Аналіз впливу профілактики на надійність технологічної системи
![Лабораторная работа: Аналіз впливу профілактики на надійність технологічної системи](https://myreferatik.in.ua/work/8235872/cover.png)
Отже, ми проаналізували вплив профілактики на надійність технічної системи. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що системі, яка має експопенційний час до відмови профілактика не потрібна і буде мати негативний вплив на систему. А для систем із змінною інтенсивнісю відмов, профілактика може дати відчутний виграш по середньому часу відновлення системи. Напрацювання на відмову… Читати ще >
Аналіз впливу профілактики на надійність технологічної системи (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Лабораторна робота № 1
Тема: Аналіз впливу профілактики на надійність технологічної системи Мета: Дослідити вплив профілактики на надійність технологічної системи
Вступ Характерною особливістю сучасного розвитку техніки є широке впровадження елементів та пристроїв автоматики та інформаційно-вимірювальної техніки у виробничі та технологічні процеси для їх автоматизації. В умовах сучасної економіки автоматизація є одним з основних напрямів розвитку науково-технічного прогресу. І, звичайно, покращення ефективності та якості роботи проектовних технічних засобів неможливе без оцінювання надійності їх функціонування. Таким чином, вище викладене є першою причиною необхідності нормування показників надійності технічних засобів при проектуванні технічних засобів (ТЗ) різного призначення.
Другою причиною, яка потребує оцінювання надійності, є підвищення складності ТЗ, апаратури їх обслуговування, умов їх експлуатації і відповідальності задач, які на них покладають.
Недостатня надійність ТЗ призводить до збільшення долі експлуатаційних витрат порівняно з загальними витратами на проектування, виробництво і використання цих засобів. При цьому вартість експлуатації ТЗ може в багато разів перевищити вартість їх розробки і виготовлення. Крім того, відмови ТЗ призводять до різного роду наслідків: втрати важливої інформації, простої спряжених з ТЗ інших приладів і систем, до аварій тощо. Таким чином, третьою причиною підвищення ролі надійності в сучасних умовах є економічний фактор.
Якість процесів — це сукупність властивостей, що визначають їх придатність для експлуатації. Надійність є найважливішим техніко-економічним показником якості будь-якого ТЗ, що визначає здатність безвідмовно працювати з незмінними технічними характеристиками протягом заданого проміжку часу при певних умовах експлуатації. Проблема забезпечення надійності пов’язана зі всіма етапами створення виробів і усім періодом їх практичного використання. Надійність засобу закладається в процесі його конструювання і розрахунку та забезпечується в процесі його виготовлення шляхом правильного вибору технології виготовлення, контролю якості початкових матеріалів, контролю режимів і умов виготовлення. Надійність зберігається шляхом правильного зберігання і підтримується правильною експлуатацією ТЗ, профілактичним контролем і ремонтом.
1. Обчислення впливу профілактики на надійність системи
техніка старіння безвідмовний профілактика
В процесі функціонування складної технологічної системи погіршується характеристики її елементів, відбувається розрегулювання вузлів, спостерігається явище старіння техніки.
Профілактика призначена для усунення цих дефектів. Профілактика здійснюється з метою збільшення періоду експлуатації системи, коли інтенсивність відмов — величина змінна.
Середнє напрацювання на відмову Tс, середній час відновлення Твс і коефіцієнт готовності Кгс вираховуються за допомогою формул:
(1)
(2)
(3)
У формулах прийняті позначення:
· - час між профілактиками;
· - час проведення профілактики;
· - функція готовності системи в момент часу ;
· - середнє сумарне напрацювання системи в за час роботи ;
· - середнє сумарне число відмов системи за час роботи ;
Із наведених співвідношень можна зробити висновок що для системи з постійною інтенсивністю відмов преведення профілактики є зайвим, більше того, вона навіть зменшує коефіцієнт готовності системи. Тому проведення профілактики в такому випадку шкідливо. Профілактичні роботи можуть бути вигідні тільки для систем з неекспроненціальним законом розподілу часу до відмови. Критерієм такої вигоди являється виконання наступної нерівності:
(4)
Якщо для заданих значень і нерівніть правельна, то доцільно проводити профілактику. Якщо ця нерівність неправельна то профілактика тільки зменшує готовніть системи. В такому випадку необхідно зясувати два питання:
· чи існує частота профілактики, для якої справедлива нерівність (4);
· при стверджувальній відповіді на перше питання визначити оптимальний час між профілактиками, для якого коефіцієнт готовності системи досягає максимального часу;
За формулами (1) — (3) можна визначити показники надійності без використання мотематичних пакетів тільки для випадку постійних інтенсивностей відмов і відновлень системи. Однак якраз у цьому випадку здійснювати профілактику непотрібно. В загальному випадку для обчислення необхідно мати відповідне програмне забезпечення.
