Федеральне агентство з освіти Російської Федерації
Новомосковський інститут (філія)
ГОУ ВПО «Російський хіміко-технологічний університет
імені Д. І. Менделєєва »
Кафедра ВТІТ
Предмет: надійність, ергономіка, якість АСОІУ
Індивідуальне завдання
«Розрахунок структурної надійності системи»
Варіант 6
Група: АС-05-2
Студент: Даньшин А.С.
Викладач: Прохоров В.С.
Виконання:
Захист:
Новомосковськ 2009
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.
Виконання
1. Елементи 4, 5, 6, 7 і 8 утворюють мостикову систему, яку можна замінити квазіелементом А. Для розрахунку ймовірності безвідмовної роботи скористаємося методом розкладання щодо особливого елемента, в якості якого виберемо елемент 5. Тоді
де - Імовірність безвідмовної роботи мостиковой схеми при абсолютно надійному елементі А:
- Імовірність безвідмовної роботи мостиковой схеми при відмовив елементі А:
Оскільки дана формула перетвориться в наступну формулу:
2. Елементи 9, 10, 11, 12 з'єднані паралельно. Замінюємо їх елементом B:
Оскільки , То
У результаті перетворень отримуємо наступну схему:
3. Елементи А і В з'єднані паралельно. Замінюємо їх елементом С:
Отримуємо таку схему:
4. Елементи 2, 3, 13, 14, З утворюють мостикову систему, яку можна замінити квазіелементом D. Для розрахунку ймовірності безвідмовної роботи скористаємося методом розкладання щодо особливого елемента, в якості якого виберемо елемент C. Тоді
де - Імовірність безвідмовної роботи мостиковой схеми при абсолютно надійному елементі C:
- Імовірність безвідмовної роботи мостиковой схеми при відмовив елементі C:
Отримуємо схему:
5. Елементи 1, D, 15 з'єднані послідовно. Замінюємо їх елементом E:
Таблиця 1 - Розрахунок ймовірності безвідмовної роботи системи
Графік 1
За графіком (крива P) знаходимо для
- Процентну напрацювання системи
ч.
Перевірочний розрахунок при год показує, що
.
За умовами завдання підвищена - Процентна напрацювання системи
ч.
Збільшення надійності елементів.
Для того щоб система при год. в цілому мала ймовірність безвідмовної роботи
, Необхідно збільшити надійність найбільш слабких елементів.
З елементів найбільш ненадійний
, Необхідна надійність даного елемента повинна складати
Елемент D складається з елементів 2, 3, 13, 14 і C. Використовуючи формулу
,
методом підбору в Excel знайдемо необхідні значення. Необхідна надійність елементів 2, 3, 13, 14 дорівнює 0,67. Тепер можна дізнатися необхідну надійність елементів 4-12, вона дорівнює 0,896726.
Оскільки за домовленістю усі елементи працюють у періоді нормальної експлуатації і підкоряються експотенціальному закону, то інтенсивність їх відмов повинна бути
λ `1 = 0,002254
λ `2,3,13,14 = 0,09
λ `15 = 0,011504
Резервування
Виходячи з даних таблиці 1 видно, що необхідно резервувати елементи 2, 3, 13, 14 з-за їх низької надійності.
2 = 3 = 13 = 14 = 16 = 17 = 18 = 19
Розрахунки показують, що при ч
, Що відповідає умові завдання.
Висновки
Структурного резервування переважно, оскільки в період напрацювання до 2,97 * 10 ^ 6:00 ймовірність безвідмовної роботи системи при структурному резервування вище, ніж при збільшенні надійності елементів. З точки зору технічної реалізації системи, метод структурного резервування також переважно, оскільки не завжди технічно можливо збільшити надійність елемента.