Keandalan dan kelangsungan hidup sistem komputer onboard (BCVS).
Keandalan adalah properti produk untuk menjalankan fungsi yang diperlukan, mempertahankan indikator kinerjanya dalam batas yang ditentukan untuk periode waktu yang diperlukan.
Kemampuan bertahan - kemampuan sistem komputer untuk menjalankan fungsi utamanya, meskipun kerusakan telah diterima dan elemen perangkat keras gagal.
Persyaratan yang lebih ketat diberlakukan pada keandalan dan kemampuan bertahan BUVM dan BCVS daripada keandalan dan kemampuan bertahan dari tujuan umum dan komputer pribadi. Jika komputer terpasang gagal, pengoperasian sistem terganggu, dan tugas yang diberikan tidak dilakukan, yang dapat menyebabkan konsekuensi yang tidak dapat diperbaiki, termasuk korban jiwa.
Memecahkan masalah setelah memulihkan komputer terpasang dan komputer terpasang seringkali tidak mungkin dilakukan. Jadi, misalnya, jika BCVS dari sistem misil antipesawat tidak berfungsi, objek yang dipertahankan akan dihancurkan. Dan, jika Anda memulihkan sistem agar berfungsi dalam waktu singkat, kehancuran tidak akan dapat kembali dengan cara yang sama seperti nyawa yang hilang. Kegagalan dalam avionik dapat menyebabkan kecelakaan pesawat atau rudal spontan. Dalam kasus ini, pemulihan operasi BCVS juga tidak memungkinkan koreksi konsekuensi kesalahan.
Memastikan keandalan dan daya tahan yang tinggi dari BCVS diperumit oleh kondisi pengoperasian peralatan di atas kapal pada fluktuasi suhu, kelembapan, beban mekanis yang besar, dan dalam kondisi kandungan debu yang tinggi. Batasan yang sama diberlakukan pada dimensi dan berat peralatan. Ini terutama berlaku untuk penerbangan, tetapi juga sangat penting untuk BCVS di area lain.
Dengan demikian, masalah keandalan dan daya tahan komputer terpasang dan komputer terpasang memiliki sejumlah fitur karena keunikan struktur komputer terpasang dan sifat fungsi yang dijalankannya.
Tugas menyediakan keandalan dan kemampuan bertahan yang tinggi dalam sistem yang kompleks dapat menjadi sangat mahal, rumit, dan memakan waktu, meskipun kesulitan dengan produksi dan masalah yang timbul selama operasi, karena kebutuhan untuk memastikan dan mempertahankan tingkat keandalan yang diperlukan, dapat menyebabkan lebih banyak kesulitan. ...
Misalnya, jika keandalan sistem rudal dikurangi 10%, untuk memastikan tingkat kehancuran target yang sama, diperlukan peningkatan setidaknya 10% dalam jumlah rudal tempur yang sebenarnya. Rudal ini membutuhkan bantalan peluncuran tambahan, peralatan uji, peralatan peluncuran, personel pemeliharaan, dan peralatan tambahan, yang mahal dan memakan waktu.
Semakin kompleks struktur sistem komputasi, semakin sulit untuk memastikan keandalan dan kemampuan bertahan. Perlu dicatat bahwa sebagian besar kegagalan yang terjadi dalam peluncuran peluru kendali dan satelit buatan di Amerika Serikat bukan disebabkan oleh malfungsi perangkat eksotis apa pun, yang desainnya telah mempercepat kemajuan mutakhir. Sebaliknya, banyak kegagalan disebabkan oleh tidak berfungsinya elemen fungsional dan struktural dari desain yang telah disetujui sebelumnya. Terkadang elemen dibuat secara tidak benar, dan dalam kasus lain ada kesalahan dalam pekerjaan pemrogram atau personel pemeliharaan. Tidak ada hal kecil yang terlalu penting untuk tidak menjadi alasan penolakan. Potensi tinggi dan keandalan yang dapat dicapai sebagian besar merupakan hasil dari perhatian yang mendalam dan cermat terhadap detail.
Masalah peningkatan keandalan dan toleransi kesalahan tidak hanya melekat pada BCVS, tetapi juga pada peralatan komersial. Misalnya, dalam cluster Google, rata-rata, 1 komputer gagal per hari (yaitu, kecelakaan terjadi pada sekitar 3% komputer per tahun). Tentu saja, karena redundansi data dan kode, kegagalan ini tidak terlihat oleh pengguna, tetapi bagi programmer, ini adalah masalah besar.
Kasus ketika sistem komputasi atau bagiannya rusak dan pekerjaan selanjutnya tidak mungkin tanpa perbaikan disebut kegagalan.
Teori reliabilitas membedakan antara 3 tanda karakteristik kegagalan yang dapat melekat pada peralatan dan muncul tanpa pengaruh dari orang.
1. Kegagalan pembobolan. Kegagalan ini terjadi selama periode awal operasi dan dalam banyak kasus disebabkan oleh kurangnya teknologi produksi dan cacat dalam pembuatan elemen sistem komputasi. Kegagalan ini dapat dihilangkan dengan proses penolakan, pengerjaan dan pengujian teknologi produk jadi.
2. Kegagalan yang rusak atau bertahap. Ini adalah kegagalan yang timbul dari keausan parameter individu atau bagian dari peralatan. Mereka dicirikan oleh perubahan bertahap dalam parameter produk atau elemen. Awalnya, kegagalan ini dapat bermanifestasi sebagai kegagalan sementara. Namun, seiring dengan meningkatnya keausan, kegagalan sementara berubah menjadi kegagalan perangkat keras yang serius. Kegagalan ini merupakan tanda penuaan BCVS. Mereka dapat dihilangkan sebagian dengan pengoperasian yang benar, pencegahan yang baik, dan penggantian peralatan yang aus tepat waktu.
3. Kegagalan mendadak atau bencana. Kegagalan ini tidak dapat diatasi dengan debugging perangkat keras, pemeliharaan yang tepat, atau pemeliharaan preventif. Kegagalan tiba-tiba terjadi secara kebetulan, tidak ada yang bisa memprediksinya, namun, mereka mematuhi hukum probabilitas tertentu. Jadi frekuensi kegagalan mendadak menjadi kira-kira konstan dalam jangka waktu yang cukup lama. Ini terjadi di perangkat keras apa pun. Contoh kegagalan acak adalah sirkuit terbuka atau pendek. Kegagalan seperti itu biasanya mengarah pada fakta bahwa 0 atau 1 secara permanen ditetapkan pada keluaran. Jika terjadi kegagalan acak, elemen di mana kegagalan tersebut terjadi perlu diganti. Untuk ini, sistem komputasi harus dapat dipelihara dan memungkinkan pemeliharaan preventif yang cepat di lapangan.
