15.14. Анализ области работоспособности и состояний системы управления рыболовством

15.14.1. Надежность системы, в общем, зависит от области работоспособности (области допустимых значений выходных параметров) и области состояния (области возможных значений параметров). Рассмотрим наиболее характерные виды таких областей для независимых выходных параметров, когда области можно изображать в координатах (рис. 15.11) . Рассмотрим области, когда задано максимально допустимое значение показателя. Так же рассматривают случай, когда задают .

15.14.2. Наиболее распространенный вид области работоспособности характеризуется постоянной границей. Выход за пределы границы квалифицируют как отказ (рис.15.11,а). Однако граница этой области может быть случайной с некоторым законом распределения, если требования к параметрам системы заданы таким образом (рис. 15.11,б). В этом случае одна и та же система при работе в более жестких требованиях к ее параметрам будет обладать меньшей надежностью, чем при работе с более широкими допусками на ее параметры. В рассмотренных случаях требования к системе не изменяются во времени.

Рис. 15.11. Области работоспособности и состояний систем управления

15.14.3.Постепенное сокращение области работоспособности по мере эксплуатации системы (рис. 15.11,в) возможно, если постепенно повышаются требования к состоянию системы, например, из-за ухудшения условий внешней среды, увеличения неучтенного вылова рыбы. Наоборот, иногда возможно расширение области работоспособности, например, из-за улучшения условий естественного или искусственного воспроизводства.

15.14.4. Возможно ступенчатое изменение области работоспособности. Изменение области работоспособности в этом случае можно рассматривать как перевод системы в другую категорию качества. Перевод обычно производят после отработки системой срока непрерывной работы и регулирования (восстановления) системы (рис. 15.11,г).

15.14.5.Большим разнообразием характеризуются области состояний, которые определяются видом реализации при изменении состояния и условий работы системы. Характер и вид реализациизависит от многих факторов. Поэтому области состояний могут обладать теми или иными специфическими особенностями (15.11,д-з).

При оценке области состояний целесообразно рассматривать реализацию , описывающую границу области с заданной вероятностьювыхода параметраза ее пределы, когда параметр достигнет своего предельного состояния.

Отказ происходит независимо от того, насколько величина параметра больше . Однако при работе многих систем управления рыболовством степень изменения параметра за пределамиоказывает преобладающее влияние на последствия отказа. Поэтому возможно существование нескольких уровней предельных состояний, каждый из которых характеризуется своей степенью опасности последствий отказа. В частности, один уровень может определять параметрический отказ, а другой - отказ функционирования.

На рис.15.11,д. показан второй уровень предельного состояния , выход за который допускается с меньшей вероятностью, чем за. Поэтому граница областисоответствует большей вероятности присутствия в ней параметра, чем для(при). Потеря работоспособности наступит, когда период непрерывной работы(при).

15.14.6. Границы области состояний в рассмотренных случаях определены на основании оценки вероятностной природы процесса. Биологическую и физическую сущность процесса определяет как общий его ход, так и некоторые случайные причины разброс значений параметров.

Однако для высоконадежных систем управления рыболовством часто оценивают ход процесса потери работоспособности при экстремально возможных условиях эксплуатации.

Так, реализация на рис, 15.11,д получена не из оценки вероятностной природы процесса, а из анализа биологических и физических процессов при наиболее неблагоприятном сочетании факторов. Эта реализация определяет период, при котором обеспечена безотказная работа системы.

15.14.7. Область состояний по данному параметру не обязательно ограничена линейными реализациями. Биология и физика процессов в системах управления рыболовством часто предусматривает иной ход процесса изменения начальных параметров.

На рис. 15.11,е, и, ж показаны типичные случаи нелинейных функций хода процесса. Первый характерен стабилизацией процесса. В этом случае при наличии запаса надежности (т.е. при ) период непрерывной работысистемы без отказа (рис. 15.11,е) не ограничивается данным процессом и выбирается из условия эксплуатации системы. Лишь при расходовании запаса надежности по данному параметру периодопределяется из условияпри.

15.14.8. Другой характер области состояний будет, когда после периода стабильной работы системы наступает процесс интенсивного (иногда практически мгновенного) роста параметра (рис. 15.11,ж). В этом случае непрерывная работа в течение всего периода , определенного из условия, нежелательна, так как интенсивное изменение параметра в зоне, близкой к, повышает вероятность преждевременного отказа.

Целесообразнее ограничить область состояний периодом , определяющим переход реализации в зону интенсивного роста параметра.

15.14.9. Наконец, возможно формирование области состояний, когда изменение выходных параметров системы происходит в два этапа (рис. 10.10,з). В первый период теряет работоспособность вспомогательный элемент системы (по параметру ), а затем с учетом этого изменяется состояние основного элемента, определяемое параметром.

Все рассмотренные случаи относятся к постепенным отказам, когда изменяется состояние самой системы. Влияние на надежность систем внезапных отказов, как правило, меньше, чем постепенных.