Надежность технической системы
Надежность технической системы – это свойство системы во времени сохранять значения параметров в установленных пределах, которые характеризуют ее способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях работы, ремонтов, технического обслуживания, транспортировки и хранения.
Надежность представляет собой сложное свойство и формируется следующими составляющими:
- Безотказность.
- Сохраняемость.
- Долговечность.
- Восстанавливаемость.
Основной составляющей из вышеперечисленных является безотказность, характеризующая способность системы непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени. Таким образом для обеспечения надежности технической системы необходимо повышать безотказность ее элементов. Количественными характеристиками безотказности являются:
- Наработка - объем или продолжительность работы системы.
- Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах установленной наработки не возникнет отказ.
- Вероятность отказа - величина противоположного события, описанного во втором пункте.
- Интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа.
Структурно-логический расчет (анализ) надежности технических систем
Главная цель структурно-логического расчета надежности технической системы - оптимизация конструктивных решений и параметров, режимов эксплуатации системы, организация ремонтов и технического обслуживания. Это обуславливает необходимость того, что на ранних стадиях проектирования важно оценить надежность системы, выявить самые ненадежные узлы и элементы, определить максимально эффективные меры увеличения показателей надежности.
Техническая система – это совокупность технических элементов, которые предназначены для выполнения определенных функций.
Для определения структуры технической системы сначала оценивают влияние каждой составляющей и ее работоспособности на работоспособность системы в целом. С данной точки зрения составляющие технической системы делятся на четыре группы:
- Элементы, отказ которых почти не влияет на работоспособность системы.
- Элементы, работоспособность которых за время эксплуатации почти не меняется и вероятность безотказной работы близка к единице.
- Элементы, регулировка или ремонт которых возможен при функционировании системы или во время планового технического обслуживания.
- Элементы, из-за отказа которых отказывает вся система.
При расчете надежности технической системы есть смысл не включать в него элементы четвертой группы. В большинстве случаев для расчета надежности применяются структурно-логические схемы технической системы, представляющие собой графическое отображение взаимосвязей составляющих системы и их воздействие на работоспособность системы в целом. С точки зрения структуры логическая схема является совокупностью ранее выделенных элементов, которые соединены между собой параллельно или последовательно. В этом случае критерием для определения вида соединения служит влияние их отказа на работоспособность технической системы. На структуру схемы надежности также влияет вид возникающих отказов. Отказ системы может происходить по двум причинам: замыкание или обрыв. В случае отказа типа «обрыв» схема надежности соответствует электрической схеме системы, а в случае отказа типа «замыкание» схема надежности системы является противоположной электрической. В целом анализ (расчет) надежности технической системы состоит из следующих операций:
- Анализ устройств и выполняемых системой, а также ее составляющими функции и взаимосвязь между ними.
- Формирование понятия безотказной работы для рассматриваемой системы.
- Определение возможных отказов элементов системы и ее в целом, их причины и последствия.
- Оценка влияния отказов составляющих технической системы на ее работоспособность.
- Разделение рассматриваемой технической системы на составляющие, показатели надежности которых известны.
- Составление структурно-логической схемы технической системы, которая является моделью безотказной работы.
- Составление расчетных зависимостей с целью определения показателей надежности технической системы с использованием данных по надежности ее составляющих, а также с учетом структуры схемы.
В зависимости от поставленной задачи и на основании результатов расчета характеристик надежности технической системы делаются соответствующие выводы и принимаются решения о необходимости изменения или доработки элементной базы, об установлении определенного режима обслуживания, о резервировании отдельных узлов и составляющих, о количестве запасных элементов и т. п.