Kegagalan atau kegagalan intermiten dapat dibedakan menjadi grup terpisah. Kegagalan berarti gangguan jangka pendek dari operasi normal komputer terpasang, di mana satu atau lebih elemennya, saat melakukan satu atau lebih operasi yang berdekatan, memberikan hasil acak. Setelah mengalami kegagalan, sistem komputasi dapat berfungsi normal dalam waktu lama.
Penyebab kegagalan dapat berupa interferensi elektromagnetik, pengaruh mekanis, dll. Kegagalan sering kali tidak mengarah pada kegagalan yang kompleks, tetapi hanya mengubah jalannya perangkat lunak karena kesalahan eksekusi satu atau lebih perintah, yang dapat menyebabkan konsekuensi bencana. Perbedaan antara kegagalan dan kegagalan adalah ketika konsekuensi dari suatu kegagalan terdeteksi, yang perlu dilakukan adalah memulihkan bukan peralatannya, tetapi informasi yang terdistorsi oleh kegagalan tersebut.
Berbicara tentang kegagalan, perlu disebutkan apa yang disebut dengan tas Schroedin. Schroedinbag adalah kesalahan di mana sistem komputasi berfungsi normal untuk waktu yang lama, namun, dalam kondisi tertentu, misalnya, pengaturan parameter operasi non-standar, terjadi kegagalan. Ketika menganalisis kegagalan ini, ternyata perangkat lunak sistem komputasi memiliki kesalahan mendasar, yang pada prinsipnya tidak berfungsi.
Kantong schroedin dapat dibentuk oleh kombinasi kompleks dari kesalahan berpasangan (ketika kesalahan di satu tempat dikompensasi oleh kesalahan tindakan sebaliknya di tempat lain). Dalam keadaan tertentu, keseimbangan kesalahan dihancurkan, yang menyebabkan kelumpuhan pekerjaan.
Jadi, BCVS dicirikan oleh properti lain yang menentukan keandalannya - fungsi bebas kesalahan atau andal. Akibatnya, keandalan BCVS adalah kombinasi dari keandalan, keandalan fungsi, kemampuan bertahan dan pemeliharaan.
Berikut ini digunakan sebagai parameter keandalan:
1. Tingkat kegagalan -
2. Waktu rata-rata antara kegagalan -
3. Kemungkinan operasi bebas-kegagalan untuk waktu tertentu - Р
4. Kemungkinan gagal - Q
Tingkat kegagalan
Tingkat kegagalan adalah frekuensi terjadinya kegagalan. Jika peralatan terdiri dari beberapa elemen, maka tingkat kegagalannya sama dengan jumlah tingkat kegagalan semua elemen, kegagalan tersebut menyebabkan kerusakan peralatan.
Tingkat kegagalan versus waktu pengoperasian ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Pada awal operasi (pada saat t \u003d 0), sejumlah besar elemen dioperasikan. Kumpulan elemen ini mungkin awalnya memiliki tingkat kegagalan yang tinggi karena sampel yang rusak. Karena elemen yang rusak gagal satu demi satu, tingkat kegagalan menurun relatif cepat selama periode berjalan dan menjadi kira-kira konstan pada saat operasi normal (norma T), ketika elemen yang rusak telah gagal dan telah diganti dengan yang dapat dioperasikan.
Kumpulan elemen yang telah melewati periode berjalan memiliki tingkat kegagalan terendah, yang kira-kira tetap konstan hingga awal kegagalan elemen, karena keausan (keausan T). Sejak saat ini, tingkat kegagalan mulai meningkat.
Waktu rata-rata antara kegagalan
Waktu rata-rata antara kegagalan adalah rasio total jam kerja dengan jumlah total kegagalan. Selama periode operasi normal, ketika tingkat kegagalan mendekati konstan, waktu rata-rata antara kegagalan adalah kebalikan dari tingkat kegagalan:
Kemungkinan waktu aktif.
Uptime adalah jumlah perangkat yang mungkin atau diharapkan yang akan beroperasi dengan andal untuk periode waktu tertentu:
Formula ini berlaku untuk semua perangkat yang telah berjalan tetapi tidak terpengaruh oleh keausan. Oleh karena itu, waktu t tidak dapat melebihi periode pengoperasian normal perangkat.
Grafik yang menunjukkan kemungkinan operasi bebas kegagalan versus waktu operasi normal ditunjukkan di bawah ini:
Kemungkinan gagal.
Probabilitas kegagalan adalah kebalikan dari probabilitas operasi bebas kegagalan.
Tingkat kegagalan nominal.
Elemen-elemen peralatan dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menahan nominal tertentu: tegangan, arus, suhu, getaran, kelembaban, dan sebagainya. Jika peralatan terkena pengaruh tersebut selama operasi, ada tingkat kegagalan tertentu. Ini disebut tingkat kegagalan nominal.
Ketika beban kerja total atau beban tertentu atau bahaya lingkungan meningkat melebihi tingkat nominal, tingkat kegagalan meningkat cukup tajam dibandingkan dengan nilai nominalnya. Sebaliknya, tingkat kegagalan menurun saat beban turun di bawah tingkat nominal.
Misalnya, jika sebuah elemen akan beroperasi pada suhu nominal 60 derajat, maka dengan menurunkan suhu sebagai akibat dari sistem pendinginan paksa, laju kegagalan dapat dikurangi. Namun, jika penurunan suhu menyebabkan peningkatan yang terlalu besar dalam jumlah elemen dan berat peralatan, maka mungkin lebih menguntungkan untuk memilih elemen dengan suhu operasi nominal yang meningkat dan menggunakannya pada suhu di bawah nominal. Dalam hal ini, peralatan bisa menjadi lebih murah, dan massanya lebih sedikit (yang pada dasarnya saat bekerja di pesawat terbang) dibandingkan saat menggunakan sistem pendingin paksa.
Metode untuk menentukan keandalan BCVS.
Ketika produk baru dirancang dan dibuat dengan pengukuran mekanis, elektrik, kimiawi atau lainnya, nilai tingkat kegagalan tidak dapat ditentukan. Tingkat kegagalan dapat ditentukan dengan mengumpulkan data statistik dari pengujian keandalan produk ini atau yang serupa.
Probabilitas operasi bebas kegagalan selama setiap momen waktu pengujian dinyatakan dengan rumus:
Tingkat kegagalan ditentukan dengan rumus:
Saat mengukur tingkat kegagalan, perlu untuk mempertahankan jumlah item tes yang konstan dengan mengganti item yang gagal dengan yang baru.
Oleh karena itu, untuk memperoleh data mengenai karakteristik kuantitatif keandalan perangkat, perlu dilakukan pengambilan sampel khusus dari perangkat tersebut untuk pengujian keandalan. Uji reliabilitas harus dilakukan dalam kondisi yang sesuai dengan kondisi operasi aktual peralatan untuk pengaruh eksternal, frekuensi penyalaan, dan perubahan parameter daya.
