Учебная работа. Контрольная работа: Надежность эргономика и качество АСОИУ

Учебная работа. Контрольная работа: Надежность эргономика и качество АСОИУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Русский химико-технологический

институт имени Д.И. Менделеева»

Новомосковский институт (филиал)

Кафедра

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ техника И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Предмет: «Надежность, эргономичность и свойство АСОИУ»

Расчетное задание

Вариант 39

Студент: Девяткин Е. А.

Группа: АС-05-1

Педагог: Прохоров В. С.

1 Задание

По структурной схеме надежности технической системы в согласовании с вариантом задания, требуемому значению вероятности неотказной работы системы и значениям интенсивностей отказов ее частей требуется:

1. Выстроить график конфигурации вероятности неотказной работы системы от времени выработки в спектре понижения вероятности до уровня 0.1 — 0.2.

2. Найти — процентную наработку технической системы.

3. Обеспечить повышение — процентной выработки не наименее, чем в 1.5 раза за счет:

а) увеличения надежности частей;

б) структурного резервирования частей системы.

Все элементы системы работают в режиме обычной эксплуатации (простой поток отказов). Резервирование отдельных частей либо групп частей осуществляется схожими по надежности запасными элементами либо группами частей. Переключатели при резервировании числятся безупречными.

На схемах обведенные пунктиром m частей являются функционально необходимыми из n параллельных веток.

№

,

Интенсивности отказов частей, 
, 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 начальной схемы.

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

Набросок 2.1 – Перевоплощенная схема

По условию, интенсивности отказов частей 1-4 равны. Как следует, возможность неотказной работы каждой пары частей схожа.

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

Набросок 2.2 – Перевоплощенная схема

Интенсивности отказов частей 5-8 и 9-12 соответственно равны. означает, что для всякого из этих поочередных соединений возможность неотказной работы схожа:

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

Набросок 2.3 – Перевоплощенная схема

Возможность их неотказной работы схожа и равна:

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

Набросок 2.4 – Перевоплощенная схема

Элементы 13,14 и 15 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих частей равна. Как следует, для определения вероятности неотказной работы можно пользоваться комбинаторным способом:

Элементы A, B, G, H и I образуют мостиковую схему (рис. 2.4). Возможность ее неотказной работы определяется по аксиоме разложения:

Беря во внимание, что pA
=pB
и pG
=pH
, получаем:

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

Наработку нужно прирастить с γ=0,07973805*106
ч. до 0,119607075*106
ч.

Увеличение надежности системы можно провести 2-мя методами:

1) Подменой малонадежных частей на наиболее надежные.

2) Структурным резервированием частей.

1-ый метод

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. Новейшие значения рассчитаны в Excel.

При всем этом возможность неотказной работы системы вырастет с 0,7199967 до 0,9061834.

2-ой метод

Используем повсевременно включенный резерв. Подключаем параллельно доп элементы:

Набросок 2.5 – Система с резервированием

При всем этом возрастает возможность неотказной работы всякого из квазиэлементов A, B, G и H. Новейшие значения рассчитаны в Excel.

При всем этом возможность неотказной работы системы вырастет с 0,7199967 до 0,9235133.

Расчет вероятности неотказной 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

Начальная 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

Увеличение надежности подменой малонадежных частей

(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

Увеличение надежности при помощи резервирования частей

(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

Набросок 2.6 – Графики

Вывод:
по приобретенным графикам видно, что подмена частей наиболее эффективна для увеличения надежности, если систему планируется применять в течение длительного времени. Если же критическим является надежная работа системы в 1-ое время, то резервирование предпочтительней. Но разница не настолько значительна, как в первом случае.

]]>