Надежность систем. Резервирование систем.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции. Например: для системы электроснабжения – обеспечивать электроприемники энергией требуемого качества.

Способность выполнять требуемые функции должна сохраняться в заданных режимах (например, в повторно-кратковременном режиме работы); в заданных условиях (например, в условиях запыленности, вибрации и т.д.). Выполнение требуемых функций должно происходить при значениях параметров в установленных пределах.

Объект должен обладать свойством сохранять способность выполнять требуемые функции в различные фазы его жизни: при рабочей эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте, хранении и транспортировке.

Техническая характеристика, количественным образом определяющая одно или несколько свойств, составляющих надежность объекта именуется показатель надежности.

Показатель надежности может иметь размерность (например, среднее время восстановления) или не иметь ее (например, вероятность безотказной работы).

Надежность в общем случае - комплексное свойство, включающее такие понятия, как

• безотказность,

• долговечность,

• ремонтопригодность,

• сохраняемость.

       Для конкретных объектов и условий их эксплуатации эти свойства могут иметь различную относительную значимость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторой наработки или в течение некоторого времени.
       Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

       Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение (и после) срока хранения и транспортирования

Для показателей надежности используются две формы представления: вероятностная и статистическая.

• Вероятностная форма обычно бывает удобнее при априорных аналитических расчетах надежности,

• Статистическая - при экспериментальном исследовании надежности технических систем.

Кроме того, оказывается, что одни показатели лучше интерпретируются в вероятностных терминах, а другие - в статистических.

Количественные характеристики надежности

Пусть в работе (на испытании) находится N0 элементов и пусть работа считается законченной, если все они отказали.

       Причем вместо отказавших элементов отремонтированные не ставятся.

Тогда критериями надежности данных изделий являются:

• вероятность безотказной работы P(t);

• интенсивность отказов l(t);

• средняя наработка до первого отказа Tср.

Вероятность безотказной работы по статистическим данным об отказах оценивается выражением

 R(t) = [N0-n(t)] / N0 ,

где

N0 - число элементов в начале работы (испытаний);

n(t) - число отказавших элементов за время t; 

R(t) - статистическая оценка вероятности безотказной работы.

При большом числе элементов N0 статистическая оценка R(t) практически совпадает с вероятностью безотказной работы P(t).

На практике иногда более удобной характеристикой является вероятность отказа Q(t).

Вероятность безотказной работы

N0 - число элементов в начале работы (испытаний) = 6.

Из 6 работающих элементов 2 отказали.

R(t) = [N0-n(t)] / N0,

где N0 - число элементов в начале работы (испытаний); = 6

n(t) - число отказавших элементов за время t; = 2

R(t) - статистическая оценка вероятности безотказной работы.

R(t)=(6-2) /6=0,66

Вероятность отказа работы

N0 - число элементов в начале работы (испытаний) = 6.

Из 6 работающих элементов 2 отказали.

Q(t) = [n(t)] / N0,

где N0 - число элементов в начале работы (испытаний); = 6

n(t) - число отказавших элементов за время t; = 2

Q(t) - статистическая оценка вероятности отказа работы.

Q(t)=2 /6=0,33

Интенсивность отказов

Интенсивностью отказов по статистическим данным называется отношение числа отказов элемента к сроку его службы T.