Определение коэффициентов готовности
Для вычисления надёжности систем и риска аварий, как мы видели в предыдущих разделах необходимо знать надёжность элементов, находящихся в ветвях деревьев отказов.
Уже говорилось о том, что показатели надёжности элементов могут быть определены путём испытания большого количества однотипных элементов или длительных многократных испытаний небольшого количества элементов и статистической обработки результатов испытаний. Эти методы широко используются для определения надёжности в электронике, радиотехнике, системах коммуникаций, в которых используется большое количество однотипных элементов (транзисторов, резисторов, конденсаторов и т.д.).
Для промышленных систем самого разнообразного характера, состоящих из сравнительно небольшого числа однотипных элементов и большого числа единичных элементов и узлов (например, электромотор, насос, клапан, охладитель и т., и т.д.) разработан и используется метод определения коэффициентов готовности (неготовности) и вычисления по ним надёжности этих элементов и узлов.
Речь идет о восстанавливаемых элементах, которые работают в режиме неоднократного повторения циклов работы «отказ – ремонт – работа – отказ» и т.д. Отказ любого компонента системы приводит в лучшем случае к остановке работы, а в худшем, как мы видели из рассмотренных ранее примеров, к аварии.
Коэффициент готовности kг(t) в момент времени t есть вероятность того, что элемент является исправным в этот момент. Коэффициент готовности равен числу исправных элементов в момент времени t, делённому на общее число элементов данной системы (Хенли Э.Дж., Кумамото Х., 1984)
kг(t)= 
, (2.12.65)
где Nисп(t) – число исправных элементов в момент времени t, N0(t) – общее число элементов, i=1,2,3,…n.
Пример: Предположим, что число исправных элементов равно 8, а общее число элементов – 10. Тогда коэффициент готовности в соответствии с уравнением(2.12.65) определится как kг(t)= 
=0,8.
Коэффициент неготовности (простоя) Q(t) – есть вероятность того, что элемент находится в состоянии отказа в момент времени t и равен числу отказавших элементов, делённому на общее число элементов:
Q(t)= 
, (2.12.66)
где Nпр(t) – число простаивающих (отказавших) элементов.
Коэффициент неготовности Q(t) для рассматриваемого примера согласно уравнению (2.1.66) в этом случае будет Q(t)=0,2.
Значения коэффициентов готовности kг могут быть рассчитаны на основе методов теории надёжности. Эти методы дают хорошие результаты для радиотехнических и электронных устройств и систем. Для оценки надёжности конструкционных элементов не всегда имеются необходимые исходные данные. Такие данные могут быть получены на основе сведений по эксплуатации установок, получаемых путём регистрации основных показателей в эксплуатационном журнале установки. Форма ведения журнала и регистрации необходимых данных приведена в табл. 2.18.
Коэффициенты готовности элементов установки за выбранный период времени•определяются по формуле
, (2.12.67)
где чистое время τ(t) работы установки за указанный период времени t вычисляются по формуле
τ(t)= 
(2.12.68)
с использованием данных 4-го столбца таблицы 2.18.
Таблица 2.18
Журнал эксплуатации установки
| № п/п | Характерные этапы эксплуатации установки | Год, месяц, день, час | Время рабо-ты | Время на ремонтно-профилак-тические работы | Время на устранение отказа (аварийные работы) | Время на оста-новку | Причина, характер и после-дствия отказа |
| Пущена в эксплуатацию | t1 | ||||||
| Начаты ремонтно-профилактические работы (РПР) | t2 | t2- t1 | |||||
| Окончание РПР, начало эксплуатации | t3 | – | t3- t2 | ||||
| Отказ (авария), начало ремонта | t4 | t4- t3 | |||||
| Окончание аварийных работ, начало эксплуатации | t5 | – | – | t5- t4 | |||
| Остановка для профилактических работ | t6 | t6- t5 | |||||
| Начало эксплуатации | t7 | – | – | – | t7- t6 | ||
| Продолжение записей режимов работы |
Примечания: 1 – Под ремонтно-профилактическими работами подразумеваются все плановые и капитальные ремонты, а также любые профилактические мероприятия, требующие прекращения производственного процесса;
2 – Под отказом понимается любой незапланированный выход из строя одной из подсистем, как приведшей, так и на приведшей к аварии.
Продолжительность ликвидации отказа аварий вычисляется по данным 6-го столбца табл. 2.18 по формуле:
. (2.12.69)
Для оценки безопасности технологических процессов или технических устройств по методу статистической обработки данных по авариям необходимо такие данные иметь за несколько лет по рассматриваемому классу устройств.
2.12.9. Количественный анализ затраты/выгода
Дата добавления: 2016-02-04; просмотров: 5584;