Pada tahap perhitungan perkiraan dan perkiraan perangkat listrik, indikator utama keandalan dihitung .
Indikator kualitas utama keandalan adalah:
Tingkat kegagalan
Berarti waktu untuk gagal.
Tingkat kegagalan l (t) adalah jumlah orang yang menolak n (t) elemen perangkat per unit waktu, mengacu pada jumlah total rata-rata elemen N (t)dapat dioperasikan pada saat itu Δ t[ 9]
l (t) \u003d n (t) / (Nt * Δt) ,
dimana Δt - periode waktu tertentu.
sebagai contoh: 1000 elemen perangkat bekerja selama 500 jam. Selama waktu ini, 2 elemen gagal. Karenanya,
l (t) \u003d n (t) / (Nt * Δt) \u003d 2 / (1000 * 500) \u003d 4 * 10 -6 1 / h, yaitu, dalam 1 jam, 4 elemen dari sejuta dapat gagal.
Tingkat kegagalan l (t) elemen adalah data referensi, Lampiran D memberikan tingkat kegagalan l (t)untuk elemen yang biasa digunakan di sirkuit.
Sebuah perangkat listrik terdiri dari sejumlah besar elemen komponen, oleh karena itu tingkat kegagalan operasional l (t) seluruh perangkat sebagai jumlah dari tingkat kegagalan semua elemen, menurut rumus [11]
di mana k adalah faktor koreksi yang memperhitungkan perubahan relatif dalam tingkat kegagalan rata-rata elemen, bergantung pada tujuan perangkat;
m adalah jumlah total kelompok elemen;
n i - jumlah elemen dalam kelompok ke-i dengan tingkat kegagalan yang sama l i (t).
Kemungkinan waktu aktif P (t) mewakili probabilitas dalam jangka waktu tertentu t, perangkat tidak akan gagal. Indikator ini ditentukan oleh rasio jumlah perangkat yang beroperasi tanpa kegagalan hingga saat tertentu t ke jumlah total perangkat yang beroperasi pada saat awal.
Misalnya, kemungkinan uptime P (t) \u003d 0,9 mewakili probabilitas bahwa dalam periode waktu yang ditentukan t \u003d 500 jam, kegagalan akan terjadi pada (10-9 \u003d 1) satu dari sepuluh perangkat, dan 9 dari 10 perangkat akan beroperasi tanpa kegagalan.
Kemungkinan waktu aktif P (t) \u003d 0,8 mewakili probabilitas bahwa dalam periode waktu yang ditentukan t \u003d 1000 jam, 2 dari seratus perangkat akan gagal, dan 80 perangkat dari 100 akan bekerja tanpa kegagalan.
Kemungkinan waktu aktif P (t) \u003d 0,975 mewakili probabilitas bahwa dalam periode waktu yang ditentukan t \u003d 2500 jam, 1000-975 \u003d 25 dari seribu perangkat akan gagal, dan 975 perangkat akan beroperasi tanpa kegagalan.
Secara kuantitatif, keandalan perangkat diestimasi sebagai probabilitas P (t) dari suatu peristiwa di mana perangkat tersebut akan menjalankan fungsinya dengan andal selama waktu dari 0 hingga t. Nilai P (t) adalah probabilitas tidak ada kegagalan (nilai yang dihitung dari P (t) tidak boleh kurang dari 0,85) operasi ditentukan oleh ekspresi
di mana t adalah waktu operasi sistem, h (t dipilih dari kisaran: 1000, 2000, 4000, 8000, 10000 jam);
λ adalah tingkat kegagalan perangkat, 1 / jam;
T 0 - MTBF, h.
Perhitungan reliabilitas terdiri dari mencari tingkat kegagalan total λ dari perangkat dan MTBF:
Waktu pemulihan perangkat jika terjadi kegagalan termasuk waktu untuk menemukan elemen yang salah, waktu untuk mengganti atau memperbaikinya, dan waktu untuk menguji pengoperasian perangkat.
Waktu pemulihan rata-rata T di perangkat listrik dapat dipilih dari kisaran 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 18, 24, 36, 48 jam. Nilai yang lebih kecil sesuai dengan perangkat dengan kemampuan perbaikan tinggi. Waktu pemulihan rata-rata T in dapat dikurangi menggunakan kontrol internal atau diagnostik mandiri, desain komponen modular, pemasangan yang tersedia.
Nilai faktor ketersediaan ditentukan oleh rumus
dimana T 0 adalah MTBF, h.
T dalam - waktu pemulihan rata-rata, h.
Keandalan elemen sangat tergantung pada kondisi listrik dan suhu mereka. Untuk meningkatkan keandalan, elemen harus digunakan dalam mode cahaya yang ditentukan oleh faktor beban.
Faktor beban - itu adalah rasio parameter terhitung dari elemen dalam mode operasi ke nilai maksimum yang diperbolehkan. Faktor beban elemen yang berbeda dapat sangat bervariasi.
Saat menghitung keandalan perangkat, semua elemen sistem dibagi menjadi kelompok elemen dengan jenis yang sama dan faktor beban yang sama K n.
Tingkat kegagalan elemen ke-i ditentukan oleh rumus
(10.3)
di mana K n i adalah faktor beban, dihitung dalam peta mode operasi, atau ditetapkan dengan asumsi bahwa elemen beroperasi dalam mode normal, dalam Lampiran D nilai faktor beban elemen diberikan;
λ 0і - tingkat kegagalan dasar dari elemen ke-dalam diberikan dalam Lampiran D.
Seringkali, untuk menghitung keandalan, data pada tingkat kegagalan λ 0і dari elemen analog digunakan.
Contoh penghitungan keandalan perangkat terdiri dari kompleks BT-85W yang dibeli dari produksi impor dan sumber listrik yang dikembangkan berdasarkan produksi serial.
Tingkat kegagalan produk impor ditentukan sebagai timbal balik dari waktu operasi (terkadang masa garansi untuk servis produk diambil) berdasarkan pengoperasian sejumlah jam per hari.
Masa garansi produk impor yang dibeli adalah 5 tahun, produk akan bekerja 14,24 jam sehari:
T \u003d 14,24 jam x 365 hari x 5 tahun \u003d 25981 jam - MTBF.
10 -6 1 / jam - tingkat kegagalan.
Perhitungan dan data awal dilakukan di komputer menggunakan program Excel dan diberikan pada tabel 10.1 dan 10.2. Contoh penghitungan diberikan pada tabel 10.1.
