Методы анализа структурной надежности сложных технических систем (см. также ПЗ 2)

Целью расчетов надежности является оптимизация конструкции, выходных параметров, режимов эксплуатации, технического обслуживания и ремонта объекта с точки зрения обеспечения требуемой надежности. Достигнуть указанной цели можно лишь на основании анализа надежности.

Системный анализ надежности – анализ сложных технических систем в условиях взаимодействия и взаимного влияния составляющих систему элементов. Алгоритм системного анализа заключается в последовательности действий:

анализ объекта как сложной системы;

разработка математической модели надежности объекта;

расчет показателей надежности, характеризующих систему;

разработка технических и организационных мер обеспечения и повышения надежности системы и эффективности ее функционирования.

Анализ системы заключается в:

декомпозиции системы на подсистемы и элементы;

выборе критериев эффективного функционирования элементов, подсистем и системы в целом;

расчете и оптимизации параметров функционирования элементов, подсистем и системы в целом;

анализе отказов и причин их возникновения, а также влияния отказов элементов и подсистем на работоспособность системы в целом;

расчете показателей надежности элементов и подсистем.

Математическое моделирование надежности системы заключается в формальном описании системы в символьном (математические выражения) или топологическом (схемы и графы) виде.

При расчете надежности систем по условию безотказности обычно предполагают, что каждый элемент и вся система в целом могут находиться в одном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном, а отказы элементов независимы друг от друга. В этом случае состояние системы определяется сочетанием состояний элементов. Поэтому расчет надежности системы может быть сведен к перебору комбинаций состояний элементов. Отношение суммы комбинаций работоспособных состояний к общему числу комбинаций состояний характеризует вероятность безотказной работы системы. Этот метод определения безотказности системы называется методом прямого перебора. Он применяется наряду с методами статистического моделирования, структурно-логического анализа и топологическими методами. Применение того или иного метода зависит, прежде всего, от структуры технической системы.

Функциональная структура любой технической системы отражает взаимодействие ее элементов. Структурная схема надежности системы зависит от цели ее функционирования.

Рассмотрим это на простых примерах (рис.9 - 11):