Надежность восстанавливаемых нерезервированных систем

Восстанавливаемые изделия после отказа ремонтируются и вновь выполняют свои функции. При этом возможны два варианта:

1) после отказа осуществляется ремонт, и после завершения ре­монта изделие вновь начинает работать;

2) изделие обладает временной избыточностью и на время ремон­та продолжает выполнять свои функции.

Рассмотрим первый вариант. Исправное изделие работоспособно от момента включения (t = 0) до момента выхода из строя (t _от); на ремонт требуется время t_рем. После восстановления работоспособности про­цесс работа - отказ - ремонт продолжается до того момента, когда дальнейший ремонт становится невозможным. Обычно время работы до очередного отказа и время ремонта считаются случайными.

Если известны статистические характеристики этих событий, то легко определить такой показатель, как коэффициент готовности. Указанный процесс упрощенно можно изобразить в виде графа. Пусть интенсивность отказов системы l(t), а интенсивность восста­новления µ(t).

Пусть состояние So - работоспособное, a Si - неработоспособное. Тогда граф будет иметь вид (рис. 11). Предполагается, что в момент времени t = О система будет находиться в состоянии S o.

Рис.11 Граф изменения состояния системы при отказах и восстановлении

Строго говоря, процесс восстановления может усложниться из-за следующих причин:

1. наличия работоспособных резервных устройств. В этом случае процесс восстановления отказавшего устройства не влияет на основ­ной технологический процесс, а лишь приводит к уменьшению уров­ня избыточности;

2. дискретности работы изделия со случайными или фиксирован­ными моментами начала и окончания работы;

3. невозможности сразу начать процесс восстановления из-за несо­вершенства систем диагностирования;

4. наличия очереди на процесс восстановления из-за нехватки ре­монтного персонала.

При расчете объектов с восстановлением отказавших изделий пе­речисленные выше причины могут быть легко учтены при использо­вании методов имитационного моделирования.

Следует отметить, что существуют и чисто аналитические мето­ды, основанные на использовании классической теории вероятностей [2], но в аналитических методах часто бывает сложно учесть ряд ре­альных производственных факторов. При расчете надежности систем с восстанавливаемыми узлами целесообразно использовать методы имитационного моделирования.

Из наиболее распространенных критериев надежности восстанав­ливаемых изделий используются:

1. Наработка на отказ, т.е. среднее значение времени между со­седними отказами. Эта характеристика определяется по формуле

где t_i - время исправной работы между (i -1)-м и i -м отказами, n - число отказов за некоторое время Т.

2. Коэффициент готовности, т.е. отношение времени исправной работы к календарному (сумме времени исправной работы изделия t_p и го постоев t_пр

Коэффициент вынужденного простоя или К_n=1-К_r.