Для тестов. I. Глоссарий
 Скачать 388.57 Kb.
|
|
I. Глоссарий
Введение В связи с развитием современной техники особую важность приобрели многочисленные вопросы повышения эффективности различного рода устройств. Комплексная автоматизация производственных процессов ставит перед управляющими устройствами: исключительно ответственные задачи, которые должны выполняться, безупречно на протяжении всего периода работы автоматической линии, автоматизированного цеха или предприятия. Перерыв в работе управляющего устройства может привести не только к ухудшению качества производимой продукции или к полному прекращению производственного процесса, но и к весьма серьезным авариям, выходящим за локальные рамки предприятия. Требования к безотказности механизмов и разного рода устройств приходится, конечно, предъявлять не только к тем из них, которым поручено управление теми или иными процессами. К любому техническому устройству и изделию мы вынуждены предъявлять эти условия. На этапе технического проекта принятые решения уточняются после выполнения более полных расчетов указанных показателей надежности. Если расчетное время подготовки автоматизированных устройств к повторному испытания может быть экспериментально подтверждено уже на этапе испытаний опытных образцов, то расчетные оценки других показателей надежности проверяются опытными данными после достаточно большого суммарного результата испытаний экземпляров нового автоматизированных устройств. Поэтому совершенствование расчетных методов оценки надежности, безопасности и живучести разрабатываемых автоматизированных устройств приобретает важное значение, позволяет сократить сроки конструктивно-технологической доводки автоматизированных устройств и значительно уменьшить объем дорогостоящих испытаний. Использование ЭВМ для хранения и выдачи информации по статистике эксплуатационных происшествий, отказов и неисправностей позволяет наиболее полно учесть опыт промышленности. Имитационное моделирование с использованием как достаточно сложных, но зато и точных математических моделей, так и натурных функционирующих стендов, открывает новые перспективы для выявления недостатков конструкции нового автоматизированных устройств и более раннего их устранения. Повышение качества конструирования автоматизированных устройств на современном этапе развития АУ, связано с развитием экспериментальных исследований. Испытания образцов новых материалов и типовых элементов конструкции во всем диапазоне рабочих условий и нагрузок позволяют заложить основу будущей работоспособности агрегатов автоматизированных устройств. Экспериментальное технологическое опробование новых способов изготовления деталей и агрегатов в процессе разработки их конструкции обеспечивает передачу серийному заводу высококачественной технической документации и сокращение сроков освоения новой автоматизированных устройств в серийном производстве. Надежность, изделия закладывается при разработке, обеспечивается при изготовлении и поддерживается при эксплуатации. Строгое выполнение этого правила необходимо, поскольку недоработки предыдущего этапа практически невозможно ликвидировать на последующем. Когда конструктор в конце этапа разработки подтверждает расчетным путем, экспериментами и испытаниями опытных автоматизированных устройств, что показатели надежности нового АУ соответствуют значениям, требуемым заказчиком, то он ориентируется на определенный уровень качества серийного производства и на определенный уровень качества технического обслуживания АУ в эксплуатации. При полной реализации в процессе проектирования необходимых схемно-конструктивных решений, обеспечивающих заданный уровень надежности, на этапе отработанного серийного производства можно ожидать повышения надежности АУ за счет стремительного развития в эпоху научно-технической революции технологических способов производства, методов контроля качества продукции и внедрения комплексных систем управления качеством, использующих ЭВМ. В процессе длительной эксплуатации прогнозируемая при разработке надежность АУ также может быть повышена за счет совершенствования автоматизированных устройств, оборудования, повышения качества предварительной подготовок, регламентных работ, целевых осмотров, доработок по профилактических обслуживании. В настоящее время одной из основных задач является повышение качества выпускаемых изделий - машин, оборудования, приборов, автоматизированных устройств, систем управления. Качество изделий определяется двумя группами свойств: техническими характеристиками и надежностью. Технические характеристики определяет функциональные, скоростные, весовые, энергетические, эстетические возможности изделия, а надежность гарантирует сохранение этих характеристик в течение определенного времени в заданных условиях работы. Эти гарантии выполняются, если надежность изделий закладывается при проектировании, обеспечивается при производстве и поддерживается при эксплуатации. Проектирование изделий - первый и важнейший этап обеспечения надежности и ошибки на этом этапе дорого и трудно устранять в производстве и эксплуатации. Поэтому, очень важно изучение надежности автоматизированных устройств для специальности: 050704 - «Вычислительная техника и программное обеспечение» 2. Конспект лекционных занятий Лекция 1. Надежность систем управления и его параметры План лекций Основные понятие надежности систем управления Внезапные и постепенные отказы Надежностью элемента и системы Подавляющее большинство операций, подлежащих количественному исследованию в современном обществе выполняется с применением тех или других технических