Г лава 4

4.5. Основы расчета надежности технических систем по надежности их элементов

4.5.1. Целевое назначение и классификация методов расчета

Расчеты надежности — расчеты, предназначенные для определения ко­личественных показателей надежности. Они проводятся на различных эта­пах разработки, создания и эксплуатации объектов.

На этапе проектирования расчет надежности производится с целью прог­нозирования (предсказания) ожидаемой надежности проектируемой систе­мы. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполагаемого проекта, а также для решения организационно-технических вопросов:

• выбора оптимального варианта структуры;

• способа резервирования;

• глубины и методов контроля;

• количества запасных элементов;

• периодичности профилактики. 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.

Многочисленные цели расчетов привели к большому их разнообразию. На рис. 4.5.1 изображены основные виды расчетов.

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 4.5.1 варианты перемещений по пути, указанному стрел­ками, каждый раз получаем новый вид (случай) расчета.

Самый простой расчет — расчет, характеристики которого представлены на рис. 4.5.1 слева: элементный расчет аппаратурной надежности простых изделий, нерезервированных, без учета восстановлений работоспособности

155

Г лава 4

		Расчеты надежности
>r					>'
Элементный			\ /	Функциональный
*			У	*

простых изделии

сложных изделии

нерезервированных изделий

резервированных изделий

без восстановления

с восстановлением

с учетом только внезапных отказов

с учетом различ­ного вида отказов

Рис. 4.5.1. Классификация расчетов надежности

при условии, что время работы до отказа подчинено экспоненциальному распределению.

Самый сложный расчет — расчет, характеристики которого представле­ны на рис. 4.5.1 справа: 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.