Резервирование метод – резервирования

РЕЗЕРВИРОВАНИЕ

1. 
   Метод – резервирования
   
2. 
   Структурные схемы соединений элементов
   
3. 
   Надежность видов соединений
   

Резервирование – метод повышения надежности объекта введением избыточности. Избыточность – дополнительные средства и возможности сверх минимально необходимых для выполнения объектом заданных функций.
Избыточность:
наличие избыточных элементов структуры объекта;
использование дополнительного времени сверх минимального;
использование дополнительной информации;
способность элементов выполнять дополнительные функции, кроме непосредственно установленных;
способность элементов выполнять дополнительные нагрузки.
Резервирование – один из способов поддержания уровня надежности оборудования. Показатели надежности зависят от схемы и способов резервирования. Существует понятие «состояние» системы, которое характеризуется работоспособностью одного из элементов и всей системы в целом. Описание состояний системы производится с помощью графов переходов из одного состояния в другое. На основании графов переходов составляются системы дифференциальных уравнений, решение которых позволяют определить вероятность безотказной работы машины при различных вариантах компоновки и резервирования элементов объекта.


Структурные схемы соединений элементов
Различают структурное резервирование общее и раздельное. При общем резервировании резервируется объект в целом. При раздельном резервировании резервируются отдельные элементы объекта (детали, узлы, блоки, агрегаты), схемы и т.д. Часто используется смешанное резервирование.
Раздельное резервирование гораздо эффективнее общего. Эффективность повышается при снижении уровня резервирования, т.е. чем меньшая часть объекта резервируется как единое целое, тем больше P(t) объекта.
Постоянное структурное резервирование – то, при котором резервные элементы функционируют наравне с основными в течение всего времени работы и находятся в одинаковом с ним режиме.
Структурное резервирование замещением – резервирование, при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного элемента. Передача функций основного элемента резервному может производиться вручную или автоматически.
Если система состоит из n элементов, из которых один основной и n-1 – резервный, то
,
т.е. вероятность отказа при резервном замещении в n! раз меньше, чем при постоянном резервировании, так как резервные элементы не находятся под нагрузкой. Должна быть обеспечена надежная передача функций резервному элементу.
Рассмотрим эффективность разных способов структурного резервирования. Система из четырех элементов, соединенных последовательно (рис.2.2, а). Вероятность безотказной работы P(t) = 0,9, вероятность отказа q(t) = 1 – 0,9 = 0,1,
P(t) = P4(t) = 0,94 = 0,66; Q(t) = 1 – P(t) = 1 – 0,66 = 0,34.
Общее постоянное резервирование системы (рис.2.2, б):
Q(t) = 0,342 = 0,12; P(t) = 1 – 0,12 = 0,88.
Общее резервирование системы замещением при надежном переключении (рис.2.2, в):

а

б

в

д

г


Рис.2.2. Структурные схемы различных видов резервирования: а –
без резервирования; б – общее постоянное резервирование; в – общее
резервирование замещением; г – раздельное постоянное резервирование
каждого элемента; д – раздельное резервирование замещением
каждого элемента