Іваночко Петро Михайлович, к.т.н. Штаєр Лідія Омелянівна

Івано-Франківський національний технічний університет нафти й газу

РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЬЕМИ РОЗРАХУНКУ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ СКЛАДНИХ ТЕХНІЧНИХ ОБ'ЄКТІВ

Надійність - один з вирішальних факторів, які визначають ефективність об'єктів і систем управління ними та витрати на їх експлуатацію. Досягнення надійності технічного об'єкту - важка і складна задача, яка повинна вирішуватися на всіх етапах їх створення. Визначальним при цьому є етап проектування, під час якого закладаються основи забезпечення надійності майбутнього технічного об'єкту. Складні технічні об'єкти (системи) - це загальна назва систем, які складаються з великої кількості взаємозв'язаних елементів.

Процес оцінювання надійності технічних об'єктів є трудомісткою обчислювальною задачею, яка потребує засобів автоматизації процесу її розв'язку. Розробка й налагодження апаратних і програмних засобів є дорогим процесом через складність алгоритмів, тривалих випробувань, необхідності використання блокувань технологічного устаткування й різних інженерних систем при налагодженні. Оцінка надійності таких систем в основному здійснюється розрахунковими методами з використанням математичних моделей. Існуюча технологія ґрунтується на відпрацьованій не автоматизованій (ручній) процедурі побудови необхідних математичних моделей надійності. До теперішнього часу вітчизняною й закордонною наукою розроблено багато методів такого ручного моделювання. Вони дозволяють врахувати деякі особливості і теоретично придатні для аналізу надійності й безпеки сучасних систем. Найбільше практично значимі результати отримані в області оцінки показників надійності елементів і типових підсистем.

Метою роботи є автоматизація процесу дослідження надійності технічних систем шляхом розробки програмного забезпечення, яке реалізує алгоритм розрахунку показників надійності на основі математичних моделей відновлювальних та невідновлюваних систем з врахуванням коефіцієнтів експлуатаційного навантаження та різних видів резервування.

До аналогів даної розробки можна віднести систему автоматизованого розрахунку і забезпечення надійності АРИОН, яка розроблена в Білоруському державному університеті інформатики і радіоелектроніки та дозволяє виконувати оцінку кількісних показників безвідмовності електронних пристроїв [1], та програмний комплекс «АРБИТР», основою якого є логіко-ймовірнісний метод аналізу структурно-складних системних об'єктів [2]. На відміну від вказаних систем, розроблений програмний продукт передбачає можливість нарощування бази даних показників надійності типових елементів, розрахунок показників на основі найбільш застосовуваних в теорії надійності законів розподілу та врахування різних видів резервування елементів системи.

В основу розробки закладено алгоритми розрахунку основних кількісних показників надійності (як елементів, так і системи вцілому) - ймовірності безвідмовної роботи, частоти відмов, інтенсивності відмов та середнього напрацювання до відмови. Реалізовано можливість розрахунку показників надійності елементів системи на основі введення відповідних параметрів за наступними законами розподілу: експоненційним; нормальним; гама-розподілом; Вейбула-Гнеденко; Пуассона.

Відомі формули [3] дозволяють виконати розрахунок надійності об'єкту, якщо відомі вихідні дані - склад об'єкту, режим і умови його роботи, інтенсивності відмов його складових. При практичних розрахунках часто відсутні достовірні дані про інтенсивність відмов для елементів і вузлів об'єкту. При цьому застосовують коефіцієнтний метод, суть якого полягає у використанні не абсолютних значень інтенсивностей відмов , а коефіцієнтів надійності , що зв'язують значення   з інтенсивністю відмов  деякого базового елемента: . Вплив на надійність елементів основних дестабілізуючих факторів (електричних навантажень, температури навколишнього середовища) враховується введенням у розрахунок поправочних коефіцієнтів а. Облік впливу інших факторів (запиленості, вологості й т.д.) виконується корекцією інтенсивності відмов базового елемента за допомогою поправочних коефіцієнтів. В розробленій системі передбачено можливість розрахунку показників надійності складових елементів системи з врахуванням умов експлуатації, шляхом вибору відповідних коефіцієнтів дестабілізуючих факторів з відповідної довідкової бази даних.

При розрахунку показників надійності системи її структура враховується на основі наступних видів резервування: послідовного; паралельного; дробового (із заданням кратності резервування); мостового; ненавантаженого; полегшеного; ковзаючого.

Розрахунок показників надійності елементів та системи вцілому супроводжується відображенням графічних залежностей зміни відповідних показників в часі, що дозволяє проводити аналіз функціонування об'єкту в часі і здійснювати підбір оптимальних за показниками надійності складових.

Розроблена автоматизована система розрахунку показників надійності складних об'єктів дозволяє суттєво скоротити час на виконання процедури оцінки показників безвідмовності при дослідженні надійності систем.

Література:

•1.    Шнейдеров Е. Н. Обеспечение показателей безотказности электронных устройств в системе АРИОН / Е. Н. Шнейдеров, А. А. Бруй, П. А. Журов // Сучасні проблеми радіотехніки та телекомунікацій «РТ-2010»: 6-та міжнар. молодіжна наук.-техн. конф., 19-24 квітня 2010 р. : тези доповідей. - Севастополь, 2010. - С. 44.

•2.    Можаев А. С. Автоматизированное структурно-логическое моделирование систем: учебник / А. С. Можаев. - СПб: ВМА им. Кузнецова Н.Г., 2006. - 590 с.

•3.    Заміховський Л. М. Основи теорії надійності і технічної діагностики систем: навчальний посібник / Л. М. Заміховський, В. П. Калявін. - Івано-Франківськ: Вид-во «Полум'я», 2004. - 360 с.

e-mail: lida.shtayer@gmail.com

Залиште коментар!