Розрахунок структурної надійності системи

Федеральне агентство з освіти РФ

ГОУ ВПО «Російський хіміко-технологічний університет імені Д.І. Менделєєва »

Новомосковський інститут (філія)

Кафедра «ВТІТ»

Предмет «Надійність, ергономіка, якість АСОІУ»

«РОЗРАХУНОК СТРУКТУРНОЇ НАДІЙНОСТІ СИСТЕМИ»

Новомосковськ, 2009 рік

Вихідні дані

За структурною схемою надійності технічної системи відповідно до варіанта завдання, як потрібне ймовірності безвідмовної роботи системи і значенням інтенсивностей відмов її елементів (Табл. 6.1) 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 менш 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.

1. Елементи 2 і 3, 4 і 5, 8 і 9, 10 і 11 попарно утворюють паралельне з'єднання, замінюємо їх відповідно елементами A, B, C, D. Оскільки елементи рівні, то для них використовується одна формула.

2. Елементи 6 і 7, 12 і 13 попарно утворюють паралельне з'єднання, замінюємо їх відповідно елементами E, F. Оскільки елементи рівні, то для них використовується одна формула.

3. Елементи A, B, C, D і E утворюють мостикову систему, яку можна замінити квазіелементом G. Для розрахунку ймовірності безвідмовної роботи скористаємося методом розкладання щодо особливого елемента, в якості якого виберемо елемент E. Тоді

4. Отримані елементи утворюють послідовне з'єднання, яке замінимо на елемент E.

5. Таблиця 1.

6. Графік 1

P ймовірність безвідмовної роботи вихідної системи

P `- імовірність безвідмовної роботи системи з підвищеною надійністю

P `` - ймовірність безвідмовної роботи системи зі структурним резервуванням

За графіком знаходимо час, де ймовірність безвідмовної роботи вихідної системи дорівнює 50%, це 93093,1 ч.

7. Збільшення надійності елементів

Для того щоб система при ч система в цілому мала ймовірність безвідмовної роботи , Необхідно збільшити надійність слабких елементів.

Збільшимо надійність елементів 1 і 14 до 0,95

Відповідно

Далі збільшимо надійність елементів F і E до 0,6

Далі методом підбору в Excel, використовуючи відомі дані про значення елементів G і E, знайдемо значення елементів A, B, C, D і з них - 2,3,4,5,8,9,10,11.

Також в Excel знайдемо нові значення елементів 6,7,12,13 використовуючи інформацію про елементах E і F.

Оскільки за домовленістю усі елементи працюють у періоді нормальної експлуатації і підкоряються експотенціальному закону, то

8. Резервування

Спочатку зарезірвіруем елементи 1 і 14

1 = 15 = 14 = 16

При такому резервуванні надійність системи в момент часу 93093,1 год, буде дорівнює 35%

Зарезірвіруем елементи 12 і 13

12 = 13 = 17 = 18

Резервування цих елементів призвела до до збільшення надійності системи в момент часу 93093,1 год до 54%, що достатньо.

Висновки

По графіку видно, що обидва методи збільшення часу напрацювання системи до 50% дозволили домогтися потрібного результату. Однак у методу резервування надійність вище, до того ж з точки зору технічної реалізації системи цей метод краще, тому що не завжди технічно можливо збільшити надійність елемента.