Структурно-логический анализ технических систем. Расчет вероятности безотказной работы систем

Большинство технических объектов являются сложными системами, состоящими из отдельных узлов, деталей, агрегатов, устройств контроля, управления и т.д. Техническая система (ТС) - совокупность технических устройств (элементов), предназначенных для выполнения определенной функции или функций. Элемент - составная часть системы (изделие, система, деталь).

При анализе надежности ТС целесообразно включать в рассмотрение только элементы, отказ которых приводит к отказу системы. Подход к объекту как к целому не позволяет выявить ненадежный элемент, поэтому составляется структурная схема объекта.

При составлении структурной схемы придерживаются следующих правил:

1. Элементы изображаются в виде прямоугольников и обозначаются или номерами или индексами 1 (а).

2. Одна сторона прямоугольника считается входом, другая – выходом для сигнала.

3. Элемент считается работоспособным, если сигнал со входа элемента проходит на выход.

4. Отказ элемента делает невозможным прохождение сигнала.

5. Линии, соединяющие элементы друг с другом, считаются абсолютно безотказными.

Выполняется деление объекта на элементы (системы):

1. По принципу действия (механическая часть, электрическая часть, гидравлическая часть и др.).

2. По характеру выполняемых работ.

3. По операциям, выполняемым машиной в течение цикла.

Степень деления может быть разной. Для расчета и оценки критериев надежности подсистем достаточным бу­дет их представление в виде отдельных сборочных единиц(корпус, вентилятор, воздуховод и т.п.).

Если же поставленная задача включает оптимизацию конструкции отдельных элементов, то деление должно быть более глубоким и доходить до уровня отдельных деталей.

Правила соединения элементов:

1. Если отказ элемента приводит к отказу всего объекта, то элемент считается встроенным в структурную схему последовательно (рис.П2.1).

2. Если отказ элемента не приводит к отказу всего объекта, то элемент считается встроенным в структурную схему параллельно (рис.П2.2).

Рис.16.1. Последовательное Рис.16.2. Параллельное соединение соединение элементов соединение элементов

Работоспособность последовательной системы обеспечивается при условии, когда все n элементов системы находятся в работоспособном состоянии.

Безотказность работы i – того элемента зависит от безотказности других:

Р_с(t)= Р₁(t) ´ Р₂(t) ´ … ´ Р_i(t) ´ … ´ Р_n(t) = (16.1)

Q_с(t) = 1 - Р_с(t) =1- (16.2)

(16.3)

(16.4)

(16.5)

Отказ параллельной системы произойдёт при отказе всех элементов.

(16.6)

(16.7)