Структурные схемы расчёта надёжности
Структурная схема для расчёта надёжности называется графическое отображение элементов системы позволяющее однозначно определить работоспособность системы по работоспособности её отдельных элементов. Структурная схема надёжности может существенно отличаться от её функциональной схемы. При составлении структурной схемы возможны 3 основных способа включения элементов: последовательное, параллельное, смешанное.
Последовательно включаются элементы от которых по отдельности зависит общая работоспособность системы.
Параллельно включаются элементы нарушающие работу системы лишь при совместном выходе из строя.
Последовательное включение элементов системы называется основным, а параллельное резервным .
Для примера рассмотрим систему автоматического управления некоторого аппарата. Схема А показывает
На схеме А показана общефункциональная схема, а на схеме Б – основное включение её элементов, и В с частичным резервированием.
Схема А показывает техническую взаимосвязь различных технических средств системы. С точки зрения этой схемы датчики Д1-Д3 включены параллельно, их сигналы поступаю в регулятор Р, обрабатываются там (суммируются, масштабируются и т.д.) сравниваются с сигналом задатчика, образуя рассогласование (не соответствие того что есть, тому что должно быть). Это рассогласование обрабатывается регулятором и сигнал управления поступает на 2 исполнительных устройства технически включённых параллельно. В зависимости от возможности исполнительных устройств обеспечить работоспособность системы может быть создано 2 структурные схемы надёжности: схема Б, если ИУ не может в одиночку обеспечить работоспособность и схема В, если может. В этом случае работоспособность системы сохранится и в том случае если одно из исполнительных устройств откажет, т.е. система В – это схема с резервированием. Элементы системы Д1-Р в любом случае включаются последовательно, т.к. при выходе любого из них из строя система полностью не работоспособна. Для одних и тех же локальных систем могут быть составлены различные структурные схемы в зависимости от анализируемой функции системы и вида отказов. В связи с этим структурная схема систем составленная по внезапным и параметрическим отказам могут существенно отличаться. При всём многообразии существующих методов расчёта надёжности систем, последние можно разбить на 3 группы:
С простой структурой сводящейся к последовательно-параллельному соединению элементов без учёта их восстановления, производится оценка показателей безотказности.
Со сложной структурой не сводящейся к последовательно-параллельному соединению элементов и при не восстанавливаемости элементов системы.
С восстанавливаемыми элементами, как при нулевом, так и при конечном времени восстановления отказавших элементов. Производится оценка показателей безотказности, ремонтопригодности, и комплексных показателей.
Первые 2 группы исследуются методами теории вероятности и основных законов надёжности рассмотренных выше. Системы 3й группы требуют более сложного рассмотрения методами имитационного моделирования, исследования Марковских процессов и т.д.