Расчет структурной надежности системы

Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО «Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева»



Новомосковский институт (филиал)

Кафедра «ВТИТ»



Предмет «Надежность, эргономика, качество АСОИУ»





Расчетное задание



«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»





Вариант № 22







Студент: Чухров И.А

Группа: АС-05-1

 Преподаватель: Прохоров В.С.

	

	

	

	

	

	Новомосковск, 2009 год


Исходные данные



По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы  и значениям интенсивностей отказов ее элементов  (табл. 6.1) требуется: 

1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 - 0.2.

2. Определить  - процентную наработку технической системы.

3. Обеспечить увеличение  - процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:

а) повышения надежности элементов;

б) структурного резервирования элементов системы.

Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов). Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов. Переключатели при резервировании считаются идеальными.

На схемах обведенные пунктиром m элементов являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей. 



Вариант 39






№

,

Интенсивности отказов элементов,  , x10-6 1/ч

вар.

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

22

80

1,0

2,0

5.0

2.0

1,0

1,0





Выполнение



1. В исходной схеме элементы 3 и 8, 4 и 9, 5 и 10, 6 и 11, 7 и 12  образуют последовательное соединение и попарно равны. Заменяем их квазиэлементами  А,B,C,D,E.Получаем:



. 



14

E

D

C

B

А

2

1



13





15





2. Элементы A,B,C,D,E  образуют систему «2 из 5». Заменяем на  квазиэлемент F и получаем:





1

14





2

15

F

13





1

14



2

15



3. Элементы F и 13 на схеме соединены параллельно. Заменяем их элементом G 



. 



4. Элементы 1,2, 6,14,15  образуют мостик. Заменяем их элементом K



 



5. Из таблицы 1 видно, что наиболее слабым звеном являются элементы 1,2,14,15. Поэтому увеличение надежности работы этих элементов даст наибольшие увеличение надежности всей системы в целом. Для того чтобы система в целом имела вероятность безотказной работы , необходимо, чтобы элементы 1,2,14,15 имели вероятность безотказной работы равной 0,6



6. Увеличим вероятность безотказной исходной системы методом структурного резервирования, выбирая те же элементы, что и в предыдущем случае. Для повышения надежности, добавляем следующие элементы:

К элементу  2,14, 15 параллельно подключаем элементы 16,17,18 , при этом 



Таблица 1







6. График 1







P-вероятность безотказной работы исходной системы

P`- вероятность безотказной работы системы с повышенной надежностью

P``- вероятность безотказной работы системы со структурным резервированием

Анализ зависимостей вероятностей безотказной работы показал, что способ структурного резервирования предпочтительнее, т.к. в период наработки до 119607,06 часов вероятность безотказной работы системы при структурном резервировании выше, чем при увеличении надежности элементов. С точки зрения технической реализации системы, метод структурного резервирования также предпочтительнее, т.к. не всегда технически возможно увеличить надежность элемента.