Случайные величины и их характеристики
- Распределение ресурса R. Отношение Rmax / Rmin = 10…15
Rmin<= Ri<= Rmax – диапазон изменения случайно величины
Чем меньше Rmax / Rmin – тем стабильнее работа
1. Зависимость F(x) = p(Ri<x), где Ri – произвольная случайная величина ресурса, x – число из промежутка Rmin; Rmax, называется функцией распределения или функцией вероятности случайной величины.
2. Плотность распределения случайной величины характеризует частоту повторения данного значения случайной величины.
1. Математическое ожидание
2. Медиана
3. Мода
3. Медиана – значение случайной величины с вероятностью 0.5. Медиана характеризует расположение центра группирования случайной величины.
4. Мода – наиболее вероятное значение случайной величины, или то ее значение, при котором плотность вероятности максимальна.
5. Математическое ожидание (Mx) соответствует среднему значению случайной величины
6. Дисперсия (Dx) – математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от ее математического ожидания.
7. Среднее квадратическое отклонение: 
8. Коэффициент вариации: Vx = Sx / Mx
7. Общие зависимости в теории надежности.
Принято разделять зависимости на чисто вероятностные зависимости и на статические.
Статические зависимости используются с базированием на эксперимент и представлены в дискретных числах. Статические характеристики называют оценками. Используют их для оценки состояния испытуемого объекта.
|
|
|
Вероятностные зависимости предполагают использование таблиц и априорное принятие того или иного закона изменения случайной величины. Вероятностные характеристики опираются на непрерывные функции и используются для прогнозирования поведения объекта.
Пусть испытано значительное число N одинаковых элементов в течение времени t. К концу испытаний осталось Np работоспособных (не отказавших) элементов и n отказавших.
1. Тогда относительное количество отказов: Q(t)=n/N
2. Вероятность безотказной работы оценивается относительным количеством работоспособных элементов: P(t)=Np/N=1-n/N
3. Распределение отказов по времени характеризуется функцией плотности распределения f(t) наработки до отказа:
В вероятностной постановке: f(t)=dQ(t)/dt
В статической постановке: f(t)=∆n/N∆t=∆Q(t)/∆t
∆n и ∆Q(t) – приращение числа отказавших объектов и соответственно вероятности отказов за время ∆t.
С использованием функции плотности f(t):
Вероятности отказов и безотказной работы:
4. Интенсивность отказов λ(t) определяется по отношению к числу объектов Np, оставшихся работоспособными, а не к общему числу объектов.
В вероятностной трактовке: λ(t)=f(t)/P(t)
В статической трактовке: λ(t)=∆n/Np∆t
|
|
|
Плотность вероятности отказов относится к первоначальному числу элементов, а интенсивность отказов – к числу исправных.
Вероятность безотказной работы через интенсивность отказов:
lnP(t)= 
8. Надежность в период эксплуатации
- График эксплуатации системы
- График потока отказов
Изменение надежности в период эксплуатации 
- Кривая интенсивности отказов.
I – процесс приработки (tпр – время приработки)
II – период нормальной эксплуатации
III – период катастрофических отказов
Надежности систем
Вероятность безотказной работы простейшей системы.
Схема последней системы: 
Вероятность безотказной работы системы для любого произвольно взятого промежутка времени: 
– вероятности безотказной системы за время 
и 
соответственно.
– условная вероятность безотказной работы за время 
.
10 Надежность систем с резервированием
Резервирование – это применение резервных (дополнительных) средств с целью обеспечения работоспособности объектам.
Резервные средства:
Резервные элементы (включенные в структуру объекта)
Резервные возможности выполняются элементом системы ряда функций
|
|
|
Резервные возможности выполнения заданных функций
Резервы времени, выделяемые на выполнение заданной функции
Резерв информации, применяемый для восстановления используемой информации в случае её искажения или потери.
Виды резерва
Временное резервирование – резервирование с выделением резервного времени на выполнение заданной функции (или постановленной задачи)
Функциональное резервирование – используется способность элементов выполнять дополнительные функции, а также выполнять заданную функцию дополнительными средствами. При функции резервирования эффективность системы в основном и резервных режимах работы, как правило, существенно отличается.
Структурное резервирование:
- Общее резервирование – резервируется весь объект в целом.
- Раздельное резервирование – резервируется отдельная часть.
- Постоянное резервирование – резервные элементы участвуют в функционировании объекта наравне с основным
- Динамическое резервирование – резервирование с перестройкой структуры объекта при отказе какого-либо элемента.
- Резервирование замещением – резервирование, при котором функции основного элемента передаются резервного в случае отказа основного (при помощи переключателя)
|
|
|
- Скользящее резервирование – резервирование, при котором группа основных элементов может замещаться одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой отказавший основной элемент.
