Общая характеристика методов расчета надежности

Методы расчета надежности можно разделить на две группы в зависимости от принципа учета отказов:

1) методы, учитывающие лишь моменты появления отказов;

2) методы, учитывающие процесс возникновения отказов.

Первая группа методов в настоящее время наиболее разработана и доведена до инженерных методов расчета надежности.

Одно из центральных мест в этой группе занимает вопрос использования аппарата математической логики для описания процессов функционирования сложных систем. Использование алгебры логики позволяет четко описывать процессы функционирования сложных систем с последующими расчетами надежности. Данный метод называют логико-вероятностным методом расчета надежности систем.

При расчете надежности логико-вероятностным методом структура СЭ описывается средствами математической логики, а количественная оценка ее надежности производится с помощью теории вероятностей. Трудность постановки задачи при оценке СЭ таким методом состоит в том, что приходится иметь дело с большим числом самых разнообразных устройств, входящих в ее системы.

Это затруднение можно преодолеть, решая задачу о надежности систем СЭ не "снизу" (от простейших элементов к системе), а "сверху" (от системы СЭ к элементам).

Для этого система СЭ должна быть расчленена на несколько крупных частей (групп технических средств) с учетом следующих рекомендаций:

1) общее число ГТС должно быть невелико (1...3 десятка);

2) каждая ГТС должна быть по возможности такой, чтобы ее параметры надежности можно было вычислить или определить экспериментально;

3) в свою очередь ГТС следует рассматривать как сложные подсистемы, исправная работа которых необходима для обеспечения надежности всей системы СЭ;

4) логико-вероятностный метод может быть использован как составная часть расчетно-экспериментального метода оценки надежности систем СЭ, при этом следует стремиться к уменьшению доли расчета и увеличению доли эксперимента, поэтому, формируя ГТС, целесообразно выделять лишь следующие технические средства (как объекты сбора статистики):

а) технические средства, имеющие резерв (основные и резервные технические средства должны быть самостоятельными объектами сбора статистики);

б) технические средства, наработка которых может отличаться от наработки других технических средств;

в) ТС, отказ которых не приводит к полному отказу системы СЭ;

г) ТС, количество которых на испытаниях отличается от заданного ТУ;

д) коммутирующие устройства;

е) ТС, применяемые во всех режимах работы системы СЭ (обязательный объект сбора статистики);

ж) самоустраняющиеся отказы, обнаруженные при отказе системы СЭ. Если причину отказа обнаружить не удается, их следует относить к условному устройству, которое дополнительно включается в расчетную схему надежности, и т.д.

Самой удобной и экономичной формой представления условий работоспособности системы является аналитическая форма.

Представление условий работоспособности системы в виде логической функции не является самоцелью, а только завершает первый этап исследования надежности. На втором этапе, используя ФРС и вероятностные характеристики элементов системы, определяют вероятностную функцию всей системы. В общем случае переход от ФРС произвольного вида к соответствующей вероятностной функции является достаточно сложным, основные затруднения возникают из-за повторной формы ФРС.

Переход от логической функции к вероятностной значительно упрощается, если имеем ортогональную или бесповторную форму ФРС системы, что обеспечивает применение к ней основных теорем теории вероятностей.