Основные пути повышения надежности изделий

На этапе проектирования - закладывается, на этапе производства – реализуется.

Нас интересует, как определить надежность всей системы.

Любой из этих элементов, выйдя из строя, нарушит работоспособность всего изделия.

P(T≥t) = P(T1≥t, T2≥t, … , Tn≥t)

t- время эксплуатации изделия

T- время исправной работы первого блока

Вероятность безотказной работы всего изделия

Пример:

Если цепь прибора состоит из 20 элементов n=20, =0,99, то ВБР будет равно , следовательно, несмотря на такую вероятность, надежность изделия может быть достаточно не высокая.

Резервирование элементов

Резервирование – это метод повышения надежности, при которой функции отказавшего изделия выполняют другие. При последовательном соединении надежность изделия получается ниже надежности самого ненадежного элемента, а при резервировании может быть выше самого ненадежного элемента.

Признаки резервирования:

1. по наличию резервирования и сложности ветвей

   • без резервирования

   • равносложные

   • неравносложные

При равносложном резервировании все элементы – одинаковые, неравносложные – разные элементы

2. по виду включения элементов

   • постоянные резервирования

   • резервирования замещением (начинает работать после отказа основных)

   • программное резервирование (временное); резервированные элементы включаются вместо основных по определенной программе

   • резервирование с включением резерва человека – оператора

   • комбинированное включение (дублируются сами режимы)

3. по режиму работы резервных элементов до начала их функционирования

• горячий (нагруженный) режим (основные и резервные элементы в постоянной готовности)

• облегченный (разгруженный) режим (резервные элементы находятся под нагрузкой)

• холодный (ненагруженный) режим (резервные элементы находятся в режиме ожидания, выключены)

4. по виду переключающих устройств

• используется один переключатель на все основные и резервные элементы

• отдельные переключатели используются для группы основных и резервных элементов

• на каждый элемент имеется свой переключатель

5. по продолжительности включения

• мгновенное включение резервных элементов (нет перерыва)

• инерционное включение (некоторый перерыв)

Пример: имеется отдельный блок

Е го для повышения надежности надо резервировать.

горячее резервирование

Нас интересует ВБР

Вероятность отказа каждого блока всей системы

ВБР

Пример: Если вероятность - элемента = 0,99 для n=3, то вероятность вероятность такого резервированного блока, состоящего из трех ветвей гораздо выше вероятности отдельного взятого элемента ( =0,99)

Большая кратность резерва (>3) не дает непосредственного вклада (нецелесообразно).

Пример ненагруженного (холодного) резервирования. Имеем срок службы данной системы T, которую рассматриваем, полагаясь на слабый элемент.

, где - срок службы отдельно взятых элементов.

Если этих элементов >6, то система этих элементов подчиняется нормальному закону распределения.

ВБР этой системы

- средний срок службы

t – время, которое должен проработать наш прибор

Пример: Определить число резервных элементов, если обеспечивается срок службы 2 часа (T=2ч), элементы приблизительно одинакового срока службы, =720ч

Резервирование – это эффективный вариант, но его применение ограниченно габаритными размерами, количество потребляемой энергии растет даже если вводится его кратность ограничивается 2-4 элементами.

Используется только в таких системах, где требуется весьма высокая ВБР и где затруднен ремонт (ракеты, самолеты, технологические модули).