Методика расчета надежности невосстанавливаемых изделий

Основные характеристики надежности аппаратных средств и программного обеспечения вычислительной техники и локальных сетей

Цель: Изучить методики расчета надежности локальной вычислительной сети.

Основные характеристики надежности аппаратных средств вычислительной техники

Надежность является комплексным свойством, которое включает в себя такие свойства как:

работоспособность, сохраняемость, ремонтопригодность, долговечность.

Основное свойство, описываемое количественными характеристиками – работоспособность.

Утрата работоспособности – отказ.

Количественные характеристики надежности (работоспособности) различаются для восстанавливаемых и невосстанавливаемых изделий.

Невосстанавливаемые – те, что не ремонтируются после отказа. Примеры: интегральные схемы, разъёмы и т.д.

Основные характеристики надежности для них:

- вероятность безотказной работы за время t: P(t);

- вероятность отказа за время t: Q(t)= 1 – P(t);

- интенсивность отказов l(t) – указывает среднее число отказов, возникающее за единицу времени эксплуатации изделия;

- среднее время наработки изделия до отказа T.

Реальные значения указанных характеристик получают по результатам испытаний на надежность.

В расчетах времени до отказа t считается случайной величиной, поэтому используется аппарат теории вероятностей.

Свойства (аксиомы):

1) P(0)=1 (рассматривается эксплуатация работоспособных изделий);

2) lim_{t ® ∞} P(t)=0 (работоспособность не может быть сохранена неограниченное время);

3) (для невосстанавливаемых) dP(t)/dt≤0 (после отказа изделие не восстанавливается).

Зависимость от времени:

типичная кривая изменения l(t) в течение срока эксплуатации (жизни) изделия

I – этап приработки dl(t)/dt<0

II – этап нормальной эксплуатации l(t)-const

III – этап старения dl(t)/dt>0

Взаимосвязь между характеристиками надежности:

P(t) = exp (- ) для этапа II P(t)=exp( -lt)

T= для этапа II P(t)=exp(-t/T), где T=1/l

Выбор показателя надежности:

1) Если невосстанавливаемое изделие работает однократно в течение небольшого заданного отрезка времени t_зад. <<T, то в качестве показателя подходит P(t) или Q(t)

2) Если отказ невосстанавливаемого изделия не влечет опасных последствий и изделие работает до отказа, то надежность характеризуют средним временем наработки до отказа T.

Методика расчета надежности невосстанавливаемых изделий

Условия (предпосылки) расчета:

1) расчет производится для этапа нормальной эксплуатации изделия, поэтому считают l(t)-const;

2) создают надежностную схему изделия, причем считают, что отказ элемента (группы элементов), включенных в надежностную схему, приводит к отказу всего изделия;

3) каждый элемент, включаемый в надежностную схему, характеризуется интенсивностью отказов l_i и вероятностью безотказной работы P_i(t); считают, что отказы отдельных элементов независимы между собой (хотя бы в первом приближении), поэтому вероятность безотказной работы изделия P_изд.(t) (по теории вероятностей):

P_изд.(t)=P₁(t) * P₂(t) * …* P_n(t)= ,

а интенсивность отказов изделия l_изд

l_изд=l₁ + l₂ + …+ l_n =

(складываются показатели степени в выражении P=exp(-lt) ), и тогда для среднего времени наработки на отказ T_изд = 1/l_изд

Надежностная схема: