1 Основы надежности ЛА Надежность сложных систем

2 Для расчета надежности сложных систем используют модель, которую составляют на основе функциональной схемы системы. В качестве моделей при расчета надежности сложных систем АТ применяют структурные схемы.

3

4 Надежность сложных систем Для создания структурной схемы выполняют анализ функционирования системы и ее элементов, перечисляют и описывают возможные отказы элементов, оценивают влияние каждого из них на работоспособность системы.

5 Надежность сложных систем При этом считают, что отказы элементов независимые, а система и ее элементы могут находиться лишь в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном.

6 Надежность сложных систем При формировании структурной схемы, функциональные связи между элементами заменяются логическими, которые характеризуют безотказную работу системы в зависимости от состояния его элементов.

7 Надежность сложных систем Элемент, при отказе которого отказывает вся система, считают последовательно соединенным в логической схеме

8 Надежность сложных систем Элемент, отказ которого не ведет к отказу системы, включают в параллельное соединение в логической схеме

9 Надежность сложных систем Если мы имеем элементов, вероятность безотказной работы каждого из которых равняется соответственно, то для последовательного соединения элементов формула расчета вероятности безотказной работы системы будет иметь вид:

10 Надежность сложных систем Подставляя вместо вероятности безотказной работы элементов получим формулу показателей безотказности системы из последовательно соединенных элементов

11 Надежность сложных систем При экспоненциальном распределении наработки до отказа: при можно использовать

12 Надежность сложных систем Для параллельного соединения элементов вероятность безотказной работы равняется:

13 Надежность сложных систем Подставляя вместо вероятности безотказной работы получим для системы из параллельного соединения элементов

14 Надежность сложных систем При экспоненциальном распределении наработки до отказа:

15 Надежность сложных систем При паралельном соединении элементов повышается безотказность системы и сохраняется работоспособность системы при отказе отдельных элементов. Эта возможность реализуется при резервировании.

16 Надежность сложных систем Резервирование

17 Надежность сложных систем Для обеспечения безопасности полетов на ВС предусмотрено резервирование как системы в целом, так и отдельных агрегатов. При резервировании используют такие понятия: основной, резервный и резервируемый элементы.

18 Надежность сложных систем Основной элемент – элемент объекта, необходимый для выполнения функций без использования резерва.

19 Надежность сложных систем Резервный элемент – элемент, предназначенный для выполнения функций основного элемента в случае его отказа.

20 Надежность сложных систем Резервируемый элемент – основной элемент, на случай отказа которого в объекте предусмотрены один или несколько резервных элементов.

21 Надежность сложных систем Совокупность дополнительных средств и (или) возможностей, которые используются для резервирования, составляют резерв.

22 Надежность сложных систем Структурное резервирование - это резервирование с применением резервных элементов структуры объекта.

23 Надежность сложных систем Почасовое резервирование – резервирование с применением резервов времени.

24 Надежность сложных систем Информационное резервирование - резервирование с применением резервов информации.

25 Надежность сложных систем Функциональное резервирование – резервирование, при котором используется способность элементов объекта выполнять дополнительные функции.

26 Надежность сложных систем Нагрузочное резервирование – резервирование, при котором используется способность элементов объекта воспринимать дополнительные нагрузки сверх номинальных.

27 Надежность сложных систем Нагруженный резерв – резерв, который содержит одних или несколько резервных элементов, которые находятся в режиме основного элемента.

28 Надежность сложных систем Облегченный резерв – резерв, который состоит из одного или нескольких резервных элементов, которые находятся в режиме меньшей нагрузки сравнительно с основным элементом.

29 Надежность сложных систем Ненагруженный резерв – резерв, который состоит из одного или нескольких резервных элементов, которые находятся в ненагруженном состоянии к началу выполнения ними функций основного элемента.

30 Надежность сложных систем Резервирования с обновлением – резервирование, при котором восстановление основных и (или) резервных элементов, в случае их отказа, технически возможно без нарушения трудоспособности объекта в целом и предусмотрено эксплуатационной документацией.

31 Надежность сложных систем Резервирования без восстановления – резервирование, при котором восстановление основных и (или) резервных элементов в случае их отказа технически невозможно без нарушения трудоспособности объекта в целом и (или) не предусмотрено эксплуатационной документацией.

32 Надежность сложных систем По уровню резервируемых элементов (объектов) разделяют на: общее, раздельное и смешанное резервирование.

33 Надежность сложных систем При формировании модели надежности системы необходимо учитывать все виды резервирования как средство повышения надежности АТ.

34 Надежность сложных систем Общее резервирование – резервирование, при котором резервируется объект в целом.

35 Надежность сложных систем При общем резервировании систем ВС с нагруженным резервом вероятность безотказной работы - количество последовательных элементов главной системы; - кратность резервирования

36 Надежность сложных систем Среднее время безотказной работы резервированной системы и - соответственно интенсивность отказов и среднее время безотказной работы главной системы.

37 Надежность сложных систем Раздельное резервирование – резервирование, в котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы.

38 Надежность сложных систем При раздельном резервировании с нагруженным резервом вероятность безотказной работы - кратность резервирования -го элемента.

39 Надежность сложных систем Общее резервирование

40 Надежность сложных систем Раздельное резервирование

41 Надежность сложных систем Раздельное резервирование при одинаковом количестве элементов более выгодное с точки зрения безотказности. Однако при раздельном резервировании усложняется проверка работоспособности системы во время ее технического обслуживания.

42 Надежность сложных систем Смешанное резервирование – объединение разных видов резервирования в одном объекте. Используется в системах, отказ которых оказывают непосредственное влияние на безопасность полетов.

43 Надежность сложных систем По способу включения резервного элемента системы при возникновении отказа основного элемента отличают постоянное, скользящее резервирование и резервирование замещением.

44 Надежность сложных систем Постоянное резервирование (параллельное) – резервирование, при котором используют нагруженный резерв и при отказе любого элемента в резервированной группе, выполнение объектом требуемых функций обеспечивается без переключений оставшихся элементов.

45 Надежность сложных систем Преимуществом постоянного резервирования является постоянная готовность резервного элемента к использованию, поэтому оно используется в ответственных системах, отказ которых влияют на безопасность полетов, например, в системах управления. К недостаткам можно отнести то, что при таком резервировании происходит изнашивание и старение резервных элементов такое, как и при основном резервировании.

46 Надежность сложных систем Резервирование замещением – резервирование, при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного элемента.

47 Надежность сложных систем Структурная схема надежности системы при резервировании замещением : О – основной элемент; Р – резервный элемент; П – переключатель О Р П

48 Надежность сложных систем Вероятность безотказной работы системы при резервировании замещением определяется по формуле Rрз (t) = 1 – (1 – R0) (1 – Rр Rп), где R0, Rр, Rп – вероятности безотказной работы основного, резервного элементов и переключателя.

49 Надежность сложных систем Скользящее резервирование – резервирование, при котором группа основных элементов резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой из элементов этой группы в случае его отказа.

50 Надежность сложных систем Кратность резерва – отношение числа резервных элементов к числу резервируемых ими элементов, выраженное несокращенной дробью. При этом кратность резерва при дублировании составит один к одному, при двукратном резерве – два к одному, при трехкратном – три к одному.