Комплексные показатели надежности

Обычно комплексные показатели надежности используются для совместной оценки свойств безотказности и ремонтопригодности восстанавливаемых объектов.

Коэффициент готовности – вероятность того, что восстанавливаемый объект окажется работоспособным в произвольный момент времени его использования по назначению:

где t_P - суммарное время нахождения объекта в работоспособном состоянии;

t в – суммарное время восстановления объекта, т.е. время, затраченное на профилактику и ремонт.

Суммарное время работы объекта складывается из чередующегося времени работы и восстановления и коэффициент готовности можно записать в виде:

Учитывая зависимость среднего времени на отказ от параметра потока отказа (*), получается:

Формула широко применяется в инженерной практике. Степень ее приближения к истинному значению Кг тем больше, чем больше интервал времени, на котором определяется t_p. Поток отказов и восстановлений при этом становится установившимся и Кг приобретает стационарный характер (при.t®¥, w(t) ® 1/T и К_г стремиться к постоянной величине).

Коэффициент готовности, как правило, учитывает свойства аппаратурной безотказности и восстанавливаемости. Если под отказом понимать не только отказ аппаратуры, но любой отказ системы в выполнении заданных функций (в том числе вызванный дефектами программного обеспечения, снижением достоверности и т.п.), тогда Кг может выполнять роль комплексного показателя надежности ИС, учитывающего и другие свойства системы. Поэтому при использовании коэффициента готовности необходимо указывать, какие свойства объекта он учитывает.

Коэффициент оперативной готовности – вероятность того, что объект, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в произвольный момент времени и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного времени:

где P(tз) - вероятность безотказной работы на интервале заданного времени.

Коэффициент вынужденного простоя – вероятность того, что объект окажется неработоспособным в произвольный момент времени в промежутках между плановыми ремонтами и определяется как отношение времени восстановления к суме времени восстановления и безотказной работы, взятых за один и тот же календарный период:

где t_P - суммарное время нахождения объекта в работоспособном состоянии;

t в – суммарное время восстановления объекта, т.е. время, затраченное на профилактику и ремонт.

Видно, что коэффициент вынужденного простоя и коэффициент готовности связаны зависимостью: Кв=1-Кг.

Помимо рассмотренных коэффициентов используется еще множество других:

Коэффициент сохранения эффективности - показатель, характеризующий влияние степени надежности элементов объекта на техническую эффективность, представляемый в виде отношения показателя технической эффективности при реальной надежности к максимальному возможному значению этого показателя (т.е. соответствующему состоянию полной работоспособности всех элементов объекта).

Показатели надежности в зависимости от уровня рассматриваемого объекта удобно подразделять на оперативные и технические. Оперативные показатели характеризуют качество системы с точки зрения потребителя (например, срок службы). Технические нужны для использования в дальнейших расчетах или статистических оценках. Например, если дублированную систему удобно характеризовать коэффициентом готовности (оперативный показатель), то каждый из резервных элементов удобнее характеризовать техническими показателями - распределениями наработки и времени восстановления (или их основными параметрами, например мат.ожиданием), поскольку именно они позволяют рассчитать показатель надежности системы в целом с учетом особенностей эксплуатации и технического обслуживания.

Существует (указано в соответствующем ГОСТ) и может быть предложено множество других комплексных показателей надежности. Но выбор показателя зависит в основном от общего назначения системы, но на него может влиять также и степень важности или ответственности функций, выполняемых системой.

Выбирая показатели надежности для технического объекта, следует иметь в виду следующее:

a) общее число показателей надежности должно быть по возможности минимальным;

b) следует избегать сложных комплексных показателей;

c) выбранные показатели должны иметь простой физический смысл;

d) выбранные показатели должны допускать возможность поведения подтверждающих (поверочных) оценок на этапе проектирования (аналитических расчетов или имитационного моделирования);

e) выбранные показатели должны допускать возможность статистической (опытной) оценки при проведении специальных испытаний или по результатам эксплуатации;

f) выбранные показатели должны допускать задание норм надежности в количественной форме.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите показатели безотказности и укажите их размерность.

2. От каких факторов зависит время восстановления?

3. Какими показателями характеризуется ремонтопригодность. Приведите примеры объемных и временных показателей ремонтопригодности.

4. Что такое ресурс и чем он отличается от календарного срока службы?

5. Перечислите виды ресурса и срока службы.

6. Что такое средний срок сохраняемости и как его определить по известной функции сохраняемости?

7. Приведите примеры комплексных и единичных показателей надежности.