Надійність ергономіка і якість АСОІУ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

ГОУ ВПО «Російський хіміко-технологічний

університет імені Д.І. Менделєєва »

Новомосковський інститут (філія)

Кафедра

ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА ТА ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Предмет: «Надійність, ергономіка і якість АСОІУ»

Розрахункове завдання

Варіант 39

Студент: Дев'яткін Є. А.

Група: АС-05-1

Викладач: Прохоров В. С.

Новомосковськ 2009

1 Завдання

За структурною схемою надійності технічної системи відповідно до варіанта завдання, як потрібне ймовірності безвідмовної роботи системи і значенням інтенсивностей відмов її елементів потрібно:

1. Побудувати графік зміни ймовірності безвідмовної роботи системи від часу напрацювання в діапазоні зниження ймовірності до рівня 0.1 - 0.2.

2. Визначити - Процентну напрацювання технічної системи.

3. Забезпечити збільшення - Процентної напрацювання не менше, ніж у 1.5 рази за рахунок:

а) підвищення надійності елементів;

б) структурного резервування елементів системи.

Всі елементи системи працюють у режимі нормальної експлуатації (простий потік відмов). Резервування окремих елементів або груп елементів здійснюється ідентичними по надійності резервними елементами або групами елементів. Перемикачі при резервуванні вважаються ідеальними.

На схемах обведені пунктиром m елементів є функціонально необхідними з n паралельних гілок.

№	,	Інтенсивності відмов елементів,   _, x10 ^-6 1 / год
вар.	%	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
39	90	8.0				3.0				5.0				2.0

2 Розрахункова частина

Розрахунок починаємо з спрощення вихідної схеми.

Елементи 1-2 і 3-4 з'єднані паралельно. Замінюємо 1-2 на елемент A, а 3-4 на елемент B.

Малюнок 2.1 - Змінена схема

За умовою, інтенсивності відмов елементів 1-4 рівні. Отже, ймовірність безвідмовної роботи кожної пари елементів однакова.

Елементи 5-9, 6-10, 7-11, 8-12 з'єднані послідовно. Замінюємо їх на елементи C, D, E і F.

Малюнок 2.2 - Змінена схема

Інтенсивності відмов елементів 5-8 і 9-12 відповідно рівні. Значить, що для кожного з цих послідовних з'єднань ймовірність безвідмовної роботи однакова:

Елементи C - D, E - F з'єднані паралельно. Замінюємо їх елементами G і H.

Малюнок 2.3 - Змінена схема

Ймовірність їх безвідмовної роботи однакова і дорівнює:

Замінюємо залишилися елементи 13, 14 і 15 на елемент I:

Малюнок 2.4 - Змінена схема

Елементи 13,14 і 15 утворюють з'єднання «2 з 3». Інтенсивність відмов цих елементів дорівнює. Отже, для визначення ймовірності безвідмовної роботи можна скористатися комбінаторним методом:

Елементи A, B, G, H і I утворюють мостикову схему (рис. 2.4). Вірогідність її безвідмовної роботи визначається по теоремі розкладання:

Враховуючи, що p _A = p _B і p _G = p _H, отримуємо:

Згідно з розрахунками в Microsoft Excel і вихідним даним найменш надійними елементами є 1-4 і 9-12.

Напрацювання необхідно збільшити з γ = 0,07973805 * 10 ⁶ ч. до 0,119607075 * 10 ⁶ ч.

Підвищення надійності системи можна провести двома способами:

Заміною малонадійних елементів на більш надійні.
Структурним резервуванням елементів.

Перший спосіб

Замінюємо елементи 1-4, мають λ = 8 * 10 ^-6 1 / год, на елементи з λ = 4 * 10 ^-6 1 / год; елементи 9-12 з λ = 5 * 10 ^-6 1 / год на елементи з λ = 3 * 10 ^-6 1 / ч. Нові значення розраховані в Excel.

При цьому ймовірність безвідмовної роботи системи зросте з 0,7199967 до 0,9061834.

