Повышение надежности структурно-сложной системы. Получение практических навыков анализа структурно-сложных систем, с целью достижения требуемого уровня надежности системы с минимальными затратами

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра компьютерных систем и программных технологий

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3

Дисциплина: Надежность систем и устройств

Тема: Повышение надежности структурно-сложной системы

Вариант 3

Выполнила студентка гр. 5081/1                                                                   

Проверил                                                                                                         

Санкт-Петербург

2012

1.  Цель работы:

Получение практических навыков анализа структурно-сложных систем, с целью достижения требуемого уровня надежности системы с минимальными затратами.

2.  Программа работы

1. Произвести анализ структурной важности для передающей цепи.
• взять ваш вариант 1-й работы
• рассчитать вручную структурную важность элементов
• рассчитать вклад в надежность с помощью анализатора
• сопоставить результаты
2. Произвести анализ сложной системы управления.
• получить у преподавателя вариант сложной системы управления
• создать модель системы в редакторе;
• задать интенсивности потоков отказов и стоимости для всех элементов согласно таблице ниже;
• настроить типы элементов и функцию работоспособности системы в соответствии с заданием;
• произвести расчет показателей надежности, проанализировать результаты;
• среднее время безотказной работы;
• графики p(t) и N(t);
• вклады элементов в ненадежность системы.
3. Произвести повышение надежности системы управления
• рассмотреть варианты повышения надежности системы:
• использование резервных элементов;
• использование дополнительных линий связи;
• другие.
• провести анализ надежности рассмотренных вариантов, проанализировать полученные результаты (обосновать изменения показателей надежности).

3.  Исходные данные

Рис.1. Схема простой системы

Рис.2. Схема сложной системы

ФРС определяется работоспособностью E4, E4 зависит от типов T1,T2,T3. Элементы E11 и E12 имеют тип T1, E21 и E22 имеют тип T2, E31 и E32 имеют тип T3, E4 - тип T4.

Необходимо обеспечить MTTF не менее 50000 часов

Таблица стоимостей и интенсивностей отказов для сложной системы управления

4.  Выполнение работы

4.1.Произвести анализ структурной важности для передающей цепи

·  Рассчитать вручную структурную важность элементов:

Функция работоспособности:

Используя алгоритм Порецкого II, получаем ОДНФ:

=

Рассчитываем структурную важность каждого элемента:

·  Рассчитать вклад в надежность с помощью анализатора

Рис.3. Вклады элементов в надежность системы

Таким образом, элементы цепи вносят следующий вклад в надежность:

W₁ =100%, W₂ =33%, W₃ =67%, W₄ =67%, W₅ =33%, W₆ =100%

·  Сопоставить результаты

Из полученных результатов можно сделать вывод, что элементы E₁ и Е₆, имеющие наибольшую структурную важность, делают наибольший вклад в надежность системы (W₁ = W₆ =100%). Аналогично, элементы E₂ и Е₅, имеющие наименьшую структурную важность, делают наименьший вклад в надежность системы (W₂ = W5=33%).

4.2. Произвести анализ сложной системы управления

·  Произвести расчет показателей надежности, проанализировать результаты

Среднее время безотказной работы MTTF = 26816.

Рис.4. Зависимость P(t)

Рис.5. Зависимость N(t)

Рис.6. Вклады элементов в надежность системы

4.3. Произвести повышение надежности системы управления

Для повышения надежности системы были предприняты следующие действия:

·  Удалены монтажные соединения, увеличивающие вероятность сбоя

·  Добавлены резервные элементы для E12, E4, E22 и E32

·  Все элементы подключены к питанию через предохранители

·  Элементы E4, E12, E22, E32 и их резервы подключены к B2 напрямую

Рис.7. Модифицированная схема

В результате проведенных модификаций было получено значение MTTF = 50838, что удовлетворяет заданию.

3.  Вывод

В результате проведенной работы надежность сложной системы была повышена путем уменьшения количества монтажных связей, структурного резервирования наиболее важных элементов схемы, а также добавлением новых связей. Все вышеперечисленные меры привели к повышению надежности до необходимого уровня.