Лекция 7

48

Отношение числа резервных элементов к числу резервируемых

называется кратностью резервирования - m. При резервировании с

целой кратностью величина m есть целое число, при

резервировании с дробной кратностью величина m есть дробное

несокращаемое число.

Например, m=4/2 означает наличие резервирования с дробной

кратностью, при котором число резервных элементов равно

четырем, число основных - двум, а общее число элементов равно

шести.

Сокращать дробь нельзя, так как если m=4/2=2/1, то это

означает, что имеет место резервирование с целой кратностью, при

котором число резервных элементов равно двум, а общее число

элементов равно трем.

49

При включении резерва по способу замещения резервные

элементы до момента включения в работу могут находиться в

трех состояниях:

- нагруженном резерве;

- облегченном резерве;

- ненагруженном резерве.

Нагруженный резерв - резервный элемент, находящийся в

том же режиме, что и основной.

Облегченный резерв - резервный элемент, находящийся в

менее нагруженном режиме, чем основной.

Ненагруженный резерв - резервный элемент, практически не

несущий нагрузок.

50

Резервирование общее с постоянным подключением, либо с

замещением (рис. 5.4). В этом случае резервируется объект в

целом, а в качестве резервного - используется аналогичное

сложное устройство. Этот способ менее экономен, чем раздельное

резервирование. При отказе, например, первого основного

элемента возникает необходимость подключать всю

технологическую резервную цепочку.

51

Резервирование мажоритарное ("голосование" n из m

элементов) (рис. 5.5). Этот способ основан на применении

дополнительного элемента - его называют мажоритарный или

логический или кворум-элемент. Он позволяет вести сравнение

сигналов, поступающих от элементов, выполняющих одну и ту же

функцию.

Если результаты совпадают, тогда они передаются на выход

устройства.

На рис. 5.5 изображено резервирование по принципу

голосования "два из трех", т.е. любые два совпадающих результата

из трех считаются истинными и проходят на выход устройства.

Можно применять соотношения три из пяти и др.

Главное достоинство этого способа - обеспечение повышения

надежности при любых видах отказов работающих элементов.

Любой вид одиночного отказа элемента не окажет влияния на

выходной результат.

53

На этапе испытаний и эксплуатации расчеты надежности

проводятся для оценки количественных показателей надежности.

Такие расчеты носят, как правило, характер констатации.

Результаты расчетов в этом случае показывают, какой

надежностью обладали объекты, прошедшие испытания или

используемые в некоторых условиях эксплуатации.

На основании этих расчетов разрабатываются меры по

повышению надежности, определяются слабые места объекта,

даются оценки его надежности и влияния на нее отдельных

факторов.

54

Многочисленные цели расчетов привели к большому их

разнообразию. На рис. 6.1 изображены основные виды расчетов.

55

Элементный расчет - определение показателей надежности

объекта, обусловленных надежностью его комплектующих частей

(элементов). В результате такого расчета оценивается техническое

состояние объекта (вероятность того, что объект будет находиться

в работоспособном состоянии, средняя наработка на отказ и т.п.).

Расчет функциональной надежности - определение

показателей надежности выполнения заданных функций

(например, вероятность того, что система очистки газа будет

работать заданное время, в заданных режимах эксплуатации с

сохранением всех необходимых параметров по показателям

очистки). Поскольку такие показатели зависят от ряда

действующих факторов, то, как правило, расчет функциональной

надежности более сложен, чем элементный расчет.

Выбирая на рис 6.1 варианты перемещений по пути, указанному

стрелками, каждый раз получаем новый вид (случай) расчета.

56

Самым простым является расчет, характеристики которого

представлены на рис. 6.1 слева: элементный расчет аппаратурной

надежности простых изделий, нерезервированных, без учета

восстановлений работоспособности при условии, что время работы

до отказа подчинено экспоненциальному распределению.

Самым сложным является расчет, характеристики которого

представлены на рис. 6.1 справа: расчет функциональной

надежности сложных резервированных систем с учетом

восстановления их работоспособности и различных законов

распределения времени работы и времени восстановления.

Выбор того или иного вида расчета надежности определяется

заданием на расчет надежности. На основании задания и

последующего изучения работы устройства (по его техническому

описанию) составляется алгоритм расчета надежности, т.е.

последовательность этапов расчета и расчетные формулы.