Способы структурного резервирования
По способу подключения резервных элементов и устройств различают следующие способы резервирования:
- резервирование раздельное (поэлементное) с постоянным включением резервных
элементов. Такое резервирование возможно тогда, когда подключение резервного лемента несущественно изменяет рабочий режим устройства. Достоинство – постоянная готовность резервного элемента, отсутствие затраты времени на переключение. Недостаток – резервный элемент расходует свой ресурс так же, как основной элемент.
- резервирование раздельное с замещением отказавшего элемента одним резервным элементом. Это такой способ резервирования, при котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы. В этом случае резервный элемент находится в разной степени готовности к замене основного элемента. Достоинство этого способа в том, что
резервный элемент сохраняет свой рабочий ресурс, либо может быть использован для выполнения самостоятельной задачи. Рабочий режим основного устройства не искажается.
Недостаток способа в том, что необходимость затрачивать время на подключение резервного элемента. Резервных элементов может быть меньше, чем основных.Отношение числа резервных элементов к числу резервируемых называется кратностью резервирования m. При резервировании с целой кратностью величина m есть целое число, при резервировании с дробной кратностью величина m есть дробное несокращаемое число. Так, m = 4/2 означает наличие резервирования с дробной кратностью, при котором число резервных элементов равно четырем, число основных — двум, а общее число элементов равно шести. Сокращать дробь нельзя, так как если m = 4/2 = 2/1, то это означает, что имеет место резервирование с целой кратностью, при котором число резервныхэлементов равно двум, а общее число элементов равно трем.
|
|
|
При включении резерва по способу замещения резервные элементы до момента включения в работу могут находиться в трех состояниях: нагруженном резерве; облегченном резерве; ненагруженном резерве.Нагруженный резерв – резервный элемент, находящийся в том же режиме, что и основной. Облегченный резерв – резервный элемент, находящийся в менее нагруженном режиме, чем основной. Ненагруженный резерв – резервный элемент, практически не несущий нагрузок.
В случае обшего резервирование с постоянным подключением или с замещением резервируется объект в целом, а в качестве резервного – используется аналогичное сложное устройство. Этот способ менее экономен, чем раздельное резервирование. При отказе, например, первого основного элемента возникает необходимость подключать всю логическую резервную цепочку.
|
|
|
Мажоритарное резервирование мажоритарное («голосование» n из m элементов) основао на применении дополнительного элемента – его называют мажоритарный, или логический, или кворум-элемент. Он позволяет вести сравнение сигналов, поступающих от элементов, выполняющих одну и ту же функцию. Если результаты совпадают, тогда они передаются на выход устройства. Главное достоинство этого способа — обеспечение повышения надежности при любых видах отказов работающих элементов. Любой вид одиночного отказа элемента не окажет
влияния на выходной результат.
Анализ надежности систем при множественных отказах
Рассмотрим метод анализа надежности нагруженных элементов в случае сатистически независимых и зависимых (множественных) отказов. Следует заметить, что этот метод может быть применен и в случае других моделе и распределений вероятностей. При разработке этого метода предполагается, что для каждого элемента системы существует некоторая вероятность появления множественных отказов. Как известно, множественные отказы действительно существуют, и для их учета в соответствующие формулы вводится параметр . Этот параметр может быть определен на основе опыта эксплуатации резервированных систем или оборудования и представляет собой долю отказов, вызываемых общей причиной. Другими словами, параметр можно рассматривать как точечную оценку вероятности того, что отказ некоторого элемента относится к числу множественных отказов. При этом можно считать, что интенсивность отказов элемента имеет две взаимоисключающие составляющие, т.е. λ = λ1 + λ2 , где λ1– постоянная интенсивность статистически независимых отказов элемента; λ2 – интенсивность множественных отказов резервированной системы или элемента. Поскольку α = λ2 / λ, то λ2 = α / λ,
|
|
|
и следовательно, λ1 = (1 − α)λ. Приведем формулы и зависимости для вероятности безотказной работы, интенсивности отказов и средней наработки на отказ в случае систем с параллельным и последовательным соединением элементов, а также систем с k исправными элементами из п и систем, элементы которых соединены по мостиковой схеме.
Система с параллельным соединением элементов – обычная параллельная схема, к которой последовательно подсоединен один элемент. Параллельная часть (I) схемы отображает независимые отказы в любой системе из n элементов, а последовательно соединенный элемент (II) – все множественные отказы системы. Гипотетический элемент, характеризуемый определенной вероятностью появления множественного отказа, последовательно соединен с элементами, которые характеризуются независимыми отказами. Отказ гипотетического последовательно соединенного элемента (т. е. множественный отказ) приводит к отказу всей системы. Предполагается, что все множественные отказы полностью взаимосвязаны. Вероятность безотказной работы такой системы определяется как
|
|
|
Rр = {1 – (1 – R1)n}R2,
где n – число одинаковых элементов; R1 – вероятность безотказной работы элементов, обусловленная независимыми отказами; R2 – вероятность безотказной работы системы, обусловленная множественными отказами.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 501; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!