11. Экономические аспекты надежности
Оценка уровня надежности и необходимость повышения ее уровня должна решаться с экономических позиций.
Если затраты будут столь высоки, что эффект от повышенной надежности машины не возместит их, то и суммарный результат от проведенных мероприятий будет отрицательным.
Как правило, имеется несколько вариантов мероприятий по повышению работоспособности машины и изменению её конструкции: это использование более качественных материалов, применение той или иной системы ремонта и технического обслуживания и так далее.
Поэтому, при выборе вариантов достижения требуемого уровня надежности, необходимо исходить из получения наибольшего суммарного экономического эффекта с учетом затрат в сферах производства и эксплуатации агрегата.
В общем случае изменение во времени суммарного экономического эффекта определяется двумя основными факторами:
С одной стороны учитываются затраты на изготовление 
нового агрегата (сюда входят затраты на проектирование, изготовление, испытание и так далее) и затраты на эксплуатацию , включая техническое обслуживание, ремонт, профилактические мероприятия и так далее.
12. Пути повышения надежности техники на стадии проектирования
Задача повышения надежности является комплексной задачей. Она подчиняется формуле: надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении, поддерживается при эксплуатации. Надёжность объектов определяется уравнением проектирования, технологий изготовления, условий эксплуатации.
На стадии проектирования:
- Выбор рациональной конструкционной системы, обеспечивающей преемственность, отвечала бы служебному положению, экономичность изготовления.
- Проектирование деталей и узлов на заданную долговечность с учётом требуемого уровня риска (вероятности безотказной работы)
- Обеспечение ремонтопригодности конструкции (доступ осмотра деталей, своевременность обнаружения неисправностей)
- Совершенствование методов расчётов, рациональный выбор коэффициентов запаса прочности
- Обеспечение сохраняемости конструкций
- Экспериментальная проверка надёжности (испытания на надёжность) и доводка конструкций
Эффективные приемы, используемые конструкторами для обеспечения высокой надежности, являются:
- Уменьшение действующих динамических нагрузок
- Использование прогрессивных материалов
- Обеспечение условий равнопрочности деталей и частей конструкции
- Создание конструкции с регулируемыми и быстросъемными элементами
- Повышение циклической прочности деталей путём обязательных расчётов на долговечность
- Широкое использование упрочняющих и отделочных операций.
13. Пути повышения надежности техники на стадии производства
Следует отметить меры организационно-технического характера:
- Надлежащая постановка службы технического контроля
- Культура производства. Культура производства включает в себя:
- Степень современности и прогрессивности технологии обработки материалов и сборки изделий
- Уровень технологической дисциплины
- Степень автоматизации и механизации технологических процессов (позволяет стабилизировать процесс)
- Повышение точности изготовления деталей и узлов
- Порядок и чистота на рабочем месте
Кроме того, требуется систематическое внедрение(применение) новой техники и технологии, научной организации и правления производством.
14. Пути повышения надежности техники при эксплуатации
- Соблюдение режимов работы, сроков проведения технического обслуживания и ремонтов
- Качество и своевременность смазки механизмов, как важнейшая профилактическая операция.
- Диагностирование деталей и составных частей с целью оценки технического состояния и остаточного ресурса.
- Обеспечение качества ремонта
- Повышение квалификации обслуживающего и ремонтного персонала
- Использование современной монтажно-демонтажной оснастки при ремонте.
15. Назначение технического обслуживания и ремонта
- Сохранение и восстановление надлежащего технического состояния подвижного состава обеспечиваются путем его технического обслуживания и ремонта.
- Назначением технического обслуживания является: поддержание исправности, готовности к работе и хорошего внешнего вида подвижного состава; уменьшение интенсивности изнашивания его деталей, предупреждение неисправностей и продление срока службы до ремонта; выявление возникших неисправностей с целью своевременного их устранения.
- Работы технического обслуживания выполняются в строго обязательном порядке, т.е. принудительно по совершении автомобилем (прицепом, полуприцепом) определенного пробега.
- Виды технического обслуживания (ежедневное обслуживание ЕО, первое техническое обслуживание ТО-1 и др.), перечни выполняемых при каждом виде обслуживания операций, периодичность (по пробегу) проведения обслуживания, а также нормативы его трудоемкости для целей планирования устанавливаются действующим положением, определяющим порядок технического обслуживания и ремонта подвижного состава автомобильного транспорта.
- Назначение ремонта заключается в устранении возникших у подвижного состава неисправностей.
- Виды ремонта (текущий и капитальный), их характеристика и нормативы (для целей планирования) устанавливаются действующим положением, определяющим порядок технического обслуживания и ремонта подвижного состава.
