Виды соединения элементов.

1) Независимое функционирование элементов

Каждый из nэлементов выполняет свою функцию независимо от работы других элементов, т.е. содержитnузлов высшего иnузлов низшего ранга.

2) Последовательное соединение элементов.

Все элементы участвуют в выполнении некоторых функций и каждый из них необходим.

n+ 1 – м узлом включается реализуемая функция.

3) Параллельное соединение элементов

В надёжностном смысле функция выполняется если в работоспособном состоянии находится хотя бы 1 из nэлементов системы.

В случае, когда рассматриваемая структура не входит в состав более сложной системы и функционирует самостоятельно, граф дополняют n+1 узлом высшего ранга, предполагая, что этот узел абсолютно надёжен.

4)Двухфункциональная система.

Включает в себя два элемента и две функции, причём в выполнении одной из них участвует оба элемента, а другой только один.

Эта система отображается графом, в которой одному узлу (1) соответствует два узла (1₁и 1₂), причём только один из них 1₂имеет высший ранг. При анализе надёжности данной системы понимается, что узлы. Соответствующие одному и тому же элементу имеют не только одинаковые надёжностные характеристики (распределения случайных величин), но и реализации этих случайных величин.

5. Мажоритарная система («2 из 3»).

Трёхэлементная система, выполняющая одну функцию и сохраняющая работоспособность при работоспособности любых 2-х элементов.

6. Мостиковые системы.

Широко распространены в системах энергетики. Легко вписываются в графы НФС.

С помощью всех перечисленных структур может быть описана любая система. Графы НФС отображают лишь надёжностные свойства структур в отношении выполняемых ими функций. На базе графов НФС могут строится графические отображения свойств сложных многофункциональных систем в отношении их эффективности. Эффективность некоторой функции в течении фиксированного интервала времени как правило пропорциональна его длительности. Поэтому введём понятие удельной эффективности i-й функцииe_i, тогда эффективность всей системы:

Е_i=Σy_it e_i(3.11)

y_it– двоичная переменная, принимающая значение единицы, если в моментti-я функция выполняется и 0 – в противном случае.

Уравнение (3.11) справедливо только в тех случаях, когда показатели эффективности, используемые в системе, допускают суммирование (экономические системы).

e_i(i=1,…,m) – надёжностно эффективная схема системы (НЭС).

3.3. Характеристики и показатели надёжности асу.

Характерные особенности АСУ:

1. Имеют, как правило, сложные и избыточные структуры, следовательно, сложную форму распределений времени безотказной работы, которые сложно сводить к одно и двух параметрическим математическим моделям.

2. Являются сложными многоканальными и многофункциональными изделиями. При этом роль отдельных функций в общей задаче АСУ может быть различной.

3. Для некоторых изделий существенна общая (интегральная) эффективность в некотором интервале времени.

4. Их интегральная эффективность может рассматриваться как сумма эффективностей всех выполняемых ими функций.

5. Они рассчитываются на длительное функционирование, в течении которого возможны многократные отказы и восстановления или замены практически всех компонентов системы.

Безотказностьопределяется способностью системы сохранять работоспособность в эксплуатационных условиях в течение заданного времени без вынужденных (внеплановых) перерывов.

Ремонтопригодность– характеризует приспособленность системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказов. Это свойство является важным для АСУ, рассчитанных на длительное использование с многократным восстановлением работоспособности при возможных отказах.

Долговечность– характеризует свойство системы сохранять работоспособность до предельного состояния.

Долговечность АСУ определяется факторами морального старения и, следовательно, очень мало зависит от разработчика. Она определяется закладываемыми в систему принципами управления и очень слабо связаны со структурой системы, а также параметрами и характеристиками используемых компонентов.

Рассмотри количественные характеристики и показатели, составляющие надёжность АСУ.

Характеристики долговечности и сохраняемости наиболее просты в выборе. Здесь берутся общепринятые показатели: Тсл – время службы; Тс – время сохраняемости;

Для выбора характеристик показателей ремонтопригодности АСУ существуем специальная методика.

Для многофункциональных систем требуется задание этих свойств по каждой из выполняемых функций в отдельности. При этом характеристиками составляющих надёжности по каждой функции является распределение случайных величин: ТiиTвii=1,2,…,m;

m– число функций системы.

Показателями являются числовые характеристики этих случайных величин.

Если по некоторой функции имеют место отказы нескольких видов, различающихся по вызываемости или последствиям (величина убытков пи отказе, время устранения отказов, стоимость устранения отказов и т. д.), то безотказность и ремонтопригодность должны задаваться по каждому виду отказов в отдельности.

Методы повышения надёжности.

Можно привести четыре группы методов:

1. Применение более надёжных и, следовательно, более дорогих компонентов.

2. Введение избыточности (структурной, информационной, алгоритмической и временной).

3. Организация интенсивного профилактического обследования системы в целом или её отдельных компонентов.

4. Улучшение условий эксплуатации системы.

Рост сложности разрабатываемых систем обгоняет рост показателей надёжности серийно выпускаемых приборов и средств автоматизации компонентов АСУ.