Общая схема классификации резервированных технических систем

В частности, для расчета надежности проектируемых ТС при использовании структурного резервирования обычно составляется расчетно-логическая схема резервированной системы. В большинстве случаев элементы ТС в этой схеме имеют параллельно-последовательное соединение.

В цепочке последовательно соединенных элементов отказ хотя бы одного из них приводит к выходу из строя всей цепочки. В резервированной группе параллельно соединенных элементов допускается выход из строя определенного числа элементов (в зависимости от кратности резервирования) без нарушения функционирования группы в целом. Примером расчетно-логической схемы могут служить структуры, представленные на рис. 1.

Перед тем как переходить к рассмотрению методов расчета показателей надежности (ПН) ТС со структурным резервированием необходимо сделать ряд замечаний.

1. Расчет надежности для схем общего резервирования (рис. 1, а) можно осуществлять по расчетно-логической схеме одного резервированного элемента путем замены последовательно соединенных элементов (блоков, устройств, узлов) эквивалентными элементами, ПН которых находятся по известным формулам:

, (1)

, (2)

где Pi(t), λ i(t) – соответственно, вероятность безотказной работы и интенсивность отказов i -го элемента; K – число последовательно соединенных элементов.

2. Для получения ПН ТС в целом при раздельном резервировании достаточно определить показатели надежности резервируемого элемента (блока, устройства, узла). В этом случае ПН всей ТС получают путем применения расчетных формул для основного соединения, в котором в качестве элементов выступают резервированные группы элементов.

3. В дальнейшем изложении многие расчетные формулы будут получены в предположении, что случайное время до отказа элемента распределено по экспоненциальному закону. Следует подчеркнуть, что это предположение многократно подтверждалось экспериментальным путем в аппаратуре автоматики, построенной на элементах электроники и электротехники. В тех же случаях, когда фактическое распределение времени до отказа отличается от экспоненциального закона, его использование дает обычно заниженные оценки, т.е. нижние границы надежности аппаратуры.

4. Надежность резервированных ТС, особенно восстанавливаемых, в большой степени зависит от надежности аппаратуры встроенного контроля.

Действительно, аппаратура контроля предназначена для определения факта отказа основной аппаратуры и выдачи команды устройству переключения на переход на резервную аппаратуру. Кроме того, аппаратура контроля служит также для локализации места неисправности. При расчетах надежности резервированных ТС надежность аппаратуры встроенного контроля может быть приближенно учтена путем включения в расчетно-логическую схему последовательно с резервированной группой элемента, соответствующего аппаратуре встроенного контроля.