Надежность автоматизированных систем
Надежность – это свойство системы сохранять во времени и в установленных пределах значения всех параметров, которые характеризуют ее способность выполнять требуемые функции в заданных условиях и режимах эксплуатации.
Чтобы оценить поведение автоматической системы в эксплуатационных условиях используют понятие надежности системы. Во время эксплуатации автоматическая система подвергается воздействию:
- механических нагрузок - вибрации, удары, постоянное ускорение;
- электрических нагрузок - напряжения, электрический ток, мощность;
- окружающих условий - температура, влажность, давление.
Влияние вышеперечисленных факторов может проявляться в виде отклонений параметров системы от номинальных значений. Такие отклонения могут быть настолько значительными, что система становится непригодной для использования, потому что возникновение больших отклонений параметров от расчетных значений во время эксплуатации системы может стать причиной аварии или появления брака в выпускаемой продукции. Когда система перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям, она считается отказавшей. Поэтому, надежность является одной из характеристик качества системы, она оценивается количественно на основе анализа технических параметров системы в эксплуатационных условиях. Так как на отдельные технические параметры системы влияют различные факторы (и учесть их аналитически при детерминированном подходе к анализу невозможно, то количественная оценка надежности системы возможна только на основе теории вероятностей или ее специальных разделов. Обобщенное количественное значение надежности системы часто трудно непосредственно получить из первичной информации, поэтому надежность рассматривается по трем главным составляющим:
- Безотказность - способность системы сохранять работоспособность в течении требуемого интервала времени без вынужденных перерывов.
- Восстанавливаемость - свойство, которое заключается в ее приспособленности принуждению, обнаружению и устранению причин появления отказов и поддержание и восстановление работоспособного состояния посредством технического обслуживания и ремонтов.
- Готовность - способность системы выполнять свои функции в любой произвольный момент времени в установившемся режиме эксплуатации.
Методы повышения уровня надежности автоматизированных систем
Особенность проблемы надежности автоматизированных систем заключается в том, что она является комплексной и связана со всеми этапами жизненного цикла изделий. Надежность основной показатель качества системы и ее уровень формируется и обеспечивается на всех стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации:
- Стадия проектирования: создание избыточности и резервирование; выбор эффективных и рациональных схем действия; экономическое и научно-технического обоснования выбранных материалов, допусков и т.п.; использование статистических данных; оснащение специальными системами (контроль, диагностика, адаптивные системы); моделирование и прогнозирование работы.
- Стадия изготовления: строгая техническая дисциплина во время изготовления; выбор эффективных методов термической обработки; высокое качество наладки.
- Стадия эксплуатации. Во время эксплуатации на надежность функционирования влияют следующие факторы: применяемые смазки, применяемые режимы работы; условия эксплуатации оборудования.
Основные методы увеличения надежности автоматизированной системы:
- Конструктивный метод, подразумевающий реализацию оптимальной структуры и топологии системы, организация процесса резервирования жизненно важных составляющих.
- Технологический метод. Данный метод применяется при проектировании отдельного оборудования, которое входит в состав автоматизированной системы. Таким образом при проектировании самой системы учитываются только показатели надежности, которые публикуются производителем стороннего оборудования.
- Эксплуатационный метод подразумевает обеспечение необходимых процедур для поддержания оборудования автоматизированной системы в исправном состоянии.
