Методы, используемые для определения показателей надежности

Математические (аналитические) методы

Для определения показателей надежности широко используются математические методы.

Сущность использования математических методов состоит в следующем.

1. Анализируется объект и строится так называемая структурная схема надежности (ССН) – условная схема, учитывающая влияние элементов и связей между ними на работоспособность оборудования в целом (объекта). Она может существенно отличаться от структурной и функциональной схем объекта.

Возможны два вида соединения элементов: последовательное и параллельное.

Последовательное соединение элементов имеет место в том случае, когда отказ каждого из них приводит к отказу объекта. Например, для обеспечения потребителей электроэнергией на судне используется два маломощных генератора G 1, G 2, соединенных параллельно. Отказ хотя бы одного из них приводит к прекращению подачи потребителям требуемой электроэнергии. Поэтому ССН в этом случае имеет вид, приведенный на рис. 2.5.

	G1		G2

Æ Æ

 

Рис.2.5. Последовательное соединение генераторов

 

Если отказ части элементов объекта не приводит к его отказу, то ССН представляется параллельным соединением элементов (рис. 2.6).

Для объекта, состоящего из N элементов, которые функционально необходимы, ССН имеет вид, приведенный на рис. 2.7.

 

 

Æ Æ

 

 

Рис.2.6. Параллельное соединение генераторов

 

			i		N

Æ °°° °°° Æ

 

Рис.2.7. ССН для объекта, состоящего из многих элементов

 

В этом случае показатели безотказности объекта рассчитывают через показатели элементов по следующим формулам:

интенсивность отказов ;

вероятность безотказной работы .

Если , то .

В случае использования экспоненциального закона распределения времени безотказной работы

,

где ti – необходимая продолжительность выполнения функций i- м элементом объекта.

При идентичности всех N элементов .

2. Для определения показателей широко используется аппарат теории вероятностей (так как все показатели являются случайными величинами).

3. Применительно к механическим элементам объектов показатели надежности определяются не только с помощью методов теории вероятностей, но и методов, основанных на теории прочности, упругости, текучести материалов, из которых изготовлены эти элементы. Особенно важно такое комбинированное использование методов для определения показателей долговечности объектов.

Статистические методы

Методы сбора, обработки данных о состоянии объектов в процессе их эксплуатации используются для определения показателей надежности в двух направлениях:

1) для определения , а затем на их основе аналитическими методами – остальные показатели надежности;

2) для определения непосредственно интересующих нас показателей надежности только статистическим путем.

Статистические методы определения показателей надежности предполагают использование теории математической статистики для определения:

§ средних значений рассматриваемых случайных величин;

§ дисперсий этих величин;

§ законов распределения этих величин;

§ оценки достоверности (степени доверия) полученных результатов.

 

Методы ускоренных испытаний

Эти методы используются при отсутствии необходимых статистических данных и предполагают постановку элементов, отдельных устройств в режимы, заведомо более тяжелые, чем нормальный. Полученные данные по продолжительности безотказной работы затем «приводятся» к нормальному режиму, т.е. по определенным корректировочным зависимостям находятся показатели для нормального решения.

Таким образом, искусственное ужесточение условий работы элементов позволяет в течение короткого времени оценить их возможности по выполнению своих функций.

Недостатки методов ускоренных испытаний:

§ трудности установления корректировочных зависимостей;

§ не для всех элементов можно проводить такие испытания;

§ метод связан с материальными затратами (искусственный вывод из строя элементов).

 

К наиболее сложным, но и наиболее важным методам оценки надежности транспортных средств относятся методы, основанные на теории прочности, а также теориях упругости, текучести и др. Этими методами оценивается, в первую очередь, свойство долговечности транспортных средств, транспортного оборудования и других составных частей транспортных систем.

Рассмотрим вначале методы определения безотказности транспортных систем сервиса.