Надежность технических систем и техногенный риск

1. Методы повышения надежности сложных систем.
2.

Резервирование как средство повышения надежности.
3. Уменьшение интенсивности отказов элементов.
4. Сокращение времени непрерывной работы.
5. Методы обеспечения требуемых показателей надежности техники на этапе эксплуатации.

Лекция № 4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

основным:
резервирование;
уменьшение интенсивности отказов системы;
сокращение времени непрерывной работы;
уменьшение среднего времени

восстановления работоспособного состояния.

Уменьшить интенсивность отказав системы можно следующими способами:
упрощение системы;
выбор наиболее надежных элементов;
облегчение электрических, механических, тепловых, и других режимов работы элементов;
стандартизация и унификация элементов и узлов;
совершенствование технологи производства;
автоматизация производства;
проведение профилактических мероприятий при эксплуатации аппаратуры

1. Методы повышения надежности сложных систем.

элементов;
облегчение электрических, механических, тепловых и других режимов работы элементов;
стандартизация и

унификация элементов и узлов;
встроенный контроль;
автоматизация проверок.

Методы повышения надежности на этапе проектирования:

объясняется тем, что надежность системы в основном закладывается при ее

проектировании и изготовлении, а при эксплуатации надежность только расходуется. Скорость ее расхода зависит от методов эксплуатации, квалификации обслуживающего персонала, условий эксплуатации.

надежности по вероятности отказа
Где Q – вероятность отказа резервированной системы;
Q0

– вероятность отказа нерезервированной системы
m - кратность резервирования

кратность
m
QT
Рисунок 4.2. Выигрыш надежности по средней наработке до отказа

раз, в которое уменьшена интенсивность отказа
0,4
0,2
0
0,6
GQ
ʌ0t
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
0,8
2,4
4,0
5,6
k=2
k=5
k=10
Рисунок 4.4. Зависимость выигрыша надежности

от значения интенсивности отказов

3.1. Выбор наиболее надежных элементов

или «выжигания» элементов, имеющих конструктивные и производственные дефекты. С этой

целью осуществляется тренировка элементов системы в тяжелых условиях работы. Идея метода состоит в исключении начального участка λ – характеристики (рис. 7.5)

λ(t)

t

0

t1

Рисунок 7.5. Повышение надежности путем исключения периода приработки («выжигания» малонадежных элементов)

коэффициент, показывающий во сколько раз время работы второй системы меньше,

чем первой.

Особенно большой эффект дает сокращение времени непрерывной работы резервированной системы (рис. 4.6).

4. Сокращение времени непрерывной работы.

комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на предупреждение отказов.
К основным

задачам ТО относятся:
предупреждение ускоренного износа, коррозии и старения,
поддержания основных характеристик оборудования на заданном уровне.
Основу ТО составляют профилактические работы и регламентные проверки. Профилактические работы проводятся периодически с целью выявления ненадежных, неисправных элементов, а также для устранения причин, способствующих возникновению отказов.
При проведении профилактических работ (ТО) кривая P(t) приобретает «пилообразный» вид (рис. 4.7).

5. Методы обеспечения требуемых показателей надежности техники на этапе эксплуатации.

время профилактики выбирается, чтобы
5.1. Влияние периодичности и объема профилактических

мероприятий

Тогда периодичность профилактических мероприятий (ТО)
будет определяться:

быть сформулирована следующим образом:
Для обеспечения возможности быстрого восстановления ТУ

путем замены комплектующих элементов необходимо

за время t,

где Z – необходимое количество запасных элементов, n – ожидаемое число отказов, t – расчетное время пополнения запаса ЗИП (обычно принимается календарный год).
Точное значение n нам неизвестно. Поэтому ,
Где - среднее количество ожидаемых отказов какого-то элемента за указанное время t.

где - число элементов данного типа в системе , и - соответственно интенсивности отказа в рабочем режиме и в режиме простоя

запасных элементов Z (т.е. доверительную вероятность ), можно записать в

виде суммы вероятностей РM

5.2. Обеспечение рационального состава ЗИП

где М – перебор количества отказов от 0 до Z, Рм - вероятность того, что произойдет ровно M отказов за время t.
Из выражения (4.10) видна зависимость (функция)

(4.10)

Эта функция затабулирована, и ее значения приводятся в таблицах справочников. Вычислив nср и задаваясь , по табл.4.1 находят Z.