Постановка задачі:
Дано:
· закон розподілу часу безвідмовної роботи системи і його параметри;
· закон розподілу часу відновлення системи і його параметри;
· - середній час між черговими профілактиками, в годинах;
· - середній час проведення профілактики, в годинах
2. Вказівки до виконання роботи Визначити:
· математичне сподівання і середнє квадратичне відхилення часу безвідмовної роботи системи без профілактики;
· математичне сподівання і середнє квадратичне відхилення часу відновлення системи без профілактики Визначити показники надійності системи без профілактики:
· Т
· функцію готовності системи ;
· середнє сумарне число відмов системи ;
· середнє сумарне напрацювання системи за час t.
Визначити для системи з профілактикою
· коефіцієнт готовності, напрацювання на відмову, та середній час відновлення ;
· залежність коефіцієнта готовності системи від частоти профілактики для різних значень часу її проведення у вигляді таблиці та графіка;
· оптимальне значення частоти профілактики при якому коефіцієнт готовності системи перевищує коефіцієнт готовності системи без профілактики і має при цьому найбільше значення.
Модельна задача:
Основним прикладом, що буде розглядатися є проведення дослідження, щодо впливу профілактики на надійність технологічної системи.
Вихідні дані:
· час до відмови за розподілом Рєлея =
· час відновлення
· = 60
· = 1, 3, 5
Для проведення розрахунків використаємо формули зв’язку початкових моментів з параметром розподілу. За формулою знаходимо математичне очікування часу безвідмовної роботи системи год Середнє квадратичне відхилення для розподілу Рєлея обраховуємо за формулою год Середній час відновлення систему відповідає таке ж і значення
Обрахуємо коефіцієнт готовності системи без профілактики Для розрахунку решти характеристик використаємо одну із математичних програм (рис. 1). Показники надійності системи при різному часі проведення профілактики (табл. 1):
Рис. 1. Приклад роюоти програми, для визначення впливу профілактики на надійність Таблиця 1.
Стаціонарні показники надійності систем
Показники надійності | Без профілактики | З профілактикою | |||
0.5327 | 0.5441 | 0.5354 | 0.5269 | ||
год | 11.4 | 10.2799 | 10.2799 | 10.2799 | |
год | 8,611 | 8.9196 | 9.2283 | ||
Проаналізувавши таблицю 1 можна зробити висновок, що профілактика замітно збільшує коефіцієнт готовности системи для широкого діапазону часу її проведення. Якщо час профілактики рівний 1 годині, то виграш складає:
Напрацювання на відмову не залежить від часу профілактики, це зрозуміло із фізичної точки зору, а також із таблиці 1. Оскільки після профілактики система обновляється, то час її відновлення зменшується, а за рахунок цього відбувається збільшення коефіцієнта готовності. Зменшення часу відновлення системи випливає з фомули (2) якщо менше.
В табл. 2 відображається інформація про узагальнені показники надійности системи, такі як параметр потоку відновлення, середнє сумарне число відмов, середнє сумарне напрацювання, функція готовності. Усі ці показники являються функціями часу.
