Структурна схема системи

Під час формування схеми системи поділ її на елементи є умовним і залежить від постановки задачі. При цьому необхідно оцінити вплив працездатності кожного елемента на працездатність системи, тому доцільно з’ясувати приналежність елемента до однієї з чотирьох груп:

1. елементи, відмова яких практично не впливає на працездатність системи (наприклад, пошкодження пофарбування корпусу приладу чи деформація захисного кожуха);

2. елементи працездатність яких протягом експлуатації майже не змінюється і ймовірність безвідмовної роботи близька до одиниці (наприклад елементи з великим запасом міцності та одночасно малим навантаженням);

3. елементи ремонт чи налагодження яких є можливим під час роботи або планового технічного обслуговування системи;

4. елементи окрема відмова яких або у сполученні з відмовами інших елементів веде до відмови системи в цілому.

Очевидно, що до структури системи треба долучати лише елементи четвертої групи.

На схемі кожний елемент системи зображують зазвичай прямокутником. Прямокутники між собою з’єднують так, щоб структурна схема несла у собі інформацію про умови працездатності системи. Якщо на схемі два елементи з’єднані послідовно, це означає, що наслідком відмови кожного з них буде відмова цього з’єднання. Таке з’єднання елементів системи називають основним (рис. 2, а). Якщо на схемі два елементи з’єднані паралельно, це означає що відмова з’єднання настане лише після відмови двох елементів. Таке з’єднання називають резервним (рис 2,б, в).

Існують системи, структура яких не зводиться до паралельного чи послідовного з’єднання елементів.

Структурні схеми, наведені на рис. 2, називають структурно-логічними схемами надійності (або просто схемами надійності). Вони не завжди збігаються з конструктивними або електричними схемами.

Рис.2. Структурно-логічні схеми надійності системи

Структура системи залежить також від характеру відмови.

Розрахунок надійності систем за характеристиками надійності їх елементів

Метод розрахунку визначається здебільшого видом закону розподілу часу виникнення відмов, який, у свою чергу, залежить від способу з^,єднання елементів. Тому усі методи розрахунку доцілько розподілити на дві великі групи - методи, придатні для оцінки надійності систем з основним з^,єднанням еле-ментів (рис. 3), і методи, придатні для оцінки надійності систем з резервним з^,єднанням елементів.

Рис. 3. Логічна схема надійності системи з основним з^,єднанням елементів.

Вид закону розподілу відмов також суттєво залежить від характеру від-мов. Тому в кожній з цих груп методів треба виділити методи розрахунку,

придатні для раптових відмов і для поступових відмов.

Розрахунок надійності систем при основному з’єднанні елементів при раптових відмовах

Якщо потік відмов складної системи є найпростішим, то відмови її еле-ментів є подіями випадковими і незалежними. Тоді ймовірність безвідмовної ро-боти Р_с скільки завгодно складної системи буде дорівнювати добутку ймовір-ностей безвідмовної роботи її елементів (рис. 3):

де P_i(t) - ймовірність безвідмовної роботи і-го елемента, N - кількість елементів системи.

Коли наявна стаціонарність потоку відмов, _і = const (i =1, 2 , ..., N), то Тоді

Решта показників надійності визначаються за формулами:

Дані про склад елементів та їх кількість можна отримати з принципіальної електричної схеми системи, а дані про інтенсивність відмов - з експлуатаційних спостережень над відмовами апаратури, подібної до тієї, що проектується, тобто до тієї, для якої виконуються орієнтовні розрахунки.

Орієнтовний розрахунок надійності складної системи доцільно вести по блоках або по вузлах, конструктивно об^,єднаних в одне ціле. Це дозволяє порів-нювати блоки по їх надійності, виявити «слабкі» місця системи і розробити шляхи підвищення її надійності.