16. Система технического обслуживания и ремонта
Система технического обслуживания и ремонта (ТОиР) – это комплекс организационных и технологических мероприятий по обслуживанию и ремонту оборудования.
Система ТОиР включает планирование, подготовку, реализацию технического обслуживания и ремонта с заданными последовательностью и периодичностью. Для этих целей в системе ТОиР приведены нормативы продолжительности межремонтных периодов, ремонтных циклов, простоев и трудоемкости в ремонте (техническом обслуживании) оборудования и технологических агрегатов, примерное содержание ремонтных работ отдельных видов оборудования, даны указания по организации его ремонта и технического обслуживания.
Система ТОиР призвана обеспечить:
1) поддержание оборудования в работоспособном состоянии и предотвращение неожиданного выхода его из строя;
2) правильную организацию технического обслуживания и ремонта оборудования;
3) увеличение коэффициента технического использования оборудования за счет повышения качества технического обслуживания и ремонта, и уменьшения простоя в ремонте;
4) возможность выполнения ремонтных работ по графику, согласованному с планом производства;
5) своевременную подготовку необходимых запасных частей и материалов.
В основу Системы ТОиР положено сочетание технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов.
В зависимости от значимости оборудования в технологическом процессе планово-предупредительный ремонт может проводиться по методу планово-периодического ремонта (в установленные сроки) и ремонта по техническому состоянию (послеосмотровый метод).
17. Структура ремонтного цикла
Ремонтный цикл (Цр)- повторяющаяся совокупность различных видов планового ремонта, выполняемых в предусмотренной последовательности через установленные равные числа часов оперативного времени работы оборудования.
Структура ремонтного цикла - это порядок чередования ремонтов и осмотров, зависящих от типа оборудования, степени его загрузки, возраста, конструктивных особенностей и условий эксплуатации.
КР1-КР2 – Ремонтный цикл. Считается, что во время КР полностью восстанавливается надежность оборудования
| КР1 |
| КР2 |
| ТО1 |
| ТО2 |
18. Стратегии технического обслуживания и ремонта
Стратегия 1: проводятся только плановые ТОиР, моменты проведения операций ТОиР определяются значениями наработки или интервалы времени от начала эксплуатации или от предыдущего ТОиР. При возникновении отказа или возникновения необходимости проведения ТОиР откладываются до плановых работ.
Стратегия 2: Проводятся только неплановые ТОиР, моменты проведения ТОиР определяются моментом наступления отказа или поступления диагностического сигнала о необходимости проведения ТОиР
Стратегия 3: Смешанная стратегия, сочетающая плановые и неплановые виды стратегий. ТОиР проводится в плановые сроки, а так же при наступлении отказа.
Стратегия 4: По фактическому состоянию. Планирование проведения ТОиР с периодичностью. Решение о проведении ТОиР принимаются по результатам проверки. Некоторые виды работ могут быть исключены или время проведения ТОиР может быть изменено.
19. Надежность программного обеспечения.
Надежность программного обеспечения есть вероятность его работы без отказов в течение определенного периода времени, рассчитанная с учетом стоимости для пользователя каждого отказа.Слово «вероятность» в определении по существу означает вероятность того, что пользователь не введет в систему некоторый конкретный набор данных, выводящий систему из строя.
Надежность также не является внутренним свойством программы. Она во многом связана с тем, как программа используется.
Надежность программного обеспечения существенно отличается от надежности аппаратуры. Программы не изнашиваются, поломка программы невозможна. Таким образом, надежность программного обеспечения — есть следствие исключения ошибок проектирования, т.е. ошибок, внесенных в процессе разработки программного обеспечения.
Надежность является составной частью более общего понятия — качества. Качественная программа, например, не только надежна, но и компактна, совместима с другими программами, эффективна, удобна в сопровождении, вполне понятна. Можно добавить: программа должна быть разработана в срок и в пределах бюджетной стоимости.
Среди прочих характеристик качества программ надежность стоит на первом месте, и поэтому дальнейшие вопросы разработки программного обеспечения рассматриваются через призму надежности.
Отказ программного обеспечения — это проявление ошибки в нем. Слово «разумно» употреблено в определении для того, чтобы исключить ситуации, когда, например, к терминалу информационно-поисковой системы публичной библиотеки подходит человек и просит определить объем своего вклада в местном банке.
Ошибки в программном обеспечении не являются внутренним его свойством. Это значит, что, как бы долго и пристально не разглядывали (или тестировали, или доказывали) программу, никогда не получится найти в ней все ошибки. Можно обнаружить лишь некоторые ошибки.
Зависимости стоимости и вероятности обнаружения и исправления ошибок от времени проектирования программного обеспечения
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 478; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!