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

19853. Требования к приготовлению образцов для ПЭМ. Препарирование порошковых материалов. Ультромикротомирование 934 KB
  Лекция 18 Требования к приготовлению образцов для ПЭМ. Препарирование порошковых материалов. Ультромикротомирование. Химическая и электрохимическая полировка. Метод ионнолучевого утонения. Весь процесс электронномикроскопических исследований условно можно разбит...
19854. Принцип работы сканирующих зондовых микроскопов. Пьезокерамические сканеры. Процесс сканирования поверхности в СЗМ 659.5 KB
  Лекция 19 Принцип работы сканирующих зондовых микроскопов. Пьезокерамические сканеры. Процесс сканирования поверхности в СЗМ. Визуализация информации получаемой с помощью СЗМ. Для исследования микрорельефа поверхности и ее локальных физических свойств в последнее д...
19855. Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Получение изображения поверхности в режиме постоянного туннельного тока и в режиме метода постоянной высоты 417.5 KB
  Лекция 20 Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа СТМ. Получение изображения поверхности в режиме постоянного туннельного тока и в режиме метода постоянной высоты. Модуляционная методика определения локальной работы выхода. Измерение вольтамперных харак
19856. Принцип действия атомно-силового микроскопа (АСМ). Схема реализации обратной связи в АСМ 878.5 KB
  Лекция 21 Принцип действия атомносилового микроскопа АСМ. Схема реализации обратной связи в АСМ. Параметры кантилеверов в АСМ. Контактные и бесконтактные методики измерения. Атомносиловой микроскоп АСМ был изобретён в 1986 году Гердом Биннигом Кэлвином Куэйтом и Кри...
19857. Принцип действия магнитно-силового микроскопа (МСМ). Квазистатические методики в МСМ 1.67 MB
  Лекция 22 Принцип действия магнитносилового микроскопа МСМ. Квазистатические методики в МСМ. Колебательные методики в МСМ. Магнитносиловой микроскоп МСМ был изобретен И. Мартином и К. Викрамасингхом в 1987 г. для исследования локальных магнитных свойств образцов. Дан...
19858. Принцип действия растрового электронного микроскопа. Схема РЭМ. Понятие увеличения в РЭМ 137.5 KB
  Лекция 23 Принцип действия растрового электронного микроскопа. Схема РЭМ. Понятие увеличения в РЭМ. Детектор электронов. Растровый электронный микроскоп РЭМ является одним из наиболее распространенных аналитических приборов используемых как в исследовательских ла
19859. Понятие контраста в растровом электронном микроскопе. Определение предельного разрешения РЭМ. Формирование топографического контраста в РЭМ 553 KB
  Лекция 24 Понятие контраста в растровом электронном микроскопе. Определение предельного разрешения РЭМ. Формирование топографического контраста в РЭМ. Для того чтобы на экране ЭЛТ можно было наблюдать картину отображения образца необходимо чтобы интенсивность свеч
19860. Физические основы рентгеновского микроанализа. Количественный рентгеновский микроанализ с использованием метода трех поправок 604 KB
  Лекция 25 Физические основы рентгеновского микроанализа. Количественный рентгеновский микроанализ с использованием метода трех поправок. Как было отмечено ранее при взаимодействии электронного пучка с образцом генерируется характеристическое рентгеновское излуче...
19861. Физические основы метода Оже-электронной спектроскопии. Необходимое оборудование. Модуляционная методика в Оже-электронной спектроскопии 189 KB
  Лекция 26 Физические основы метода Ожеэлектронной спектроскопии. Необходимое оборудование. Модуляционная методика в Ожеэлектронной спектроскопии. В прошлом семестре был подробно рассмотрен процесс Ожеэлектронной эмиссии. Кратко напомним схему образования Ожеэле