Другий спосіб

Використовуємо постійно включений резерв. Підключаємо паралельно додаткові елементи:

Рисунок 2.5 - Система з резервуванням

При цьому збільшується ймовірність безвідмовної роботи кожного з квазіелементов A, B, G і H. Нові значення розраховані в Excel.

При цьому ймовірність безвідмовної роботи системи зросте з 0,7199967 до 0,9235133.

Розрахунок ймовірності безвідмовної роботи системи



Елемент	  _i		Напрацювання t, x ¹⁰ червня год
	x10 ^-6 год ^-1		0,01	0,045	0,08	0,115	0,15	0,185	0,22	0,255	0,0797381	0,1196071
Вихідна система
1, 2, 3, 4		8	0,9231163	0,6976763	0,5272924	0,398519	0,3011942	0,2276377	0,1720449	0,1300287	0,5283986	0,3840984
5, 6, 7, 8		3	0,9704455	0,8737159	0,7866279	0,7082204	0,6376282	0,5740723	0,5168513	0,4653339	0,7872463	0,6984992
9, 10, 11, 12		5	0,9512294	0,7985162	0,67032	0,5627049	0,4723666	0,3965314	0,3328711	0,279431	0,6711986	0,5498909
13, 14, 15		2	0,9801987	0,9139312	0,8521438	0,7945336	0,7408182	0,6907343	0,6440364	0,6004956	0,8525903	0,7872463
A, B		-	0,9940889	0,9086004	0,7765476	0,6382207	0,5116705	0,4034565	0,3144903	0,24315	0,7775921	0,6206652
C, D, E, F		-	0,9231163	0,6976763	0,5272924	0,398519	0,3011942	0,2276377	0,1720449	0,1300287	0,5283986	0,3840984
G, H		-	0,9940889	0,9086004	0,7765476	0,6382207	0,5116705	0,4034565	0,3144903	0,24315	0,7775921	0,6206652
I		-	0,9988393	0,9790516	0,9408803	0,8906988	0,8332956	0,7722238	0,7100781	0,6487135	0,9412175	0,8834678
P			0,99993	0,9830731	0,899071	0,7437079	0,5591191	0,3885224	0,2540314	0,1586875	0,9	0,7199967
Підвищення надійності заміною малонадійних елементів
(1, 2, 3, 4) '		4	0,9607894	0,8352702	0,726149	0,6312836	0,5488116	0,4771139	0,4147829	0,3605949	0,7269103	0,6197567
(9, 10, 11, 12) '		3	0,9704455	0,8737159	0,7866279	0,7082204	0,6376282	0,5740723	0,5168513	0,4653339	0,7872463	0,6984992
(A, B) '		-	0,9984625	0,9728641	0,9250057	0,8640483	0,7964291	0,7265901	0,657521	0,5911612	0,925422	0,855415
(C, D, E, F) '		-	0,9417645	0,7633795	0,6187834	0,5015761	0,4065697	0,329559	0,2671353	0,2165357	0,6197567	0,4879012
(G, H) '		-	0,9966086	0,9440107	0,8546739	0,7515736	0,6478404	0,5505088	0,4629093	0,3861836	0,855415	0,7377548
P '			0,9999861	0,9960727	0,9723562	0,9161476	0,8273495	0,7159142	0,5956128	0,4788057	0,9726461	0,9061834
Підвищення надійності з допомогою резервування елементів
(A, B)''		-	0,9995455	0,9723677	0,8943723	0,7823966	0,6587525	0,5392523	0,4324287	0,3415622	0,8951121	0,7663671
(G, H)''		-	0,9998025	0,9867518	0,9445993	0,8761783	0,7910178	0,6986427	0,6063852	0,5190968	0,9450225	0,8657045
P''			0,9999998	0,9990464	0,9852233	0,9340052	0,8325726	0,6923442	0,5388721	0,3960116	0,9854358	0,9235133

Малюнок 2.6 - Графіки

Висновок: за отриманими графіками видно, що заміна елементів більш ефективна для підвищення надійності, якщо систему планується використовувати протягом тривалого часу. Якщо ж критичним є надійна робота системи в перший час, то резервування краще. Але різниця не настільки значна, як у першому випадку.