Надежность, эргономика, качество АСОИУ

Структурная схема надежности технической системы. График изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки до уровня 0,1-0,2. 2. Определение Y-процентной наработки технической системы.

Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

ГОУ ВПО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»

Новомосковский институт (филиал)

Кафедра «ВТИТ»

Предмет «Надежность, эргономика, качество АСОИУ»

Расчетное задание

Выполнил: Пяткин М.А.

Группа: АС-05-1

Проверил: Прохоров В.С.

Выполнение:

Защита:

Новомосковск 2009г.


Задание:

По структурной схеме надежности технической системы, в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы γ и значения интенсивности отказов ее элементов λ требуется:

1) построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки до уровня 0,1-0,2

2) определить γ процентную наработку технической системы

3) обеспечить увеличение γ процентной наработки не менее чем в 1,5 раза за счет:

а) повышения надежности элементов

б) структурное резервирование элементов системы

Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов), резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется единичными по надежности резервными элементами или группами элементов.

Условия для резервирования считаются идеальными.


, Интенсивности отказов элементов,  x10-6 1/ч
вар. % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
15 85 0.01 1.0 5.0 0.2 5.0 0.1 ---

Решение:

1. Исходную схему необходимо преобразовать:


Элементы 2,4 и 3,5 соединены последовательно, поэтому заменяем их квазиэлементом А и В соответственно. Вероятность безотказной работы этих квазиэлементов будет рассчитываться по формулам 1.1 и 1.2:

PA = P2 ·P4 (1.1)

PB = P3 ·P5 (1.2)

Элементы 9,10 и 11,12,13 соединены параллельно, поэтому заменяем их квазиэлементами C и D соответственно. Вероятность безотказной работы этих элементов будет рассчитываться по формулам 1.3 и 1.4:

PC = 1- q9 ·q10 = 1-(1- P9 )(1- P10 ) (1.3)

PD = 1- q11 ·q12 ·q13 = 1-(1- P11 )(1- P12 )(1- P13 ) (1.4)

После замены элементов квазиэлементами схема примет вид:


Рисунок 1.1


Из схемы видно, что квазиэлементы А,В и элементы 6,7,8 представляют мостиковое соединение, а квазиэлемента C,D и элементы 14 – последовательное соединение, следовательно их можно заменить квазиэлементами E и F соответственно, а их вероятность безотказной работы будет рассчитываться по формулам 1.5 и 1.6 :

PE = P6 ·(1-(1- PA )·(1- PB ))·(1-(1- P7 )·(1- P8 ))+(1- P6 )·(1-(1- PA ·P7 )·(1- PB ·P8 ))(1.5)

PF = PC ·PD ·P14 (1.6)


Рисунок 1.2

График изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки до уровня 0,1-0,2 для данной системы выглядит следующим образом:

Рисунок 1.3


2. Гамма процентная наработка технической системы: γ= 0,05166793*106 ч.

3. По заданию необходимо увеличить наработку технической системы до γ=0,077501895*106 ч.

а) Согласно исходным данным наименее надежными элементами являются: 4,5,6,7,8,11,12,13

Заменим элементы 4,5,6,7,8 с λ=5*10-6 1/ч на элементы с λ=3*10-6 1/ч, а элементы 11,12,13 с λ=5*10-6 1/ч на элементы с λ=4*10-6 1/ч

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,709275434

до 0,851551701.

б) Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:


В этом случае вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,709275434

до 0,958651513.


Приложение 1


Приложение 2