«Российский химико-технологический университет

имени Д.И. Менделеева»

Кафедра: ВТИТ

Предмет: Надежность, эргономика, качество АСОИУ

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»

Вариант 3

Группа: АС-06-1

Студент: Винокурова Е.В.

Преподаватель: Прохоров В.С.

Новомосковск   2010

1 Задание

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

2 Расчетная часть

Расчет начинаем с упрощения исходной схемы.

Элементы 2-4 соединены параллельно. Заменяем элементы 2-4 на элемент A.

По условию, интенсивности отказов элементов 2-4 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы элемента A определяется по формуле:

Элементы 5-7 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих элементов равна. Следовательно, для определения вероятности безотказной работы можно воспользоваться комбинаторным методом:

_{Элементы 8-10 соединены параллельно. Заменяем элементы 8-10 на элемент C. Интенсивности отказов элементов 8-10 равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента C определяется по формуле:}

Элементы 11-13 также соединены параллельно. Заменяем элементы 11-13 на элемент D.  Интенсивности отказов элементов 11-13 также равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента D определяется по формуле:

_{После замены элементов структурная схема системы примет вид:}

_{Элементы 1, A, B, C, D и 14 соединены последовательно, следовательно, вероятность безотказной работы всей системы определяется по формуле:}

Согласно расчетам в Microsoft Excel и исходным данным наименее надежными элементами являются 8-10.

Наработку необходимо увеличить с γ=0,9298*10⁶ ч. до 1,3947*10⁶ ч.

Повышение надежности системы можно провести двумя способами:

1)    Заменой малонадежных элементов на более надежные.

2)    Структурным резервированием элементов.

Первый способ

Заменяем элементы 8-10, имеющие λ=1*10^-6 1/ч, на элементы с λ=0,5*10^-6 1/ч. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356271899

до 0,541566249.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы: