Отказ системы с временным резервированием

Объект длительного действия в основном характеризуется траекторией переходов из состояния в состояние за рассматриваемый период времени. Например, последствия отказа в ЭЭС могут существенным образом зависеть не только от интегрального недоотпуска электроэнергии, но и от длительности интервала, в течение которого наблюдается ее дефицит, и от максимального текущего дефицита мощности. Кроме того, для ряда систем длительного действия вообще не удается сформулировать локального критерия отказа, т.е. определить, какое мгновенное состояние системы является состоянием отказа. Например, в системах с временным резервированием (ГСС с ПХГ, производственные системы с запасом продукции для компенсации ее дефицита и т.п.) понятие отказа формулируется лишь по отношению к определенному классу траекторий важны не только длительности периодов недоотпуска продукции и не только их число, но и совместное их распределение в рассматриваемом периоде функционирования. [c.76]

По типу структуры среди систем с временным резервированием различают (см. 1.6) системы с последовательным, параллельным, последовательно-параллельным соединением элементов, системы с сетевой структурой (структурно-сложные системы). В свою очередь последовательное соединение бывает двух типов основное и многофазное. При основном соединении нарушение работоспособности элемента приводит немедленно к нарушению работоспособности системы. При многофазном соединении в системе есть промежуточные накопители продукции и при отказе элемента нарушение работоспособности системы происходит не мгновенно, а через некоторое время, равное времени исчерпания запасов продукции в накопителях между отказавшим элементом и выходом системы. Параллельное соединение также имеет две разновидности резервное и многоканальное. При резервном соединении все элементы разделяются на две группы основные и резервные, причем последние не выполняют полезной работы, пока работоспособны основные элементы. При многоканальном соединении все параллельно включенные элементы выполняют полезную работу, создавая запас производительности. [c.205]

Все вышеизложенное позволяет момент времени отказа исследуемой системы с кратностью резервирования т в S-M безотказном состоянии системы в целом [c.353]

В том случае, когда устанавливается один накопитель на группу устройств, имеет место групповое резервирование. Если в многофазной системе с групповым резервированием нет своего выходного накопителя, то последняя группа устройств остается без резерва времени. В такой системе временное резервирование следует считать частичным. В различных системах способы использования и пополнения резерва времени, определяемые условиями функционирования, могут быть весьма разнообразными. Это разнообразие проявляется в виде тех или иных ограничений на время восстановления и наработку. В некоторых системах значение выделяемого резерва времени устанавливается заранее, до начала работы, и он предназначается для компенсации любых потерь рабочего времени. При очередном нарушении работоспособности через время т, безотказной работы для устранения отказа элемента и его последствий используется лишь та часть первоначального резерва, которая не была израсходована при предыдущих отказах (рис. Л,а). По мере накопления потерь рабочего времени текущее значение резерва уменьшается, пока не достигнет нуля. Такой резерв времени 4 будем называть не пополняемым, а систему, им обладающую, кумулятивной. [c.7]

Рассмотрим теперь случай ненагруженного скользящего резервирования.. В этом случае выражение для вероятности безотказной работы системы в сколько-нибудь приемлемой форме может быть записано лишь для системы, элементы которой имеют экспоненциальное распределение времени безотказной работы. Заметим, что поток отказов элементов в системе определяется лишь рабочими элементами, т.е. случайное время работы до отказа очередного элемента в данном случае имеет экспоненциальное распределение с параметром пХ. Поскольку в системе имеется всего т резервных элементов, отказ системы наступит через случайное время после возникновения (т + 1)-го отказа элемента, когда в системе уже не останется резервных элементов. Эти соображения позволяют написать выражения для вероятности безотказной работы и средней наработки до отказа, воспользовавшись соответствующими формулами для обычного ненагруженного резервирования и сделав необходимые подстановки [c.158]

Рис. 2.30. Зависимости вероятности срыва функционирования кумулятивной системы с общим нагруженным дублированием от минимального времени выполнения задания при различных значениях оперативного времени и кратности резервирования и различных соотношениях между интенсивностями отказов и восстановления

