543

Исследование надежности и риска нерезервированной технической системы

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Определить показатели надежности и риск нерезервированной технической системы. Исследовать функцию риска: представить функцию риска в виде таблицы и графика. Определить критическое время работы системы с использованием интегрированной системы MathCAD или табличного процессора Microsoft Excel

Русский

2013-01-06

93 KB

29 чел.

Лабораторная работа №5

Коваленко С.В., 441-э гр.

"Исследование надежности и риска нерезервированной технической системы"

5.1 Задание к лабораторной работе

Определить показатели надежности и риск нерезервированной технической системы. Исследовать функцию риска: представить функцию риска в виде таблицы и графика. Определить критическое время работы системы. Дать качественный и количественный анализ соотношения риска, вычисленного по точной и приближенной зависимостям. Все вычисления, а также построение графиков выполнить с использованием интегрированной системы MathCAD или табличного процессора Microsoft Excel.

5.2 Справочный материал к лабораторной работе

5.2.1 Постановка задачи

Дано:

  •  структурная схема системы в виде основного (последовательного в смысле надежности) соединения элементов;
  •  nчисло элементов системы;
  •  λi – интенсивность отказа i -го элемента системы, i=1,2,…, ;
  •   ri – риск отказа из-за i -го элемента системы, i=1,2,…,;
  •   R допустимый риск;
  •   T – суммарное время работы системы.

Определить:

  •  Tср – среднее время безотказной работы системы;
  •  Pс(t) – вероятность безотказной работы системы в течение времени t, а также ее значения при t = T и t = Tср;
  •  Rс(t) – риск системы как функцию времени; значение риска при t = T и t = Tср;
  •  критическое время работы системы;
  •  исследовать зависимость GR(t,n).

5.2.2. Сведения из теории

Основными показателями надежности нерезервированной невосстанавливаемой системы являются: Pс(t) – вероятность безотказной работы системы в течение времени t, Tср – среднее время безотказной работы системы. При постоянных интенсивностях отказов элементов

, ,

где  - интенсивность отказа системы.

Отказы являются событиями случайными. При этом потери зависят от вида отказа. Риск является неизбежным атрибутом эксплуатации техники. Риск, возникающий в результате отказов техники, называется техногенным.

 Техногенным риском называется возможность потерь из-за отказа техники. В большинстве случаев риск оценивается денежными единицами. Из определения следует, что риск является случайной величиной, вызванной двумя величинами: случайностью события “отказ” и случайностью величины потерь.

Риск системы  и  вычисляются по приближенной формуле:

или по точной формуле:

,

где qi(t)=1-Pi(t) – вероятность отказа i –го элемента системы в течение времени t; Qc(t)=1-Pc(t) – вероятность отказа системы в течение времени t.

Так как возрастает с ростом t , то представляет интерес предельное время, выше которого риск будет превышать допустимое. Определение критического времени работы системы сводится к определению корня последнего уравнения. Если вещественного корня нет, то при любом t риск системы не превосходит допустимого значения.

Если элементы системы равнонадежны, то соотношения  и имеет вид

.

 является убывающей функцией времени, при этом с увеличением длительности времени работы системы, погрешность приближенной формулы увеличивается.

5.2.3. Последовательность выполнения работы

Лабораторную работу следует выполнить в такой последова-тельности:

  1.  Вычислить показатели надежности системы Pс(t) и Tср. Значения вероятности безотказной работы системы Pс(t) вычислить при t=T и t=Tср.
  2.  Исследовать функцию риска системы по точной формуле, для чего:
  •  получить формулу риска для заданных данных n, λi, ri;
  •  исследовать зависимость Rc(t) представив функцию в виде графика и таблицы;
  •  вычислить значение риска для исходных данных своего варианта при t = T и t = Tср.
  1.  Исследовать GR(t,n) при допущении, что элементы системы равнонадежны и интенсивность отказа каждого элемента равна их средней интенсивности отказов, т.е.
  2.  Сделать выводы.

Ход работы

Исходные данные:

 

Риск исследуемой системы ниже допустимого допустимого значения, равного 5000 условных единиц

Вещественного корня нет. Это значит, что при любом t риск системы не превосходит допустимого значения

Техногенный риск функционирования системы возрастает с увеличением времени работы системы t и при t =? стремится к постоянной величине, равной среднему значению риска

Предельное значение погрешности приближенной формулы равно 1/n.

1. Чем больше элементов n и чем больше время работы системы, тем больше погрешность приближенной формулы.

2. Приближенной формулой можно пользоваться в том случае, когда время работы системы мало и риск, вычисленный по приближенной формуле, не превышает допустимого значения.

С увеличением t с 1000 до 10000 часов

риск увеличивается примерно с 100 до 700 условных единиц;

погрешность приближеннй формулы увеличивается в 1.4 раза.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8983. Главные характеристики современной постнеклассической науки 40.5 KB
  Главные характеристики современной постнеклассической науки 1. Широкое распространение идей и методов синергетики - теории самоорганизации и развития систем любой природы. В этой связи становится все более укрепляющееся представление о мире не...
8984. Постнеклассическая наука и изменение мировоззренческих установок техногенной цивилизации 36 KB
  Постнеклассическая наука и изменение мировоззренческих установок техногенной цивилизации. Современный техногенный мир сложен, техногенная цивилизация ориентирована на ускоренное изменение природной среды, сопровождаемое видоизменением социальных свя...
8985. Структура и функции науки 36.5 KB
  Структура и функции науки Понятие бытия включает в себя природу, человека и общество. В зависимости от этих трех сфер бытия выделяются три основных направления научного знания: естествознание, человекознание и обществознание. Естествознание - это со...
8986. Общество как объект философского познания 43 KB
  Общество как объект философского познания. Общество как объект философского познания. Понятие общество, общественный, социальный, чрезвычайно распространены, хотя их смысл часто оказывается весьма многозначным и недостаточно ясным. Общность определя...
8987. Проблемы и предмет социальной философии 33 KB
  Проблемы и предмет социальной философии Традиционное философствование и социально-философская проблематика Сверхчеловеческий характер всеобщих категорий Является ли социальная философия философией человека Отрыв бытия социального от бытия человече...
8988. Специфика социального познания 44.5 KB
  Специфика социального познания Проблема истины является одной из древнейших в философии. Сама философия является порождением интенции к истине. Даже этимология термина философия в скрытой форме содержит интерес к истине и истинности вещей и знаний...
8989. Социальное и гуманитарное как методологическая проблема обществознания 36.5 KB
  Социальное и гуманитарное как методологическая проблема обществознания Социально-исторические изменения в обществе, ставшие реальностью сегодняшнего дня, требуют своего философского осмысления и нуждаются в разработке новых методов описания и анализ...
8990. Рефлексия как методология в социально-гуманитарном познании 53 KB
  Рефлексия как методология в социально-гуманитарном познании Методология - это область деятельности, функцией которой является создание и совершенствование интеллектуальных средств организации рефлексивных процессов. Поскольку осознанное отношение к ...
8991. Этические проблемы современной российской науки 54.5 KB
  Этические проблемы современной российской науки Социальное поведение регулируется правом и этикой. Право определяет однозначные общественные отношения, в то время как этика служит вектором поведения в неоднозначных, противоречивых ситуациях, н...