устройств. Оценка эффективности таких операций и выработка рациональных решений по их организации требуют учета надежности применяемых технических устройств. Под "надежностью" в широком смысле слова понимается способность автоматизированного устройства к бесперебойной (безотказной) работе в течении заданного промежутка времени в определенных условиях. Этот промежуток времени обычно обусловлен временем выполнения некоторой задачи, которая осуществляется техническим устройством и является частью общей задачи операции. В настоящее время, в связи с возрастающей сложностью автоматизированных устройств и широким внедрением автоматизации во все области практики, проблема надежности становится одной из узловых проблем техники и организации управления. Обеспечение падежной работы всех элементов оборудования - задача первостепенной важности. Борьба за надежность требует специального рассмотрения и количественного анализа явлений, связанных со случайными отказами аппаратуры. За последние годы теория надежности превратилась в специальную науку, широко применяющую вероятностные методы исследования. В теории надежности принято различать два типа отказов: внезапные и постепенные. Под внезапным отказом устройства подразумевается мгновенный выход из строя, означающий невозможность его применения. Внезапный отказ возникает в какой-то, вообще говоря, случайный момент времени. Примерами случайных отказов могут служить: перегорание электро- или радиолампы, обрыв проводника, пробой конденсатора и т.п. Под постепенным подразумевается отказ устройства, связанный с постепенным ухудшением ("сползанием") его характеристик. Для устранений таких отказов требуется регулировка прибора. Постепенные отказы можно рассматривать как внезапные или условиться считать, что такие отклонение параметров устройства от номинала являются еще допустимыми. А большие - недопустимыми; как только параметры выходят за эти пределы, устройство считается отказавшим. Однако значение таких пределов в ряде случаев затруднительно. Правильнее будет рассматривать параметры устройства как случайные функции времени, связать с ними какой-то показатель эффективности устройства (например, вероятность решения задачи или математическое ожидание производительности) и этот показатель вычислять с учетом "сползания" характеристик. Такой подход требует внимательного изучения структуры и работы конкретного технического устройства и применение сравнительно сложного математического аппарата. В данной главе мы будем рассматривать только внезапные отказы. Надежность технического устройства или, как мы будем говорить, системы зависит от состава и количества образующих систему элементов (узлов), от способа их объединения в систему и от характеристик каждого отдельного элемента. Деление технических устройств на "системы" и образующие их "элементы" носит условный характер и зависит от постановки задачи и целей исследования. Одно и то же устройство, например радиолокационный прицел истребителя, может рассматриваться как "система", состоящая из элементов: радиоламп, конденсаторов, реле и т.д., и как "элемент" более сложной системы - оборудование самолета. В свою очередь, самолет - истребитель является "элементом" системы ПВО. В дальнейшем будем называть "элементом" любое техническое устройство, не подлежащее дальнейшему расчленению, надежность которого является заданной или определяется экспериментально. Соединяя такие элементы различным образом в "системы", мы будем решать задачу определение надежности системы по надежностям ее элементов. Надежность элемента автоматизированного устройства. Оценка надежности системы и элементов требует введения количественных характеристик. Рассмотрим здесь некоторые из этих характеристик. Для краткости будем определять их применительно к "элементу"; однако те же определения будут относится и к "системе". Надежность элемента (в узком смысле слова) называется вероятностью того, что данный элемент в данных условиях будет работать безотказно в течении времени t. Эту вероятность мы будем обозначать р(t). Функция р(t) называется иногда "законом надежности" Естественно, с увеличением времени функция р(t) убывает (рисунок 1л.1) При t=0 естественно предположить р(t)=1. Надежность элемента называется вероятность q(t) того, что элемент откажет (выйдет из строя) в течении времени t. Очевидно, q(t)=1- р(t). (1л.1) Рассмотрим время T безотказной работы элемента как случайную величину. Функция распределения F(t) этой случайной величины определяется как F(t)=P(T<t). (1л.2) Очевидно, F(t) - вероятность того, что за время t элемент откажет - представляет собой не что иное, как надежность элемента: F(t)=q(t), (1л.3) а его надежность дополняет F(t) до единицы: p(t)=1- F(t). (1л.4)  Рисунок 1л.1 – График функция р(t) Рисунок 1л.2 - График функции распределения q(t) Таким образом, надежность q(t) обладает свойствами функции распределения неотрицательной случайной величины. Она равна нулю при t=0, не убывает при возрастании t и стремиться к единице при  (рисунок 1л.2).Контрольные вопросы: Где используется понятие надежность? Чем внезапные отказы отличаются от постепенные? Что понимают под надежностью элемента? Что такое ненадежность? Л.: [1] С. 7-8; [7] С. 4-7; [8] С. 6-9; [9] С. 1-3. Лекция 2. Плотность распределения времени и среднее время безотказной работы автоматизированного устройства План лекций Плотность распределения времени безотказной работы системы Среднее время безотказной работы На практике обычно вместо функции распределения F(t) пользуются ее производной - плотностью распределения или плотностью вероятности. f(t)=F'(t)=q'(t). (2л.1)  |
