75. Способы создания абсолютно надежных систем. Разработка
качественных критериев и их выбор из условий реализации. Разработка
структурной схемы системы. Анализ абсолютно надежных систем.
Абсолютно надежная система – система, надежность которой не менее заданной и для которой одновременно удовлетворяются (качественные) критерии надежности, обеспечивающие заданные показатели, не требуя расчетов и испытаний по определению численных показателей надежности. За заданную вероятность безотказной работы рекомендуется принимать Р(t) = 0,997.
Этапами создания абсолютно надежных систем являются:
- Разработка качественных критериев.
- Выбор качественных критериев из условий физической реализуемости.
- Разработка структурной схемы системы.
- Создание абсолютно надежной системы.
Разработка качественных критериев и их выбор из условий реализации
Для разработки качественных критериев надежности абсолютно надежных систем необходимо знать методы обеспечения и способы анализа надежности сложных систем. При этом в переборе вариантов большую роль имеет интуиция и знание свойств различных методов повышения надежности. Однако этого недостаточно. Необходимо еще хорошо знать анализируемую систему, теорию надежности и инженерное дело. Только при этих условиях из множества критериев можно выбрать тот, который легко реализуем при проектировании и создании системы. Процесс выбора качественных критериев можно автоматизировать. Для этого достаточно построить номограммы зависимостей показателей надежности P(t), Т1, Kг(t), Кг, Т от времени, средней интенсивности отказов элементов, числа элементов при различных методах резервирования и характеристик обслуживания ремонтируемой системы. Безусловно, можно разработать программу, по которой компьютер при заданных n, λ, t, μ и виду резервирования выдаст все возможные варианты критериев.
Разработка структурной схемы системы
Схема расчета надежности необходима для самопроверки правильности выбранного критерия. Проверка осуществляется путем расчета показателей надежности по методикам, известным в теории. При наличии структурной схемы можно рассчитать надежность системы не только по тем показателям, по которым получены качественные критерии, но и по другим показателям. Структурная схема также нужна для разработки научных методов эксплуатации, в частности при расчете оптимального ЗИП.
Абсолютно надежная система имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при ее создании. Она не требует проверки вероятностных показателей надежности в процессе эксплуатации. Но зато она требует проверки выполнения условий обеспечения качественных критериев. Пусть, например, за качественный принят следующий критерий: система абсолютно надежна, если отказ одного любого элемента не ведет к отказу системы. В этом случае разработчик должен предусмотреть возможность проверки в любой момент времени состояния основных и резервных элементов системы. Если отказал хотя бы один из них, то система уже не абсолютно надежна. Она требует восстановления отказавшего элемента.
Анализ абсолютно надежных технических систем необходим на этапах разработки требований и в процессе эксплуатации.
Целью анализа на этапе разработки требований является установление критериев абсолютно надежной системы. Если такие критерии установлены, то на этапе проектирования расчеты надежности не нужны. В процессе эксплуатации абсолютно надежной системы должны проводиться два вида испытаний: качественные и количественные. Качественные испытания необходимы для установления факта: является ли в данный момент система абсолютно надежной. Если она удовлетворяет качественным критериям, то этого достаточно для продолжения дальнейшей эксплуатации. Если не удовлетворяет, то должны проводиться профилактические работы или ремонты до доведения ее до абсолютно надежной. Статистические испытания необходимы для получения данных о надежности элементов системы и проверки соответствия абсолютно надежной системы качественным критериям. Данные о надежности элементов необходимы для расчета показателей надежности системы при разработке качественных критериев систем, подобных эксплуатируемой. Сбор и обработка данных об отказах абсолютно надежных систем — задача более трудная, чем в случае обычных систем. Отличие состоит в том, что в обычных системах время отказа фиксируется по факту, который очевиден. Задача заключается лишь в том, чтобы данные об отказе занести в журнал отказа техники. В абсолютно надежных системах факт отказа зафиксировать трудно. Это объясняется тем, что отказ элемента в абсолютно надежной системе еще не означает, что отказала вся система. Она может быть работоспособной, но потеряла свойство абсолютно надежной системы. Это может быть при случайном изменении нагрузки на элементы, отказе резервного элемента и т. п. Пусть, например, качественным критерием является следующий: система абсолютно надежна, если нагрузка на любой ее элемент не превышает 40%. Такой критерий означает, что если нагрузка на любой из элементов превысит 40 %, то наступит отказ системы. Чтобы его зафиксировать, необходима специальная диагностическая система.