3.6. Характеристики технических систем, используемые в теории надежности.

Коэффициент стабильности надежности K_ст –– отношение значений вероятностей исправной работы устройства для двух произвольных периодов времени;

K_ст (3.28) Если коэффициент стабильности равен единице, то надежность системы на участке  остается неизменной.

На практике часто используется показатель изменения надежности:

(3.29) P(t) –– вероятность нахождения системы в исправном состоянии в течение времени T  t.

Коэффициент стоимости эксплуатации K_сэ –– отношение стоимости одного года эксплуатации системы С_э к стоимости изготовления системы С₀:

(3.30) В корректной постановке С_э=С_э(t) и чем больше срок эксплуатации системы, тем выше износ ее элементов и тем выше значение стоимости эксплуатации. Однако зачастую в инженерной практике принимают С_э=const

Особого внимания заслуживает коэффициент эффективности системы.

(3.31) где С₀ –– стоимость разработки (создания) системы; P(t) –– надежность технической системы; Cp(x) –– мгновенное значение прибыли; m(x) –– мгновенное значение платы за аренду (за загрязнение окружающей среды); Cэ(х) –– мгновенное значение расходов на эксплуатацию (ремонт) системы.

Для расчетного примера приняты следующие значения величин:

=0.05 1/год; стоимость С₀=150 ед.; польза Ср(х)=40 ед.; амортизация m(x)=3 ед.; эксплуатация ,

где С_Э=1ед., К_Э=0.5 ед., что после интегрирования приводит к выражению:

Результаты расчетов по программе KFT-1.bas

T= 0 KF= 0 PT= 1

T= 4 KF= .8014488 PT= .8187308

T= 6 KF= 1.034375 PT= .7408182

T= 8 KF= 1.179153 PT= .6703201

T= 12 KF= 1.26858 PT= .5488116

T= 16 KF= 1.188045 PT= .449329

T= 18 KF= 1.114103 PT= .4065697

T= 20 KF= 1.029557 PT= .3678795

T= 22 KF= .9406778 PT= .3328711

T= 24 KF= .8519356 PT= .3011942

T= 28 KF= .685736 PT= .246597

T= 34 KF= .4814978 PT= .1826835

T= 36 KF= .4262016 PT= .1652989

Рис. 3.5. Изменение коэффициента эффективности системы и ее надежности.

Как видно из графиков рис. 3.5. срок рентабельности технической системы находится в пределах от 6 лет до 20 лет, т.е. определяется тем временем, в пределах которого числитель (3.31) превышает знаменатель или «прибыль» системы выше расходов на ее создание и эксплуатацию.

Вопросы для самоконтроля.

Дайте определение технической системы, устройства и элемента. Что называется надежностью технической системы.

Назовите основные причины недостаточной надежности систем.

Что такое цена надежности? Как изменяется стоимость технической системы в зависимости от ее надежности?

Дайте определение основных понятий теории надежности.

Назовите основные количественные характеристики надежности технической системы.

Напишите выражения для плотности распределения времени безотказной работы системы, частоты отказов, интенсивности отказов и частости отказов технической системы.

Сделайте вывод среднего значения времени наработки системы на отказ.

4. Надежность элементов технических систем.

4.1. Основные виды отказов элементов технических систем.

Все отказы элементов (устройств) технических систем можно подразделить на три группы:

отказы по вине дефектов производства;

аварии и поломки (внезапные отказы);

аварии по причине старения (постепенные отказы).

Кроме того, отказы бывают независимыми, т.е. не являющимися следствием ранее появившихся отказов, зависимыми, т.е. появившимися в результате ранее появившихся отказов. На практике так же имеют место отказы самопроизвольно возникающие и самопроизвольно исчезающие (мерцающие отказы).