Структуры технических систем и общие принципы повышения надежности

Технические системы состоят из ряда элементов, соединенных между собой. Элементом считается независимая составная часть, на которые можно разбить систему.

Понятия элемента и системы являются относительными. Например, центробежный насос может рассматриваться как система, состоящая из механической и электрической части, каждая из которых может в свою очередь разбиваться на элементы (детали). В то же время в насосной станции насос является элементом, а в системе водоснабжения элементом может считаться насосная станция. Система может состоять из одинаковых или разных элементов.

Экспериментально, путем испытаний, обычно определяются показатели надежности элементов. А показатели надежности систем вычисляются в зависимости от вида соединения элементов (структуры, конфигурации) в системе. Бывают два вида соединений: последовательное и параллельное.

Последовательное соединение n элементов в систему характеризуется тем, что выход из строя одного любого элемента приводит к выходу из строя всей системы (рис. 3.1).

При параллельном соединении n элементов к отказу системы приведет отказ всех элементов (рис. 3.2).

Систему с параллельным соединением называют также системой со структурным резервированием элементов (резервированной). Возможны также системы с комбинированием обеих видов соединений.

Повышение надежности систем может быть достигнуто двумя путями:

1. Повышение надежности и качества элементов, из которых состоит система. Здесь подразумевается использование более качественных труб, материалов, оборудования, повышение качества строительно-монтажных работ, квалификации обслуживающего персонала. Этот путь наиболее предпочтителен.

2. Резервирование (дублирование) элементов систем. Это позволяет получить систему более надежную, чем надежность составляющих ее элементов.