Реферат: Расчет структурной надежности системы

Федеральное агентство по образованию РФГОУ ВПО «Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева»

Новомосковский институт(филиал)

Кафедра «ВТИТ»

Предмет «Надежность,эргономика, качество АСОИУ»

«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙНАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»

Новомосковск, 2009 год

Исходныеданные

Поструктурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантомзадания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы /> и значениям интенсивностейотказов ее элементов /> (табл. 6.1)требуется:

1. Построитьграфик изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки вдиапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 – 0.2.

2. Определить/> – процентную наработкутехнической системы.

3. Обеспечитьувеличение /> – процентной наработки неменее чем в 1.5 раза за счет:

а) повышениянадежности элементов;

б)структурного резервирования элементов системы.

Все элементысистемы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов).Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляетсяидентичными по надежности резервными элементами или группами элементов.Переключатели при резервировании считаются идеальными.

На схемахобведенные пунктиром m элементов являются функционально необходимыми из nпараллельных ветвей.

 

/>

№ ,

Интенсивности отказов элементов, , x10-6 1/ч

вар. % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 50 0.1 0,5 1 0,5 1 0,1 - /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

1. Элементы 2и 3, 4 и 5, 8 и 9, 10 и 11 попарно образуют параллельное соединение, заменяемих соответственно элементами A, B, C, D. Т.к. элементы равны, то для них используется одна формула. />

/>

2. Элементы 6и 7, 12 и 13 попарно образуют параллельное соединение, заменяем ихсоответственно элементами E, F. Т.к. элементы равны, то для них используется одна формула. />

/>

3. Элементы A, B, C, D и E образуют мостиковуюсистему, которую можно заменить квазиэлементом G. Для расчета вероятностибезотказной работы воспользуемся методом разложения относительно особогоэлемента, в качестве которого выберем элемент E. Тогда

/>

/>

4. Полученныеэлементы образуют последовательное соединение, которое заменим на элемент E.

/>

5. Таблица 1.

/>

/>

6. График 1

/>

P‑вероятностьбезотказной работы исходной системы

P` – вероятностьбезотказной работы системы с повышенной надежностью

P`` – вероятностьбезотказной работы системы со структурным резервированием

По графикунаходим время, где вероятность безотказной работы исходной системы равна 50%,это 93093,1 ч.

7. Увеличениенадежности элементов

Для тогочтобы система при /> ч система вцелом имела вероятность безотказной работы />,необходимо увеличить надежность слабых элементов.

Увеличимнадежность элементов 1 и 14 до 0,95

/>

Соответственно/>

Далееувеличим надежность элементов F и E до 0,6

/>

/>

Далее методомподбора в Excel, используя известные даные о значениях элементов G и E, найдем значениеэлементов A,B, C, D и из них – 2,3,4,5,8,9,10,11.

Также в Excel найдем новые значенияэлементов 6,7,12,13 используя информацию о элементах E и F.

Т.к. поусловию все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняютсяэкспотенциальному закону, то

Элемент

l i,

x10–6 ч‑1

1`, 14` 0,03673261 6`, 7`, 12`, 13` 0,71678135 2`, 3`, 4`, 5`, 8`, 9`, 10`, 11` 0,387416497

8. Резервирование

Вначалезарезирвируем элементы 1 и 14

/>

1=15=14=16

При такомрезервировании надежность системы в момент времени 93093,1 ч, будет равна 35%

Зарезирвируемэлементы 12 и 13

/>

12=13=17=18

Резервированиеэтих элементов привело к к увеличению надежности системы в момент времени93093,1 ч до 54%, что достаточно.

Выводы

По графикувидно, что оба метода увеличения времени наработки системы до 50% позволилидобиться нужного результата. Однако у метода резервирования надежность выше, ктому же с точки зрения технической реализации системы этот методпредпочтительнее, т. к. не всегда технически возможно увеличить надежностьэлемента.