Tabel 10.1 - Perhitungan keandalan sistem
| Nama dan jenis elemen atau analog | Koefisien, beban, K n i | ||||
| λ i * 10 -6, 1 / jam | λ i * K n i * 10 -6 1 / jam | Nomor n i, | n і * λ i * 10 -6, 1 / jam | ||
| Kompleks BT-85W | 1,00 | 38,4897 | 38,4897 | 38,4897 | |
| Kondensor K53 | 0,60 | 0,0200 | 0,0120 | 0,0960 | |
| Soket (steker) SNP268 | 0,60 | 0,0500 | 0,0300 | 0,0900 | |
| Chip TRS | 0,50 | 0,0460 | 0,0230 | 0,0230 | |
| Resistor OMLT | 0,60 | 0,0200 | 0,0120 | 0,0120 | |
| Tautan melebur VP1-1 | 0,30 | 0,1040 | 0,0312 | 0,0312 | |
| Dioda Zener 12V | 0,50 | 0,4050 | 0,2500 | 0,4050 | |
| Indikator 3L341G | 0,20 | 0,3375 | 0,0675 | 0,0675 | |
| Sakelar tombol tekan | 0,30 | 0,0100 | 0, 0030 | 0,0030 | |
| Fotodioda | 0,50 | 0,0172 | 0,0086 | 0,0086 | |
| Koneksi pengelasan | 0,40 | 0,0001 | 0,0004 | 0,0004 | |
| Kawat, m | 0,20 | 0,0100 | 0,0020 | 0,2 | 0,0004 |
| Koneksi solder | 0,50 | 0,0030 | 0,0015 | 0,0045 | |
| l seluruh perangkat | å \u003d 39,2313 |
Tentukan tingkat kegagalan keseluruhan perangkat
Kemudian MTBF menurut ekspresi (10.2) dan, karenanya, sama dengan
Untuk menentukan probabilitas operasi tanpa kegagalan selama jangka waktu tertentu, kami akan membuat grafik ketergantungan:
Tabel 10.2 - Perhitungan probabilitas operasi bebas kegagalan
| t (jam) | |||||||||
| P (t) | 0,97 | 0,9 | 0,8 | 0,55 | 0,74 | 0,65 | 0,52 | 0,4 | 0,34 |
Grafik ketergantungan probabilitas operasi tanpa kegagalan pada waktu operasi ditunjukkan pada Gambar 10.1.
Gambar 10.1 - Kemungkinan operasi tanpa kegagalan dari waktu pengoperasian
Untuk perangkat, kemungkinan operasi bebas kegagalan biasanya ditetapkan antara 0,82 dan 0,95. Berdasarkan grafik pada Gambar 10.1, kita dapat menentukan perangkat yang dikembangkan dengan probabilitas operasi bebas-kegagalan P (t) \u003d 0.82, MTBF T o \u003d 5000 jam.
Perhitungan dilakukan untuk kasus ketika kegagalan elemen apa pun menyebabkan kegagalan seluruh sistem secara keseluruhan, koneksi elemen seperti itu disebut konsisten secara logis atau dasar. Keandalan dapat ditingkatkan dengan redundansi.
sebagai contoh... Teknologi elemen memberikan tingkat kegagalan rata-rata bagian dasar l i \u003d 1 * 10 -5 1 / jam ... Saat digunakan di perangkat N \u003d 1 * 10 4 bagian dasar tingkat kegagalan total l o \u003d N * li \u003d 10 -1 1 / jam ... Maka waktu rata-rata kegagalan perangkat adalah Untuk \u003d 1 / lo \u003d 10 h Jika perangkat dijalankan atas dasar 4 perangkat identik yang terhubung secara paralel, MTBF akan meningkat N / 4 \u003d 2500 kali dan akan menjadi 25.000 jam atau 34 bulan atau sekitar 3 tahun.
Rumus memungkinkan penghitungan keandalan perangkat jika data awal diketahui - komposisi perangkat, mode dan kondisi operasinya, tingkat kegagalan elemennya.
Bedakan antara indikator reliabilitas probabilistik (matematis) dan statistik. Indikator matematika reliabilitas diturunkan dari fungsi distribusi teoritis dari kemungkinan kegagalan. Indikator keandalan statistik ditentukan secara empiris saat menguji objek berdasarkan data statistik tentang pengoperasian peralatan.
Keandalan adalah fungsi dari banyak faktor, yang sebagian besar bersifat acak. Oleh karena itu, jelas bahwa sejumlah besar kriteria diperlukan untuk menilai keandalan suatu objek.
Kriteria reliabilitas adalah fitur yang digunakan untuk menilai keandalan suatu objek.
Kriteria dan karakteristik reliabilitas bersifat probabilistik, karena faktor yang mempengaruhi objek bersifat acak dan memerlukan penilaian statistik.
Karakteristik kuantitatif keandalan dapat berupa:
kemungkinan operasi bebas kegagalan;
waktu aktif rata-rata;
tingkat kegagalan;
tingkat kegagalan;
berbagai faktor keamanan.
1. Kemungkinan uptime
Berfungsi sebagai salah satu indikator utama dalam menghitung reliabilitas.
Probabilitas operasi bebas-kegagalan suatu objek disebut probabilitas bahwa ia akan mempertahankan parameternya dalam batas yang ditentukan untuk jangka waktu tertentu dalam kondisi operasi tertentu.
Di masa mendatang, kami mengasumsikan pengoperasian fasilitas terjadi terus menerus, durasi pengoperasian fasilitas dinyatakan dalam satuan waktu t, dan pengoperasian dimulai pada saat waktu t \u003d 0.
Kami menyatakan dengan P (t) probabilitas operasi tanpa kegagalan suatu objek selama periode waktu tertentu. Probabilitas, dianggap sebagai fungsi batas atas pada interval waktu, juga disebut fungsi keandalan.
Estimasi probabilistik: P (t) \u003d 1 - Q (t), dimana Q (t) adalah probabilitas kegagalan.
Dari grafik terlihat jelas bahwa:
1. P (t) - fungsi waktu yang tidak bertambah;
2. 0 ≤ P (t) ≤ 1;
3. P (0) \u003d 1; P (∞) \u003d 0.
Dalam praktiknya, terkadang karakteristik yang lebih tepat adalah kemungkinan tidak berfungsinya objek atau kemungkinan kegagalan:
Q (t) \u003d 1 - P (t).
Karakteristik statistik dari probabilitas kegagalan: Q * (t) \u003d n (t) / N
2. Tingkat kegagalan
Tingkat kegagalan adalah rasio jumlah objek yang gagal dengan jumlah totalnya sebelum pengujian dimulai, asalkan objek yang gagal tidak diperbaiki atau diganti dengan yang baru, yaitu.
a * (t) \u003d n (t) / (NΔt)
dimana a * (t) adalah tingkat kegagalan;
n (t) adalah banyaknya objek yang gagal dalam selang waktu dari t - t / 2 sampai t + t / 2;
Δt adalah interval waktu;
N adalah jumlah objek yang berpartisipasi dalam tes.
Tingkat kegagalan adalah kepadatan distribusi waktu operasi produk sebelum kegagalannya. Penentuan probabilistik tingkat kegagalan a (t) \u003d -P (t) atau a (t) \u003d Q (t).