Проведенный анализ надежности систем с временной избыточностью показывает, что системы с пополняемым резервом времени имеют некоторые особенности. При прочих равных условиях они обладают более высокими показателями надежности, чем кумулятивные системы, но зато требуют большего расхода запасных элементов для восстановления работоспособности в оперативном интервале времени и затрачивают на выполнение одного и того же задания в среднем больше времени. Несмотря на эти особенности, принципы обеспечения высокой эффективности временного резервирования в системах с пополняемым резервом те же, что и в кумулятивных системах высокая ремонтопригодность, быстрое обнаружение отказов, наличие достаточного количества запасных элементов, отсутствие вторичных последствий отказов и пр. [c.152]

При небольших заданиях характеристики надежности т-канальной системы с резервом времени такие же, как в одноканальной системе без резерва времени с обш,им ненагруженным аппаратурным резервом кратностью т—1 [62]. В частности, начальное значение частоты отказов й(0, т)=0, что выполняется во всех резервированных системах. В этом отношении рассматриваемая здесь система в большей степени похожа на системы с аппаратурным резервом, чем на одноканальную систему с резервом времени, в которой начальное значение частоты отказов ни при каких значениях резерва времени не равна нулю. [c.173]

Резерв времени - универсальный ресурс, который может иметь многоцелевое назначение и использоваться для обнаружения отказов и сбоев, информационного и технического восстановления, защиты процесса функционирования от обесценивания наработки, повторения работ после возникновения обесценивающего отказа . При выполнении этих функций резерв времени гибко сочетается с другими видами резервирования, в частности со структурным, функциональным, информационным резервированием (см, 3.1). Учитывая наличие различных источников резерва времени, можно выделить несколько разновидностей этого вида ресурса. Наиболее известными и часто используемыми источниками резерва времени являются запас производительности, запас продукции в промежуточных накопителях, запас работоспособных каналов в многоканальной системе. [c.309]

Модель Спринт [151] предназначена для оценки эффективности различных сочетаний средств регулирования многолетних неравномерностей расхода топлива с точки зрения достигаемых показателей надежности - вероятности безотказной работы системы топливоснабжения и среднего недоотпуска продукции (см. разд. 2). Поскольку в данном случае в качестве отказа рассматривается дефицит топлива в системе, эти показатели представляют собой вероятность дефицита топлива и математическое ожидание (для анализируемого периода времени) дефицита топлива. Меняя в рамках заданных ограничений состав средств резервирования, можно оценить, к каким последствиям для надежности функционирования исследуемой системы это приведет. Если затраты на создание и содержание средств резервирования выражены в стоимостной форме и имеется возможность экономической оценки последствий от ненадежной работы исследуемой системы, то оптимальный состав средств резервирования определяется путем минимизации суммы из двух величин затрат на резервирование и математического ожидания ущербов от дефицита топлива. [c.418]

Проводилось сравнение свойств рассматриваемой системы (рис. 3.20, а) с системой, у которой / = 1, с помощью выигрыша надежности по среднему времени безотказной работы, вероятности отказов и вероятности безотказной работы. Из рассмотрения рис. 3.23 следует, что при любом из принятых законов распределения времени возникновения отказов такое резервирование не дает выигрыша в надежности, если ее оценивать средним временем безотказной работы. При этом во всех случаях уменьшается среднеквадратическое отклонение времени безотказной работы. [c.192]

В справочнике обстоятельно рассмотрены большинство используемых в настоящее время моделей надежности. Априорному анализу надежности отводится сравнительно мало места. Тем, кому потребуется произвести расчет надежности сложных резервированных систем (невосстанавливаемых или с восстановлением) и решать специальные задачи резервирования, необходимо будет воспользоваться дополнительной литературой, указанной в конце первого тома. Для получения сведений о методах априорного анализа постепенных отказов, расчета вероятности невыхода за границы поля (объема) допусков совокупности параметров изделия, определяющих его работоспособность а заданном интервале времени, также придется обратиться к другим источникам. Нет в справочнике указаний на методы оптимального синтеза системы из ненадежных элементов, обладающей заданными показателями надежности. Наконец, [c.9]

Увеличение кратности аппаратурного резервирования в системе (2 2) по сравнению с системой (2 1) снижает выигрыш надежности от введения резерва времени по Тср, а при больших и по таким показателям, как вероятность срыва функционирования и интенсивность отказов. Однако при малых к(з выигрыш надежности, напротив, увеличивается G<3 —от 3/2р до 2/р, а —от 1/р до 3/2р. Интенсивность отказов при увеличении Уз растет от нуля до 2Я,, как и в системе (2 1) (рис. 5.25). Частота отказов при небольших Ua имеет один максимум в точке [c.210]

Развитие техники по важнейшим направлениям ограничивается требованиями надежности. Современные технические средства состоят из множеств взаимодействующих изделий и их составных частей. Отказ в работе хотя бы одного ответственного элемента сложной системы без резервирования может привести к нарушению работы всей системы, к браку изделий, простою оборудования, иногда к аварии, связанной с опасностью для человеческой жизни. Повышение надежности изделий является одной из важнейших народнохозяйственных задач это огромный резерв повышения эффективности использования продукции и производительности общественного труда. При недостаточной надежности машины изготовляют в большем, чем нужно количестве, что ведет к перерасходу металла, излишкам производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию. Надежность в проблеме качества имеет свою собственную меру характеристики изделия. Надежность является одним из аспектов качества, отражает свойства изделия сохранять требуемые качественные показатели в течение всего периода эксплуатации, представляет качество во времени. [c.15]

Надежность систем с временным резервированием (СВР) оценивается по результатам выполнения системой установленных заданий по энергоснабжению потребителей с заданными требованиями к количеству и качеству энергии. Задания могут быть одноэтапными, многоэтапными, бригадными, групповыми, одномерными (для одного или группы потребителей), многомерными (для нескольких потребителей, групп потребителей). Выполнение задания состоит в завершении заданного объема работ по производству и (или) транспортированию энергии или энергоресурса с установленными требованиями к качеству и ритмичности работы СВР и установленными ограничениями на время выполнения всех работ и отдельных этапов. Отказ СВР - событие, заключающееся в нарушении функционирования, обусловленном нарушением работоспособности (полном или частичном), имеющим недопустимые последствия. Таким образом, отказ СВР - событие, приводящее немедленно или с некоторой за- [c.204]

Формулы (5.13), (5.14) и 5.15) позволяют записать алгоритм определения случайного времени безотказной работы T s и случайного времени восстановления Tb s системы с общим резервированием с целой кратностью т при нагруженном резервен ремонте элементов до и после момента отказа системы в целом следующим образом [c.354]

В многофазной системе при раздельном временном резервировании отказ есть событие, заключающееся в нарушении ее работоспособности, поскольку время выполнения задания в этом случае не увеличивается по сравнению с минимальным временем, затрачиваемым системой без резерва времени. И только при общем резервировании допускаются перерывы в работе, В этом случае цризнаки срыва задания формируют так же, как и в однофазных системах, опираясь на статистику простоев за время функционирования. [c.9]

Из приведенных в данной главе аналитических формул, числовых данных и примеров видно, что кумулятивные системы с необесценивающими отказами, допускающие перерывы в работе для восстановления работоспособности, при введении резерва времени обладают высокими показателями надежности, причем для достижения таких показателей вовсе не требуется большого резервного времени. Как правило, оно составляет лишь единицы, а иногда даже и доли процентов от основного. Однако, как и при других видах избыточности, улучшение надежности не происходит даром уменьшается реальная производительность системы, усложняются алгоритмы функционирования, а иногда и структура системы, предъявляются повышенные требования к ремонтному персоналу н всей системе обслуживания. Тем не менее временное резервирование может быть полезным в технических системах и успешно применяться вместо аппаратурного резервирования и других методов повы- шения надежности или в комбинации с ними. [c.79]

В заключение отметим, что в реальных системах не всегда удается обеспечить такие благоприятные условия использования резерва вре-.мени, которые рассматривались в гл. 2. Из-за особенностей алгоритмов функционирования и неидеальности контроля работоспособности происходят дополнительные потери рабочего времени системы в связи с обесцениванием работ при отказе и появлением периодов необнаруженного отказа. Проведенный анализ надежности показывает, что эти факторы могут значительно снизить эффективность временного резервирования. Поэтому приходится принимать специальные меры по защите системы от так называемых вторичных последствий отказов, связанные с вмешательством не только в структуру, но и в алгоритмы функционирования системы. Необходимость таких мер свидетельствует [c.111]

