- •Введение
- •1. Ретроспективный анализ развития научно-технического направления «надежность технических систем»
- •2. Некоторые характеристики случайных величин, событий, процессов в оценках надежности технических систем
- •2.1. Основные понятия, непосредственный подсчет вероятностей.
- •2.2. Теоремы сложения и умножения вероятностей.
- •2.3. Формула полной вероятности
- •2.4. Повторение опытов.
- •3. Основные понятия и количественные характеристики надежности технических систем
- •3.1. Предмет надежности.
- •3.2. Причины недостаточной надежности технических систем.
- •3.3. Цена надежности.
- •3.4. Основные понятия теории надежности.
- •3.5. Основные количественные характеристики надежности и связь между ними.
- •3.6. Характеристики технических систем, используемые в теории надежности.
- •4. Надежность элементов технических систем.
- •4.1. Основные виды отказов элементов технических систем.
- •4.2. Кривая распределения отказов элементов.
- •4.3. Особенности распределения отказов элементов по вине производства.
- •4.4. Законы распределения внезапных отказов элементов.
- •4.5. Законы распределения постепенных отказов (отказов по старению).
- •4.6. Дифференциальный закон распределения времени исправной работы элемента с учетом отказов по вине производства, внезапных отказов и отказов по причине старения.
- •4.7. Расчетно-графическая работа № 1.
- •5. Методы оценки надежности нерезервированных невосстанавливаемых систем.
- •5.1. Сложные технические системы и определение их надежности.
- •5.2. Оценка надежности последовательных систем без накопления нарушений при наличии только внезапных отказов элементов.
- •5.3. Оценка надежности последовательных сложных систем без накопления нарушений с учетом старения (износа) элементов.
- •5.4. Расчетно-графическая работа № 2.
- •6. Определение надежности технических систем при постоянно включенном резерве («горячее» резервирование).
- •6.1. Количественные показатели надежности резервированной системы с постоянно включенным резервом.
- •6.2. Расчетно-графическая работа № 3.
- •7. Нагрузочное резервирование.
- •7.1. Теоретические предпосылки решения задачи расчета надежности технической системы, резервированной по принципу «теплого» резерва.
- •7.2. Расчетно-графическая работа № 4.
- •8. Вероятность безотказной работы технической системы при резервировании замещением («холодное» резервирование)
- •8.1. Расчетные соотношения для случая резервирования при идеальных переключающих устройствах (коммутаторах)
- •8.2. Влияние переключающих устройств (коммутаторов) на качество резервирования замещением (на качество «холодного» резервирования).
- •8.3. Расчетно-графическая работа № 5
- •9. Логико-вероятностные методы исследования надежности технических систем
- •9.1. Некоторые сведения из основ алгебры логики.
- •9.2. Основные логические операции.
- •9.3. Значимость элемента в системе.
- •10. Надежность технических систем с восстановлением
- •10.1. Оценка надежности технических систем при мгновенном восстановлении устройств
- •10.2. Надежность системы с задержанным восстановлением
- •10.3. Определение надежности сложной восстанавливаемой системы
- •10.4. Практические аспекты исследования надежности восстанавливаемых технических систем
- •10.4.1. Показатели надежности восстанавливаемых нерезервированных систем
- •10.4.2. Показатели надежности резервированных восстанавливаемых систем
- •10.4.3. Вероятность безотказной работы резервированных восстанавливаемых систем
- •Заключение
Заключение
Настоящее пособие составлено по материалам последних публикаций по теории надежности технических систем, в прикладном ее аспекте.
В отличие от предыдущего издания (2000 г.) в пособии исключены материалы, не вошедшие в курс лекций ни на факультете безопасности, ни на инженерно-строительном факультете Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сокращено число задач, относящихся к проверке знаний по теории вероятностей, исключены задачи, связанные с расчетами параметров случайных функций.
Вместе с тем в пособие добавлен раздел логико-вероятностных методов оценки надежности (за что отдельное спасибо профессору Рябинину И.А.), без которых определение надежности систем сложных структур становится весьма затруднительной. Добавлены примеры оценки надежностной и структурной значимости элементов, входящих в состав сложных систем.
Решение многих примеров изменено с целью использования современных вычислительных средств персональных компьютеров, например, в разделе 7 приведено решение системы дифференциальных уравнений Колмогорова с помощью Mathcad, приведены графики изменения во времени вероятностей различных состояний системы.
Перечисленные выше изменения проведены с целью адаптации пособия к современным вычислительным средствам и приближения теории надежности технических систем к практическим задачам.
Литература.
Надежность автоматизированных систем управления.
Под ред. Я.А. Хетагурова. М.: Высшая школа, 1979.
Нечипоренко В.И. Структурный анализ систем (эффективность и надежность). М.: Советское радио, 1977.
Сотков Б.С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М.: Высш. школа, 1970.
Гнеденко Б.В., Хинчин А.Я. Элементарное введение в теорию вероятностей. М.: Наука, 1982.
Козлов Б., Ушаков И. Справочник по расчету надежности. М.: Советское радио, 1975.
Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: наука, 1965.
Вентцель Е.С. основы исследования операций. М.: Сов. радио, 1971.
Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. М.: Высш. школа, 1985.
Астафьев А.В. Окружающая среда и надежность радиотехнической аппаратуры. М.: Госэнергоиздат, 1959.
Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат, 1965.
Бруевич Н.Г., Грабовецкий В.П. Об основных направлениях теории надежности. М.:-Л.: Энергия, 1964.
Леонтьев Л.П. О законах распределения постепенных отказов элементов радиоэлектронной аппаратуры. Рига. АН Латв. ССР, 1963.
Леонтьев Л.П. Введение в теорию надежности радиоэлектронной аппаратуры. Рига. АН Латв. ССР, 1963.
Половко А.М. Основы теории надежности. М.: Наука, 1964.
Половко А.М., Гуров С.В. Надежность технических систем и техногенный риск. СПб.: 1998.
Рэймонд Г.А. Вопросы надежности радиоэлектронной аппаратуры. М.: Советское радио , 1959.
Стрелецкий Н.С. Основы статистического учета коэффициента запаса прочности сооружений. М.: Стройиздат, 1947.
Ю .Г. Спицын, В.В. Яковлев. Оценка риска в социально-экономической и техногенной сферах. СПб.: 2000.
В.В. Яковлев, А.В. Яковлев. Последствия аварийных взрывов газопаровоздушных смесей. СПб.: 2000.
Рябинин И.А. Логико-вероятностные методы и их создатели. СПб.: ВВМИУ им. Дзержинского, 1998.-34с.
Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб.: Политехника, 2000.-247
В.В. Яковлев. Прикладные аспекты теории надежности технических систем. СПбГТУ, 2000.- 178.