Jadi, ada hubungan yang tidak ambigu antara tingkat kegagalan, probabilitas operasi bebas-kegagalan dan probabilitas kegagalan untuk hukum distribusi waktu kegagalan: Q (t) \u003d ∫ a (t) dt.
Penolakan diartikan dalam teori reliabilitas sebagai peristiwa acak. Teori ini didasarkan pada interpretasi statistik dari probabilitas. Elemen dan sistem yang terbentuk darinya dianggap sebagai benda massa milik satu populasi umum dan beroperasi dalam kondisi statistik yang homogen. Ketika kita berbicara tentang suatu objek, pada dasarnya itu berarti suatu objek yang diambil secara acak dari populasi umum, sampel perwakilan dari populasi ini, dan seringkali keseluruhan populasi umum.
Untuk benda bermassa, estimasi statistik probabilitas operasi tanpa kegagalan P (t) dapat diperoleh dengan mengolah hasil uji reliabilitas sampel yang cukup besar. Bagaimana skor dihitung tergantung pada rencana tes.
Biarkan pengujian sampel N objek dilakukan tanpa penggantian dan restorasi hingga objek terakhir gagal. Mari kita tentukan durasi waktu sampai kegagalan masing-masing objek t 1, ..., t N. Maka perkiraan statistiknya adalah:
P * (t) \u003d 1 - 1 / N ∑η (t-t k)
dimana η adalah fungsi unit Heaviside.
Untuk probabilitas operasi tanpa kegagalan pada segmen tertentu, akan lebih mudah untuk memperkirakan P * (t) \u003d / N,
dimana n (t) adalah banyaknya obyek yang gagal oleh waktu t.
Tingkat kegagalan, ditentukan dalam kondisi mengganti produk yang gagal dengan produk yang dapat diperbaiki, kadang-kadang disebut tingkat kegagalan rata-rata dan dilambangkan dengan ω (t).
3. Tingkat kegagalan
Tingkat kegagalan λ (t) adalah rasio jumlah objek yang gagal per satuan waktu terhadap jumlah rata-rata objek yang beroperasi dalam periode waktu tertentu, dengan syarat objek yang gagal tidak dikembalikan dan tidak diganti dengan objek yang dapat diservis: λ (t) \u003d n (t) /
dimana N cf \u003d / 2 adalah jumlah rata-rata objek yang bekerja dengan baik dalam selang waktu Δt;
N i - jumlah produk yang bekerja pada awal interval Δt;
N i + 1 - jumlah objek yang bekerja dengan baik di akhir interval waktu Δt.
Pengujian dan pengamatan sumber daya pada sampel objek yang besar menunjukkan bahwa dalam kebanyakan kasus, tingkat kegagalan berubah secara non-monoton dari waktu ke waktu.
Dari kurva ketergantungan penolakan terhadap waktu dapat dilihat bahwa seluruh periode pengoperasian fasilitas dapat dibagi secara bersyarat menjadi 3 periode.
I - titik - lari-masuk.
Kegagalan pembobolan, sebagai suatu peraturan, merupakan hasil dari cacat dan elemen cacat pada objek, yang keandalannya jauh lebih rendah dari tingkat yang disyaratkan. Dengan peningkatan jumlah elemen dalam produk, bahkan dengan kontrol yang paling ketat, tidak mungkin untuk sepenuhnya mengecualikan kemungkinan elemen yang memiliki cacat tersembunyi tertentu memasuki rakitan. Selain itu, kesalahan selama perakitan dan pemasangan, serta pengembangan fasilitas yang tidak memadai oleh personel servis, dapat menyebabkan kegagalan selama periode ini.
Sifat fisik dari kegagalan tersebut bersifat acak dan berbeda dengan kegagalan mendadak pada periode operasi normal dimana kegagalan dapat terjadi di sini tidak pada peningkatan, tetapi juga pada beban yang tidak signifikan ("membakar elemen yang rusak").
Penurunan nilai tingkat kegagalan objek secara keseluruhan, dengan nilai konstan parameter ini untuk masing-masing elemen secara terpisah, secara tepat dijelaskan oleh "pembakaran" link lemah dan penggantiannya dengan yang paling andal. Semakin curam kurva di area ini, semakin baik: lebih sedikit elemen cacat yang akan tertinggal di produk dalam waktu singkat.
Untuk meningkatkan keandalan fasilitas, dengan mempertimbangkan kemungkinan kegagalan pembobolan, Anda perlu:
untuk melakukan penolakan elemen yang lebih ketat;
untuk melakukan pengujian objek dalam mode yang mendekati mode operasional dan hanya menggunakan elemen yang telah lulus pengujian selama perakitan;
meningkatkan kualitas perakitan dan pemasangan.
Waktu berjalan rata-rata ditentukan selama pengujian. Untuk kasus yang sangat penting, periode running-in perlu ditingkatkan beberapa kali dibandingkan dengan rata-rata.
Periode II - operasi normal
Periode ini dicirikan oleh fakta bahwa kegagalan berjalan telah berakhir, dan kegagalan terkait keausan belum terjadi. Periode ini ditandai dengan kegagalan elemen normal yang sangat tiba-tiba, yang MTBF-nya sangat tinggi.
Retensi tingkat kegagalan pada tahap ini ditandai dengan fakta bahwa elemen yang gagal diganti dengan yang sama, dengan kemungkinan kegagalan yang sama, dan bukan yang terbaik seperti yang terjadi selama tahap berjalan.
Penolakan dan pengerjaan awal elemen yang akan menggantikan elemen yang gagal bahkan lebih penting untuk tahap ini.
Perancang memiliki kemampuan terbesar dalam memecahkan masalah ini. Seringkali, perubahan desain atau pengurangan mode operasi hanya satu atau dua elemen memberikan peningkatan tajam dalam keandalan seluruh fasilitas. Cara kedua adalah dengan meningkatkan kualitas produksi bahkan kebersihan produksi dan operasi.
III - titik - pakai
Periode operasi normal berakhir saat kerusakan keausan mulai terjadi. Periode ketiga dalam masa pakai produk dimulai - periode pemakaian.
Kemungkinan kegagalan karena keausan meningkat saat masa pakai semakin dekat.
Dari sudut pandang probabilistik, kegagalan sistem dalam interval waktu tertentu Δt \u003d t 2 - t 1 didefinisikan sebagai probabilitas kegagalan:
∫a (t) \u003d Q 2 (t) - Q 1 (t)
Tingkat kegagalan adalah probabilitas bersyarat bahwa kegagalan akan terjadi selama interval waktu Δt, asalkan tidak terjadi sebelum λ (t) \u003d / [ΔtP (t)]
λ (t) \u003d lim / [ΔtP (t)] \u003d / \u003d Q "(t) / P (t) \u003d -P" (t) / P (t)
karena a (t) \u003d -P "(t), maka λ (t) \u003d a (t) / P (t).
