Методы и алгоритмы оценки показателей надежности поэлементно развиваемых технических систем

• Автор: Панков-Козочкин, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

1. РАЗВИВАЕМЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
1.1. Анализ классификационных моделей и методов построения современных технических систем
1.2. Математические модели для расчета надежности систем
1.3. Методы анализа надёжности современных технических систем в процессе их развития
1.4. Существующие методы повышения надежности при анализе совершенствуемых технических систем
1.5. Основные понятия и определения развиваемых систем. Постановка задачи исследования
1.6. Выводы по главе
2. АНАЛИЗ НАДЁЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВУЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИХ КАК
ПОЭЛЕМЕНТНО РАЗВИВАЕМЫХ
2.1. Определение характеристик надёжности системы с последовательным соединением элементов
2.2. Надёжность системы с общим резервированием
2.3. Вычисление показателей надёжности восстанавливаемой системы
с раздельным резервированием
2.4. Анализ надёжности поэлементно развиваемой системы
с произвольной структурой
2.5. Практическое использование расчета надёжности поэлементно развиваемых систем
2.6. Выводы по главе
3. АППРОКСИМИРУЮЩИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАДЁЖНОСТИ РАЗВИВАЕМЫХ СИСТЕМ

3.1. Метод эквивалентных систем
3.2. Усовершенствованный метод эквивалентных систем
3.3. Аппроксимирующий топологический метод анализа надёжности систем путём преобразования ветвей графа
3.4. Результаты анализа надёжности развиваемых систем
3.5. Выводы по главе
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ПОЭЛЕМЕНТНО РАЗВИВАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ
4.1. Программная реализация методики расчета характеристик надежности развиваемой системы
4.2. Описание программного комплекса для расчета надежности
4.3. Выводы по главе
5. УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В РАЗВИВАЕМОЙ СИСТЕМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ НЕГАЗОВЫХ ШАХТ
5.1. Системы вентиляции угольных шахт как поэлементно развиваемые системы
5.2. Вентиляция шахт и пути ее развития
5.3. Расчет надежности вентиляционного оборудования негазовой шахты как развиваемой системы
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Характерной чертой современного уровня развития науки и техники является широкое внедрение во многие отрасли промышленности различных технических систем. Ответственность выполняемых функций и большая цена отказа этих систем предъявляют повышенные требования к их надёжности. Обеспечение заданных требований во многом определяется уровнем надёжности, достигнутом на этапе создания системы. В связи с этим особую важность приобретают вопросы, связанные с исследованием надёжности систем в процессе их развития.
В теории надёжности известно большое число методов, инженерных методик, доведённых до алгоритмов и программ. Их авторами являются широко известные учёные [3, 5, 6, 15, 19, 20, 34, 37, 38, 43, 44, 63, 66, 71, 73, 82, 91, 104, 112, 114-116, 120]. Данные работы являются фундаментальными в теории. Однако эти методы часто не удаётся использовать на практике. Это объясняется следующими причинами:
- алгоритмы и программы не позволяют рассчитать надёжность из-за вычислительных трудностей в связи с большими размерностями задач;
- отсутствуют достоверные исходные данные по надёжности и ремонтопригодности отдельных элементов расчёта;
- большинство методов не позволяет учитывать достоверные сведения о надёжности прототипов совершенствуемых систем.
В связи с указанными выше причинами, существующие методы часто не дают необходимой точности расчёта, а иногда и совсем не позволяют получить показатели надёжности систем, даже при использовании современных ЭВМ. Поэтому разработка методов, инженерных методик, алгоритмов и программ анализа надёжности на этапе развития, позволяющих анализировать технические системы, описываемые

знать показатели надёжности прототипа и в дальнейших расчётах учитывать только 1+п элементов системы.
На основании полученных формул (2.2) и (2.4) и предположения о том, что развиваемая система на каждом шаге своего развития отличается от прототипа лишь на один физический элемент, можно получить рекуррентные формулы для расчёта указанных показателей:
/>,(/) = Рм(0 exp (- At t),
Ti = 7}_, /(l+TЯ,), (2.5)
к где P0(t) = exp (- Ao t), To = 1/ Ao, A0 = 'Z A,.
i=i
Получим расчётные соотношения характеристик надёжности, предполагая, что система восстанавливаемая. Основным показателем надёжности для восстанавливаемых систем является коэффициент готовности.
Для нерезервированной системы коэффициент готовности прототипа Кг,„р и развиваемой системы Кг,р определяются по следующим соотношениям:
к+п
КПпр= 1/(1+ЕЯ,///,),

(2.6)
k+i
Кг,р= 1/(1 +ЕЯ,///,),

где Hi - интенсивность восстановления i-го элемента.
Тогда на основании (2.6) получим:
КПр = Кг,г.Р (1 + КПпр Ар)"1, (2.7)
k+l k+n
где Ар = Е (Я, ///,) - Е (Я/ ///,).
i'=i+l 1=4+1