Реферат: Расчет структурной надежности системы
Федеральное агентство по образованию
Новомосковский институт (филиал)
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский химико-технологический университет
имени Д.И. Менделеева»
Кафедра
Вычислительная техника и информационные технологии
Предмет: «Надёжность, эргономика, качество АСОИУ»
Расчетное задание
«Расчет структурной надежности системы»
Студент: Свиягин М.П.
Группа: АС-06-3
Преподаватель: Прохоров В.С.
Новомосковск 2010
Задание
По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы /> и значениям интенсивностей отказов ее элементов /> требуется:
1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 — 0.2.
2. Определить /> — процентную наработку технической системы.
3. Обеспечить увеличение /> — процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:
а) повышения надежности элементов;
б) структурного резервирования элементов системы.
Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов). Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов. Переключатели при резервировании считаются идеальными.
На схеме обведенные пунктиром m элементов являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей.
/>
Таблица 1 – Вариант задания
№ варианта
γ, %
Интенсивность отказов элементов, />, />
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13
85
0.1
5.0
0.5
5.0
1.0
3.0
1.0
5.0
0.5
5.0
Выполнение
1. В исходной схеме элементы 2 и 3 соединены параллельно. Заменяем их элементом A и считаем по формуле />: />, так как p2=p3.
2. Элементы 5 и 6 соединены параллельно. Заменяем их элементом B: />.
3. Элементы 8 и 9 соединены параллельно. Заменяем их элементом C: />.
4. Элементы 11 и 12 соединены параллельно. Заменим их элементом D: />.
5. Элементы 14 и 15 соединены параллельно. Заменим их элементом E: />.
/>
6. Элементы А, 7 и D соединены последовательно. Заменим их элементом G: />.
7. Элементы 4, C и 13 соединены последовательно. Заменим их элементом F: />.
8. Элементы B, 10 и E соединены последовательно. Заменим их элементом H: />.
/>
9. Элементы G, Fи Hсоединены параллельно. Заменим их элементом K: />
/>
10. Полученные элементы образуют последовательное соединение, которое заменим на элемент L: />
Таблица 2 — Расчет вероятности безотказной работы
/>
По графику находим для γ= 85% (Р/> = 0.85) γ- процентную наработку системы Тγ =0.051263 *10/> ч.
По условиям задания повышенная γ — процентная наработка системы />=1.5•T/>. = 1.5•0.051263•10/> = 0,07689•10/> ч.
Расчет показывает, что при t=0,07689•10/>ч для элементов преобразованной схемы pABDE=0,898119, pС = 0,957561, p4,13 = 0,962283, p7,10 = 0,925988. Следовательно, из девяти последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеют элементы A,B,D,Eи именно увеличение их надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.
Для того, чтобы при />= 0,07689•10/> ч система в целом имела вероятность безотказной работы Рg=0.85, необходимо, чтобы элементы A,B,D,Eимели вероятность безотказной работы
/>
Элемент Aсостоит из элементов 2 и 3. Используя формулу
PA=/>
решив данное уравнение получим:
/>= 0,768523
Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 2,3,5,6,11,12,14,15 при t=0,07689•10/> находим
/>
Таким образом, для увеличения g — процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 2,3,5,6,11,12,14,15 и снизить интенсивность их отказов с 5 до 3.424×10/> />.
/>
Второй способ
Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:
/>
Система с резервированием
При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлементов A,B,D и E. Новые значения рассчитаны в Excel.
При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,85 до 0,99
.
/>
/>
Вывод
Анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (наработки) показывает, что второй способ повышения надежности системы (структурное резервирование) предпочтительнее первого, так как в период наработки до 0.051263 *10/> ч часов вероятность безотказной работы системы при стpyктурном резервировании выше нежели при замене элементов.