Ekspresi ini menetapkan hubungan antara probabilitas operasi bebas-kegagalan, frekuensi, dan laju kegagalan. Jika a (t) adalah fungsi tidak bertambah, maka relasi berikut ini benar:
ω (t) ≥ λ (t) ≥ a (t).
4. MTBF
MTBF adalah ekspektasi matematis dari waktu aktif.
Definisi probabilistik: Waktu rata-rata menuju kegagalan sama dengan area di bawah kurva probabilitas kegagalan.
Definisi statistik: T * \u003d ∑θ i / N 0
di mana θ I adalah waktu operasi objek ke-i untuk kegagalan;
N 0 - jumlah awal objek.
Jelas bahwa parameter T * tidak dapat sepenuhnya dan memuaskan mencirikan keandalan sistem yang tahan lama, karena ini merupakan karakteristik keandalan hanya sampai kegagalan pertama. Oleh karena itu, keandalan sistem jangka panjang dicirikan oleh waktu rata-rata antara dua kegagalan yang berdekatan atau waktu rata-rata antara kegagalan:
t cf \u003d ∑θ i / n \u003d 1 / ω (t),
dimana n adalah jumlah kegagalan selama waktu t;
θ i adalah waktu operasi objek antara kegagalan (i-1) dan ke-i.
MTBF adalah nilai rata-rata waktu antara kegagalan yang berdekatan, asalkan elemen yang gagal dipulihkan.
Ketika mempertimbangkan hukum distribusi kegagalan, ditemukan bahwa tingkat kegagalan elemen dapat konstan atau berubah tergantung pada waktu operasi. Untuk sistem jangka panjang, yang mencakup semua sistem transportasi, pemeliharaan preventif dipertimbangkan, yang secara praktis menghilangkan efek kegagalan keausan, sehingga hanya kegagalan mendadak yang terjadi.
Ini sangat menyederhanakan penghitungan keandalan. Namun, sistem yang kompleks terdiri dari banyak elemen yang dihubungkan dengan cara berbeda. Ketika sistem beroperasi, beberapa elemennya bekerja terus menerus, yang lain hanya pada interval tertentu, dan yang lainnya hanya melakukan perpindahan singkat atau operasi koneksi. Akibatnya, selama periode waktu tertentu, hanya beberapa elemen yang memiliki waktu operasi yang sama dengan waktu operasi sistem, sementara yang lain bekerja untuk waktu yang lebih singkat.
Dalam hal ini, untuk menghitung waktu pengoperasian sistem tertentu, hanya waktu selama elemen dihidupkan yang dipertimbangkan; pendekatan seperti itu dimungkinkan jika diasumsikan bahwa selama periode ketika elemen tidak dimasukkan dalam pengoperasian sistem, tingkat kegagalannya adalah nol.
Dari sudut pandang keandalan, skema koneksi serial elemen yang paling umum. Dalam hal ini, perhitungan menggunakan aturan produk keandalan:
dimana R (t i) - kehandalan i-th elemen yang menyala t i jam dari total waktu aktif sistem t h.
Untuk perhitungan, yang disebut
tingkat pekerjaan sama dengan
yaitu, rasio waktu operasi elemen dengan waktu operasi sistem. Arti praktis dari koefisien ini adalah bahwa untuk elemen dengan tingkat kegagalan yang diketahui, tingkat kegagalan dalam sistem, dengan memperhitungkan waktu operasi, akan sama dengan
Pendekatan yang sama dapat digunakan dalam kaitannya dengan node sistem individu.
Faktor lain yang perlu dipertimbangkan saat menganalisis keandalan sistem adalah tingkat beban kerja elemen yang beroperasi dalam sistem, karena hal ini sangat menentukan besarnya tingkat kegagalan yang diharapkan.
Tingkat kegagalan elemen berubah secara signifikan bahkan dengan perubahan kecil pada beban kerja yang bekerja padanya.
Dalam hal ini kesulitan utama dalam perhitungan disebabkan oleh berbagai faktor yang menentukan baik konsep kekuatan elemen maupun konsep beban.
Kekuatan suatu elemen menggabungkan ketahanannya terhadap tekanan mekanis, getaran, tekanan, percepatan, dll. Kategori kekuatan juga mencakup ketahanan terhadap tegangan termal, kekuatan listrik, ketahanan kelembaban, ketahanan korosi dan sejumlah sifat lainnya. Oleh karena itu, kekuatan tidak dapat dinyatakan dalam beberapa nilai numerik dan tidak ada satuan kekuatan yang memperhitungkan semua faktor ini. Manifestasi beban juga bermacam-macam. Oleh karena itu, untuk menilai kekuatan dan beban, metode statistik digunakan, dengan bantuan efek yang diamati dari kegagalan elemen dalam waktu ditentukan di bawah aksi sejumlah beban atau di bawah aksi beban utama.
Elemen dirancang untuk menahan beban pengenal. Selama pengoperasian elemen di bawah kondisi beban pengenal, keteraturan tertentu dari intensitas kegagalan mendadak diamati. Tingkat ini disebut tingkat kegagalan mendadak nominal dari elemen, dan ini adalah nilai awal untuk menentukan tingkat sebenarnya dari kegagalan mendadak dari elemen nyata (dengan mempertimbangkan waktu operasi dan beban kerja).
Untuk elemen atau sistem nyata, tiga pengaruh lingkungan utama saat ini dipertimbangkan: mekanis, termal, dan beban kerja.
Pengaruh pengaruh mekanis diperhitungkan oleh koefisien, yang nilainya ditentukan oleh tempat pemasangan peralatan, dan dapat dianggap sama dengan:
untuk laboratorium dan ruangan yang nyaman - 1
, instalasi ground stasioner - 10
, rel kereta api - 30.
Nilai tingkat kegagalan mendadak yang dipilih oleh
tab. 3, harus ditingkatkan dalam waktu tergantung pada tempat pemasangan perangkat dalam operasi.
Kurva pada Gambar. Gambar 7 menggambarkan sifat umum dari perubahan intensitas kegagalan tiba-tiba komponen listrik dan elektronik tergantung pada suhu pemanasan dan besarnya beban kerja.
Intensitas kegagalan mendadak dengan peningkatan beban kerja, seperti yang dapat dilihat dari kurva di atas, meningkat sesuai dengan hukum logaritmik. Kurva ini juga menunjukkan bagaimana Anda dapat mengurangi tingkat kegagalan tiba-tiba elemen bahkan ke nilai di bawah nilai nominal. Penurunan yang signifikan dalam tingkat kegagalan mendadak dicapai jika elemen beroperasi pada beban di bawah nilai nominal.
 |
Angka: 16
Angka: 7 dapat digunakan saat melakukan perhitungan perkiraan (pendidikan) keandalan elemen listrik dan elektronik apa pun. Mode nominal dalam hal ini sesuai dengan suhu 80 ° C dan 100% dari beban kerja.
