Надежность, эргономика и качество АСОИУ (47689)

Посмотреть архив целиком

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Российский химико-технологический

университет имени Д.И. Менделеева»

Новомосковский институт (филиал)

Кафедра

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ








Предмет: «Надежность, эргономика и качество АСОИУ»


Расчетное задание

Вариант 39





Студент: Девяткин Е. А.

Группа: АС-05-1

Преподаватель: Прохоров В. С.





Новомосковск 2009 г.



1 Задание


По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы и значениям интенсивностей отказов ее элементов требуется:

1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 - 0.2.

2. Определить - процентную наработку технической системы.

3. Обеспечить увеличение - процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:

а) повышения надежности элементов;

б) структурного резервирования элементов системы.

Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов). Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов. Переключатели при резервировании считаются идеальными.

На схемах обведенные пунктиром m элементов являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей.




,

Интенсивности отказов элементов,  , x10-6 1/ч

вар.

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

39

90

8.0

3.0

5.0

2.0


2 Расчетная часть


Расчет начинаем с упрощения исходной схемы.

Элементы 1-2 и 3-4 соединены параллельно. Заменяем 1-2 на элемент A, а 3-4 на элемент B.


Рисунок 2.1 – Преобразованная схема


По условию, интенсивности отказов элементов 1-4 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы каждой пары элементов одинакова.



Элементы 5-9, 6-10, 7-11, 8-12 соединены последовательно. Заменяем их на элементы C, D, E и F.

Рисунок 2.2 – Преобразованная схема



Интенсивности отказов элементов 5-8 и 9-12 соответственно равны. Значит, что для каждого из этих последовательных соединений вероятность безотказной работы одинакова:



Элементы C-D, E-F соединены параллельно. Заменяем их элементами G и H.


Рисунок 2.3 – Преобразованная схема


Вероятность их безотказной работы одинакова и равна:



Заменяем оставшиеся элементы 13, 14 и 15 на элемент I:


Рисунок 2.4 – Преобразованная схема


Элементы 13,14 и 15 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих элементов равна. Следовательно, для определения вероятности безотказной работы можно воспользоваться комбинаторным методом:


Элементы A, B, G, H и I образуют мостиковую схему (рис. 2.4). Вероятность ее безотказной работы определяется по теореме разложения:



Учитывая, что pA=pB и pG=pH, получаем:



Согласно расчетам в Microsoft Excel и исходным данным наименее надежными элементами являются 1-4 и 9-12.

Наработку необходимо увеличить с γ=0,07973805*106 ч. до 0,119607075*106 ч.

Повышение надежности системы можно провести двумя способами:

  1. Заменой малонадежных элементов на более надежные.

  2. Структурным резервированием элементов.

Первый способ

Заменяем элементы 1-4, имеющие λ=8*10-6 1/ч, на элементы с λ=4*10-6 1/ч; элементы 9-12 с λ=5*10-6 1/ч на элементы с λ=3*10-6 1/ч. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,7199967 до 0,9061834.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:


Рисунок 2.5 – Система с резервированием


При этом увеличивается вероятность безотказной работы каждого из квазиэлементов A, B, G и H. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,7199967 до 0,9235133.

Расчет вероятности безотказной работы системы















Элемент

i

Наработка t, x 106 ч

x10-6 ч-1

0,01

0,045

0,08

0,115

0,15

0,185

0,22

0,255

0,0797381

0,1196071

Исходная система

1, 2, 3, 4

8

0,9231163

0,6976763

0,5272924

0,398519

0,3011942

0,2276377

0,1720449

0,1300287

0,5283986

0,3840984

5, 6, 7, 8

3

0,9704455

0,8737159

0,7866279

0,7082204

0,6376282

0,5740723

0,5168513

0,4653339

0,7872463

0,6984992

9, 10, 11, 12

5

0,9512294

0,7985162

0,67032

0,5627049

0,4723666

0,3965314

0,3328711

0,279431

0,6711986

0,5498909

13, 14, 15

2

0,9801987

0,9139312

0,8521438

0,7945336

0,7408182

0,6907343

0,6440364

0,6004956

0,8525903

0,7872463

A, B

-

0,9940889

0,9086004

0,7765476

0,6382207

0,5116705

0,4034565

0,3144903

0,24315

0,7775921

0,6206652

C, D, E, F

-

0,9231163

0,6976763

0,5272924

0,398519

0,3011942

0,2276377

0,1720449

0,1300287

0,5283986

0,3840984

G, H

-

0,9940889

0,9086004

0,7765476

0,6382207

0,5116705

0,4034565

0,3144903

0,24315

0,7775921

0,6206652

I

-

0,9988393

0,9790516

0,9408803

0,8906988

0,8332956

0,7722238

0,7100781

0,6487135

0,9412175

0,8834678

P

 

0,99993

0,9830731

0,899071

0,7437079

0,5591191

0,3885224

0,2540314

0,1586875

0,9

0,7199967

Повышение надежности заменой малонадежных элементов

(1, 2, 3, 4)'

4

0,9607894

0,8352702

0,726149

0,6312836

0,5488116

0,4771139

0,4147829

0,3605949

0,7269103

0,6197567

(9, 10, 11, 12)'

3

0,9704455

0,8737159

0,7866279

0,7082204

0,6376282

0,5740723

0,5168513

0,4653339

0,7872463

0,6984992

(A, B)'

-

0,9984625

0,9728641

0,9250057

0,8640483

0,7964291

0,7265901

0,657521

0,5911612

0,925422

0,855415

(C, D, E, F)'

-

0,9417645

0,7633795

0,6187834

0,5015761

0,4065697

0,329559

0,2671353

0,2165357

0,6197567

0,4879012

(G, H)'

-

0,9966086

0,9440107

0,8546739

0,7515736

0,6478404

0,5505088

0,4629093

0,3861836

0,855415

0,7377548

P'

 

0,9999861

0,9960727

0,9723562

0,9161476

0,8273495

0,7159142

0,5956128

0,4788057

0,9726461

0,9061834

Повышение надежности с помощью резервирования элементов

(A, B)''

-

0,9995455

0,9723677

0,8943723

0,7823966

0,6587525

0,5392523

0,4324287

0,3415622

0,8951121

0,7663671

(G, H)''

-

0,9998025

0,9867518

0,9445993

0,8761783

0,7910178

0,6986427

0,6063852

0,5190968

0,9450225

0,8657045

P''

 

0,9999998

0,9990464

0,9852233

0,9340052

0,8325726

0,6923442

0,5388721

0,3960116

0,9854358

0,9235133


Случайные файлы

Файл
48069.rtf
35094.rtf
101667.rtf
37022.rtf
23275.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.