Таблиця 2
Перехідні характеристики надійності системи
T, год | |||||
0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | ||
0.16 300 | 0.199 800 | 5.697 008 | 0.836 420 | ||
0.39 400 | 0.600 800 | 9.934 556 | 0.605 733 | ||
0.48 400 | 0.961 600 | 13.223 995 | 0.515 924 | ||
0.47 800 | 1.246 700 | 16.317 330 | 0.521 559 | ||
0.46 600 | 1.517 600 | 19.489 075 | 0.533 483 | ||
0.46 500 | 1.796 300 | 22.695 285 | 0.534 166 | ||
0.46 700 | 2.77 600 | 25.895 592 | 0.532 740 | ||
0.46 700 | 2.638 600 | 32.286 554 | 0.532 656 | ||
0.46 700 | 2.918 900 | 35.482 678 | 0.532 692 | ||
На (рис. 2) показано графік узагальнених показників. Функція готовності має коливальний характер Рис. 2. Функція готовності системи Середнє сумарне число відмов (рис. 3) і середнє сумарне напрацювання (рис.4) зростають. Відношення характеризують середнє напрацювання системи за час t.
t
Рис 3. Середнє сумарне число відмов системи
t
Рис. 3. Середнє сумарне напрацювання системи Визначимо залежність коефіцієнта готовності системи від частоти профілактики. Для цього перерахуємо рядки табл. 2 за формулою (3). Отримані результати наведені в табл. 3.
Таблиця 3
Коефіцієнти готовності системи
T2, год | ТВ2 = 1 год | ТВ2 = 3 год | ТВ2 = 5 год | |
0.0 | 0.0 | 0.0 | ||
0.856 672 | 0.666 404 | 0.545 294 | ||
0.920 747 | 0.798 369 | 0.704 705 | ||
0.941 785 | 0.852 854 | 0.779 268 | ||
0.949 779 | 0.886 018 | 0.820 846 | ||
0.951 695 | 0.895 665 | 0.845 867 | ||
0.949 837 | 0.903 248 | 0.861 015 | ||
0.945 539 | 0.906 064 | 0.869 808 | ||
0.939 441 | 0.905 612 | 0.874 135 | ||
0.932 039 | 0.902 740 | 0.875 228 | ||
Для різного часу профілактики, оптимальна точка і найбільші значення коефіцієнтів приведена в табл. 4.
Таблиця 4
Оптимальний план профілактики
Час проведення профілактики | T2, опт, год | КГ1 (макс.) | |
ТВ2 = 1 год | 0.9517 | ||
ТВ2 = 3 год | 0.9061 | ||
ТВ2 = 5 год | 0.8752 | ||
Отже, ми проаналізували вплив профілактики на надійність технічної системи. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що системі, яка має експопенційний час до відмови профілактика не потрібна і буде мати негативний вплив на систему. А для систем із змінною інтенсивнісю відмов, профілактика може дати відчутний виграш по середньому часу відновлення системи.
3. Контрольні запитання
1. Перелічіть основні показники надійності ?
2. Що таке вірогідність безвідказної системи ?
3. Що називають частотою відмов, що вона характеризує?
4. Що таке інтенсивність відмов ?
5. Що називають середнім напрацюванням до першої відмови ?
6. Що називають середнім напрацюванням до відмови ?
7. Які комплексні показники надійності ви знаєте ?
4. Послідовність виконання роботи
1. Провести аналіз завдання (індивідуальні завдання наведені в Додатку);
2. Виконати розрахунки;
3. Ознайомитися з основними поняттями та елементами для побудови моделі інформаційної системи;
4. Побудувати графік залежності готовності від частоти та глибини профілактики;
5. Проаналізувати вплив профілактики на надійність технологічної системи;
6. Виконати порівняльний аналіз;
7. Зробити висновки;
8. Оформити і здати звіт про виконання лабораторної роботи.
5. Завдання до лабораторної роботи
№ | Час до відмови за розподілом Рєлея | Час відновлення | Середній час між черговими профілактиками, год; | Середній час проведення профілактики, год | |
1. | |||||
2. | |||||
3. | |||||
4. | |||||
5. | |||||
6. | |||||
7. | |||||
8. | |||||
9. | |||||
10. | |||||