ГОСТ Р МЭК 61078-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Надежность в технике. Структурная схема надежности

10.2 Невосстанавливаемые блоки

 

10.2.1 Общие положения

Если блок X невосстанавливаемый, вероятность его работоспособности в момент времени t равна вероятности отсутствия отказов в период времени [0, t]. Поэтому вероятность безотказной работы объекта R_X(t) равна его коэффициенту готовности A_X(t).

Если в системе нет восстанавливаемых блоков, система, состоящая из этих блоков, тоже является невосстанавливаемой. Тогда ее коэффициент готовности и вероятность безотказной работы идентичны и R_S(t) = A_S(t).

10.2.2 Простой невосстанавливаемый блок

Вероятность безотказной работы объекта X связана с его интенсивностью отказов следующей зависимостью:

 

, (25)

 

где - интенсивность отказов блока X в точке t = u, где u - фиктивная переменная.

Если постоянна, формула (25) существенно упрощается:

 

, (26)

 

следовательно,

 

. (27)

 

10.2.3 Невосстанавливаемые составные блоки

Невосстанавливаемый составной блок C может быть обработан как единое целое и как простой невосстанавливаемый блок C при условии, что для него установлен коэффициент готовности A_C(t). Следует заметить, что в этом случае A_C(t) = R_C(t).

Это можно проиллюстрировать составным блоком, представленным на рисунке 12. Это соответствует холодному резерву системы со следующими параметрами:

- - постоянная интенсивность отказов блока A, - функция плотности вероятности его наработки до отказа;

- - постоянная интенсивность отказов блока B, когда он находится в пассивном (бездействующем) состоянии, либо в состоянии холодного резерва, либо в состоянии пониженной мощности;

- - постоянная интенсивность отказов блока B, когда он находится в активном состоянии после его запуска при отказе блока A.

Примечание - В следующих расчетах переключение считается совершенным, примеры моделирования несовершенного переключения приведены в 10.3.1.2 (рис. 23) и C.3.3.

 

Такая система проанализирована в C.3.3 со следующими результатами:

- если интенсивность с резервированием в состоянии бездействия предполагается равной нулю, то коэффициент готовности системы равен:

 

, (28)

 

- если интенсивности отказов равны ( и ), формула для вероятности безотказной работы системы может быть представлена в виде:

 

. (29)

 

Если в идеальных условиях, показанных выше, имеется n резервных объектов (вместо одного), последнее выражение принимает вид:

 

. (30)

 

Формулы (28), (29) или (30) могут быть использованы для составного блока C, как формула (26) для обычных блоков. Тем не менее эти формулы трудно установить, и следует использовать другие процедуры (анализ Маркова, например, для анализа систем с резервированием) (см. 10.3.1.2).

10.2.4 RBD с невосстанавливаемыми блоками

Коэффициент готовности/вероятность безотказной работы: при условии, что блоки не зависят друг от друга, коэффициент готовности/вероятность безотказной работы RBD могут быть рассчитаны путем комбинирования коэффициента готовности/вероятность безотказной работы блоков (см. 10.2.2 и 10.2.3) в соответствии с RBD и с использованием формул, представленных в 10.1.

Частота: система, содержащая невосстанавливаемые компоненты, может отказать только один раз. Вероятность отказа за период времени [0, T] равна F_S(T), а средняя частота отказов равна , она уменьшается и стремится к нулю с возрастанием времени.