 |
Системы с резервированием. Общие понятия
|
|
|
|
Работоспособность систем без резервирования требует работоспособности всех элементов системы. В сложных технических устройствах без резервирования никогда не удается достичь высокой надежности даже, если использовать элементы с высокими показателями безотказности.
Система с резервированием – это система с избыточностью элементов, т. е. с резервными составляющими, избыточными по отношению к минимально необходимой (основной) структуре и выполняющими те же функции, что и основные элементы.
В системах с резервированием работоспособность обеспечивается до тех пор, пока для замены отказавших основных элементов имеются в наличии резервные.
Структурное резервирование может быть:
По виду резервирование подразделяют на:
- пассивное (нагруженное) – резервные элементы функционируют наравне с основными (постоянно включены в работу);
- активное (ненагруженное) – резервные элементы вводятся в работу только после отказа основных элементов (резервирование замещением).
При нагруженном резервировании резервные элементы расходуют свой ресурс, имеют одинаковое распределение наработок до отказа и интенсивность отказов основных 
о и резервных н элементов одинакова ( о = н).
При нагруженном резервировании различие между основными и резервными элементами часто условное. Для обеспечения нормальной работы (сохранения работоспособности) необходимо, чтобы число работоспособных элементов не становилось меньше минимально необходимого.
Разновидностью нагруженного резервирования является резервирование с облегченным резервом, т. е. резервные элементы также находятся под нагрузкой, но меньшей, чем основные. Интенсивность отказов резервных элементов об ниже, чем у основных о, т. е. о > об.
|
|
|
При нагруженном резервировании резервные элементы не подвергаются нагрузке, их показатели надежности не изменяются и они не могут отказать за время нахождения в резерве, т. е. интенсивность отказов резервных элементов х = 0.
Примеры ненагруженного резервирования:
Резервные элементы включаются в работу только после отказа основных элементов. Переключение производится вручную или автоматически (автоматически – включение резервных машин и элементов в энергетике, в бортовых сетях судов и самолетов и т. д.; вручную – замена инструмента или оснастки при производстве, включение эскалаторов в метро в часы «пик» и т. д.).
Разновидностью ненагруженного резервирования является скользящее резервирование, когда один и тот же резервный элемент может быть использован для замены любого из элементов основной системы.
Если рассмотреть два характерных вида резервирования:
то очевидно, что при равенстве числа основных и резервных элементов ненагруженный резерв обеспечивает большую надежность. Но это справедливо только тогда, когда перевод резервного элемента в работу происходит абсолютно надежно (т. е. ВБР переключателя должна быть равна 1,0). Выполнение этого условия связано со значительными техническими трудностями или является иногда нецелесообразным по экономическим или техническим причинам.
Обозначим:
n – число однотипных элементов в системе;
r – число элементов, необходимых для функционирования системы.
Кратность резервирования – это соотношение между общим числом однотипных элементов и элементов, необходимых для работы системы:
k = (n - r)/r.
Кратность резервирования может быть целой, если r = 1, или дробной, если r > 1.
Например:
| r = 1, k = (3 - 1)/1 = 2. |
Контрольные вопросы:
|
|
|
1. Основные цели и задачи расчета показателей надежности систем?
2. Определите состав рассчитываемых показателей безотказности системы?
3. Перечислите и поясните основные этапы расчета надежности систем?
4. Что такое структура надежности?
5. Что такое математическая модель расчета надежности?
6. Какие виды резервирования существуют. В чем отличие нагруженного и ненагруженного резервирования?
7. Что такое кратность резервирования и в чем отличие целой и дробной кратности?
Лекция 9
|
|
|