Jika parameter elemen yang dihitung berbeda dari nilai nominal, maka menurut kurva pada Gambar. 7, peningkatan untuk parameter yang dipilih dapat ditentukan dan rasio di mana nilai tingkat kegagalan elemen tersebut dikalikan.
Keandalan yang tinggi dapat digabungkan dalam desain elemen dan sistem. Untuk ini, perlu diusahakan untuk mengurangi suhu elemen selama operasi dan menggunakan elemen dengan parameter nominal yang meningkat, yang sama dengan penurunan beban kerja.
Kenaikan biaya pembuatan produk dalam hal apapun terbayar dengan mengurangi biaya operasi.
 |
Tingkat kegagalan untuk elemen sirkuit listrik
minuman tergantung bebannya dapat didefinisikan sebagai berikut
sama dengan rumus empiris. Secara khusus, tergantung
tentang tegangan dan suhu pengoperasian
Nilai tabel pada tegangan pengenal dan suhu t i.
- tingkat kegagalan pada tegangan operasi U 2 dan suhu t 2.
Diasumsikan bahwa tegangan mekanik tetap pada tingkat yang sama. Bergantung pada jenis dan jenis elemen, nilainya p,berubah dari 4 menjadi 10, dan nilainya UNTUKdalam 1,02 1,15.
Saat menentukan tingkat kegagalan sebenarnya dari elemen, perlu untuk memiliki pemahaman yang baik tentang tingkat beban yang diharapkan di mana elemen akan beroperasi, untuk menghitung nilai parameter listrik dan termal dengan mempertimbangkan mode transien. Identifikasi yang benar dari beban yang bekerja pada masing-masing elemen mengarah pada peningkatan yang signifikan dalam keakuratan penghitungan keandalan.
Saat menghitung keandalan dengan mempertimbangkan kegagalan keausan, kondisi pengoperasian juga harus diperhatikan. Nilai daya tahan M,diberikan dalam tabel. 3, serta mengacu pada beban nominal dan kondisi laboratorium. Semua elemen yang beroperasi dalam kondisi berbeda memiliki daya tahan yang berbeda dari jumlah nuh UNTUK Kuantitas UNTUKbisa dianggap sama dengan:
untuk laboratorium - 1.0
, instalasi tanah - 0,3
, rel kereta api - 0.17
Fluktuasi koefisien kecil UNTUKdimungkinkan untuk peralatan untuk berbagai keperluan.
Untuk menentukan daya tahan yang diharapkan Mperlu untuk mengalikan daya tahan rata-rata (nominal), ditentukan dari tabel, dengan koefisien K.
Jika tidak ada bahan yang diperlukan untuk menentukan tingkat kegagalan tergantung pada tingkat beban, metode koefisien untuk menghitung tingkat kegagalan dapat digunakan.
Inti dari metode perhitungan koefisien direduksi menjadi fakta bahwa ketika menghitung kriteria keandalan peralatan, digunakan koefisien yang menghubungkan tingkat kegagalan elemen dari berbagai jenis dengan tingkat kegagalan suatu elemen, yang karakteristik keandalannya diketahui dengan andal.
Diasumsikan bahwa hukum reliabilitas eksponensial adalah valid, dan tingkat kegagalan elemen dari semua jenis bervariasi tergantung pada kondisi operasi pada tingkat yang sama. Asumsi terakhir berarti dalam kondisi operasi yang berbeda rasio tersebut
Tingkat kegagalan suatu elemen yang karakteristik kuantitatifnya diketahui;
Faktor reliabilitas i-th elemen. Elemen dengan tingkat kegagalan ^ 0 disebut sebagai elemen utama kalkulasi sistem. Saat menghitung koefisien K ielemen utama dari perhitungan sistem adalah resistansi kabel-kabel. Dalam hal ini, untuk menghitung keandalan sistem, tidak perlu diketahui tingkat kegagalan semua jenis elemen. Cukup mengetahui hanya faktor keandalan K i, jumlah elemen di sirkuit dan tingkat kegagalan elemen utama perhitungan Sejak K i memiliki sebaran nilai, kemudian reliabilitas diperiksa untuk keduanya UNTUK min dan untuk UNTUK ayunan. Nilai K i,ditentukan berdasarkan analisis data tingkat kegagalan peralatan untuk berbagai tujuan diberikan dalam tabel. 5.
Tabel 5
Tingkat kegagalan elemen kalkulasi utama (dalam hal ini, resistansi) harus ditentukan sebagai rata-rata tertimbang dari tingkat kegagalan dari resistansi yang digunakan dalam sistem yang dirancang, yaitu.
DAN N R- tingkat kegagalan dan jumlah resistansi i-th jenis dan denominasi;
t- jumlah jenis dan peringkat resistansi.
Hal ini diinginkan untuk membangun ketergantungan yang dihasilkan dari keandalan sistem pada waktu operasi seperti untuk nilainya UNTUK min , maka untuk UNTUK ayunan
Memiliki informasi tentang keandalan elemen individu yang termasuk dalam sistem, dimungkinkan untuk memberikan penilaian umum tentang keandalan sistem dan menentukan blok dan node yang memerlukan perbaikan lebih lanjut. Untuk ini, sistem yang diteliti dibagi menjadi node sesuai dengan kriteria konstruktif atau semantik (diagram struktural dibuat). Keandalan ditentukan untuk setiap unit yang dipilih (unit dengan keandalan yang lebih rendah memerlukan revisi dan peningkatan sejak awal).
Ketika membandingkan keandalan node, dan bahkan lebih dari varian sistem yang berbeda, harus diingat bahwa nilai keandalan absolut tidak mencerminkan perilaku sistem dalam operasi dan efisiensinya. Nilai keandalan sistem yang sama dapat dicapai dalam satu kasus karena elemen utama, perbaikan dan penggantiannya membutuhkan waktu yang cukup lama dan biaya material yang besar (untuk lokomotif listrik, pemindahan dari pengoperasian kereta api), dalam kasus lain, ini adalah elemen kecil, yang diganti oleh operator. oleh personel tanpa mengeluarkan mesin dari pekerjaan. Oleh karena itu, untuk analisis komparatif dari sistem yang dirancang, disarankan untuk membandingkan keandalan elemen yang memiliki kepentingan serupa dan konsekuensi yang timbul dari kegagalannya.
Untuk perkiraan penghitungan keandalan, Anda dapat menggunakan data dari pengalaman pengoperasian sistem serupa. yang sampai batas tertentu memperhitungkan kondisi operasi. Perhitungan dalam hal ini dapat dilakukan dengan dua cara: menurut tingkat keandalan rata-rata dari jenis peralatan yang sama atau faktor konversi ke kondisi operasi yang sebenarnya.