Следует, однако, отметить, что при организации работ в многоканальных системах приходится решать ряд сложных технических задач, связанных с взаимодействием и взаимозаменяемостью каналов, распределением общего задания между каналами, обеспечением независимости отказов и возможности проведения ремонта отказавшего канала без остановки работы остальных и т. д. Из-за трудностей, возникающих при решении этих задач, не всегда удается обеспечить высокую эффективность временного резервирования. И тогда для повышения реальной производительности иногда оказывается целесообразным перевести часть работающих каналов в резерв и снизить номинальную производительность системы, но сохранить ресурс надежности. В некоторых же случаях полезно использовать комбинированный резерв, устанавливая одновременно и дополнительные рабочие каналы для создания запаса производительиости, и резервные каналы. Поэтому выбор структуры для многоканальной системы приобретает особое значение. [c.236]

Из графиков на рис. 6.3 видно, что внутренний резерв времени входного устройства, создаваемый благодаря накопителю, существенно уменьшает влияние этого устройства на вероятность безотказного функционирования системы, в особенности при больших Xii 3. Имея сравнительно небольшой запас производительности, в быстро восстанавливаемой системе можно обеспечить некоторый гарантированный уровень вероятности Qiita, а). Так, при Xi/fi = 0,001 запас в Ъ% позволяет удерживать вероятность срыва функционирования пз-за отказа временном резервировании увеличение задания неизменно приводило к уменьшению вероятности безотказного функционирования до нуля. Появление [c.242]

В качестве количественной меры такой оценки примем отношение количественных характеристик надежности резервированных систем к количественным характеристикам надежности нерезервированных систем. Это отношение назовем выигрышем надежности [28] и обозначим G. Для исследуемой системы (рис. 3.6) на основании количественных характеристик надежности рассчитаны и изображены на рис. 3.11—3.13 соответственно выигрыш надежности по среднему времени безотказной работы Gt p= Т ср.с/7 ср.о. среднеквадратическому отклонению времени безотказной работы = Ос/оо, вероятности отказов Gq = Q lQo и вероятности безотказной работы Gp = Рс/Ро (индекс с или О означает, что характеристика относится соответственно либо к резервированной либо к нерезервированной системе). [c.166]

При больших значениях t увеличение кратности резервирования не приводит к существенному повышению надежности, за исключением нормального закона распределения времени возникновения отказов (рис. 3.13,6). Так, например, двукратное резервирование позволяет уменьшить вероятность отказа в случае равномерного закона распределения времени возникновения отказов при = 0,1 в 40 раз, а при / = 0,6 — в 1,5 раза, что по сравнению с нагрул<енным резервом больше соответственно в 6,2 раза и в 1,44 раза в случае нормального закона при / = 0,75 и / =1 (рис, 3.13,6) можно полагать, что система рис. 3.6 идеально надежна, что по сравнению с нагруженным резервом дает огромный выигрыш в случае экспоненциального закона при / = 0,1 вероятность отказа уменьшается в 25 раз, а при /=0,6 — в 1,66 раза, что по сравнению с нагруженным резервом больше соответственно в 5 раз и в 1,5 раза, и, наконец, в случае релеевского закона при t = 0,2 можно полагать исследуемую систему абсолютно надежной, а прп / = 06 вероятность отказов уменьшается в 5,5 раза, что по сравнению о нагрул<енным резервом дает весьма зиач 1. ль-ный выигрыш. Из рассмотрения рис. 3.13 видно, что так же, как и в случае нагруженного резерва, при не-нагруженном резерве выигрыш надежности по вероятности безотказной работы монотонно возрастает. Следовательно, подобное резервирование с этой точки зрения весьма целесообразно. [c.171]

Согласно формуле (5.7.8) при кратноста резервирования не более 1/(т—1) частота отказов с ростом Wg изменяется по экспоненциальному закону с те.м же параметром тХ, что и в системе без резерва времени. Поскольку начальное значение этой экспоненты при /з = 0 больше тК, частота отказов расс.матриваемой системы при ta> (т—1)/ больше, чем в системе без избыточности, хотя вероятность срыва функционирования при тех же 4 оказывается все-таки меньше за счет более медленного роста Q t3, /и) при ta< Частота отказов является непрерывной функцией во всех точках, кроме U= т—1) и. В этом можно убедиться, если в сумме (5.7.7) сначала взять одно слагаемое, соответствующее А = 0, а затем два слагаемых, соответствующих = 0 и 1, и в обоих выражениях устремить /з к (т— )/ Выясняется, что а 1з, /и) имеет положительный скачок, равный Aa = a[ m— )tyi + Q, / ]— —а[ т—1)/и—О, /и] = /пЯехр(—miWa). Это свойство в двух- и трехканальной системах было замечено еще в 5.4. [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...