийАи В.
Вероятностьсуммыдвухсовместныхсобытийзапишем,используяграфическоеобозначение.
P(А+ В) = =P(A)+P(B)–P(AB) (4)
Р(АВ)
Полученнаяв4вероятностьпроизведениядвухсобытийР(АВ)–этовероятностьтого,что события появятся совместно
Р(AB)=P(B)P(A/B) (5а)
гдеР(А/В)–условнаявероятностьсобытияАотносительнособытияВ,т.е.вероятность события Априусловии, что событиеВужепроизошло.
Из Ф.5а следует, что условную вероятностьможно определить следующим образом:P(A/B)=Р(AB) /P(B) (5б)
Двасобытияназываютсянезависимыми,еслипоявлениеодногособытияневлияет
напоявлениедругого события.
Вероятность произведения двухнезависимыхсобытий определяется из равенстваP(AB)=P(A)P(B) (6)
ПрирасчетахнадежностичастоиспользуетсяодноизважнейшихпонятийТВ–
полнаягруппа.
Дадимэтомупонятиюопределение.
Группасобытийназываетсяполной,есливрезультатеопытапоявитсяобязательноодноиз них.
Например,событиеА(объектнаходитьсявисправномсостоянии)исобытиеВ(объектнаходитьсявнеисправномсостоянии)–составляют полнуюгруппусобытий.
Сумма вероятности всех событий, составляющих полную группу событий, равнаP(A)+P(B)=1 (7а)
Дванесовместныхсобытия,образующихполнуюгруппусл.событий,называютпротивоположнымисобытиями.Событие,противоположноесобытиюА,принятообозначать А’ . Например, событие, заключающееся в том, что данный элемент не откажетвработе,противоположнособытию,означающемуотказ.Прирасчетахиногда
оказывается прощеопределитьвероятностьпротивоположногособытияР(А’).Тогдаискомаявероятностьосновногособытия Р(А)определяется по формуле
Р(А)=1 –Р(А’) (7б)
Рассмотрим второе понятие теории вероятности – поток случайных событий.Приэтомпод событиемподразумевается отказ.