Penghitungan tingkat keandalan rata-rata didasarkan pada asumsi peralatan yang dirancang dan sampel yang dioperasikan adalah sama. Ini dapat diizinkan dengan elemen yang sama, sistem yang serupa, dan rasio elemen yang sama dalam sistem.
Inti dari metode ini adalah itu
Dan - jumlah elemen dan MTBF peralatan - sampel;
Dan - sama untuk peralatan yang dirancang. Dari rasio ini, mudah untuk menentukan MTBF untuk peralatan yang dirancang:
Keuntungan dari metode ini adalah kesederhanaannya. Kerugian - tidak adanya sampel peralatan operasi yang sesuai untuk perbandingan dengan perangkat yang dirancang.
Perhitungan dengan metode kedua didasarkan pada penentuan faktor konversi, yang memperhitungkan kondisi pengoperasian peralatan sejenis. Untuk menentukannya, dipilih sistem serupa yang dioperasikan dalam kondisi tertentu. Persyaratan lain mungkin tidak terpenuhi. Untuk sistem operasi yang dipilih, indikator keandalan ditentukan dengan menggunakan data pada Tabel. 3, data kinerja yang sama ditentukan secara terpisah.
Faktor konversi didefinisikan sebagai rasio
- MTBF menurut data operasi;
T oz- MTBF dengan perhitungan.
Untuk peralatan yang dirancang, indikator reliabilitas dihitung menggunakan data tabel yang sama seperti untuk sistem yang dioperasikan. Kemudian hasil yang diperoleh dikalikan dengan Untuk e.
Koefisien Untuk ememperhitungkan kondisi operasi sebenarnya, - perbaikan preventif dan kualitasnya, penggantian suku cadang di antara perbaikan, kualifikasi personel pemeliharaan, kondisi peralatan depo, dll., yang tidak dapat diramalkan dengan metode penghitungan lain. Nilai Untuk emungkin ada lebih dari satu.
Salah satu metode kalkulasi yang dipertimbangkan dapat dilakukan untuk keandalan tertentu, yaitu, dengan metode yang berlawanan - dari keandalan sistem dan MTBF hingga pemilihan indikator elemen penyusun.
Tingkat kegagalan- kepadatan bersyarat dari probabilitas kegagalan objek yang tidak dapat dipulihkan, ditentukan untuk saat yang dipertimbangkan dalam waktu, asalkan tidak ada kegagalan yang terjadi sebelum momen ini.
Dengan demikian, secara statistik, tingkat kegagalan sama dengan jumlah kegagalan yang terjadi per unit waktu, mengacu pada jumlah objek yang tidak gagal pada saat tertentu.
Perubahan tipikal dalam tingkat kegagalan dari waktu ke waktu ditunjukkan pada Gambar. 5.
Pengalaman sistem kompleks operasi menunjukkan bahwa perubahan tingkat kegagalan λ ( t) sebagian besar jumlah objek dijelaskan U - kurva berbentuk.
Waktu dapat secara bersyarat dibagi menjadi tiga bagian karakteristik: 1. Periode berjalan. 2. Jangka waktu operasi normal. 3. Periode penuaan objek.
Angka: 5. Perubahan umum dalam tingkat kegagalan
Periode run-in suatu objek memiliki tingkat kegagalan yang meningkat yang disebabkan oleh kegagalan break-in yang disebabkan oleh kerusakan dalam produksi, instalasi, dan commissioning. Terkadang akhir periode ini dikaitkan dengan layanan garansi objek, ketika penghapusan kegagalan dilakukan oleh pabrikan. Selama operasi normal, tingkat kegagalan tetap konstan, sementara kegagalan bersifat acak dan muncul tiba-tiba, terutama karena perubahan beban acak, ketidakpatuhan dengan kondisi pengoperasian, faktor eksternal yang tidak menguntungkan, dll. Periode inilah yang sesuai dengan waktu pengoperasian utama fasilitas.
Peningkatan tingkat kegagalan mengacu pada periode penuaan objek dan disebabkan oleh peningkatan jumlah kegagalan karena keausan, penuaan, dan alasan lain yang terkait dengan operasi jangka panjang. Artinya, kemungkinan kegagalan elemen yang bertahan untuk saat ini t pada beberapa interval waktu berikutnya bergantung pada nilai λ ( u) hanya dalam interval ini, dan oleh karena itu tingkat kegagalan merupakan indikator lokal keandalan elemen pada interval waktu tertentu.
Topik 1.3. Keandalan sistem yang dapat dipulihkan
Sistem otomasi modern adalah sistem kompleks yang dapat dipulihkan. Sistem semacam itu diperbaiki dalam proses operasi, jika terjadi kegagalan beberapa elemen dan melanjutkan pekerjaan lebih lanjut. Properti sistem yang akan dipulihkan dalam proses operasi "ditetapkan" selama desainnya dan dipastikan selama pembuatan, dan pelaksanaan operasi perbaikan dan restorasi diatur dalam dokumentasi normatif dan teknis.
Melakukan tindakan perbaikan dan pemulihan pada dasarnya adalah cara lain yang bertujuan untuk meningkatkan keandalan sistem.
1.3.1. Indikator keandalan sistem yang dipulihkan
Dari sudut pandang kuantitatif, sistem semacam itu, selain indikator keandalan yang telah dipertimbangkan sebelumnya, juga dicirikan oleh indikator keandalan yang kompleks.
Indikator reliabilitas yang komprehensif adalah indikator reliabilitas yang mencirikan beberapa properti yang menyusun keandalan suatu objek.
Indikator keandalan kompleks yang paling banyak digunakan untuk mencirikan keandalan sistem yang dipulihkan adalah:
Rasio ketersediaan;
Rasio kesiapan operasional;
Tingkat pemanfaatan teknis.
Rasio ketersediaan- probabilitas bahwa objek akan berada dalam keadaan kerja pada saat yang sewenang-wenang, kecuali untuk jeda yang direncanakan, di mana penggunaan objek untuk tujuan yang dimaksudkan tidak disediakan.
Dengan demikian, faktor ketersediaan secara bersamaan mencirikan dua properti yang berbeda dari suatu objek - keandalan dan pemeliharaan.
Ketersediaan adalah parameter penting, namun tidak universal.
Rasio kesiapan operasional- probabilitas bahwa objek akan berada dalam keadaan kerja pada saat yang sewenang-wenang, kecuali untuk jeda yang direncanakan, di mana penggunaan objek untuk tujuan yang dimaksudkan tidak disediakan, dan, mulai dari saat itu, itu akan bekerja tanpa kegagalan untuk interval waktu tertentu.
Koefisien mencirikan keandalan objek, kebutuhan untuk menggunakannya muncul pada titik waktu yang sewenang-wenang, setelah itu operasi bebas masalah tertentu diperlukan. Hingga saat ini, peralatan dapat dalam mode standby, mode penggunaan dalam fungsi kerja lainnya.
Tingkat pemanfaatan teknis- rasio ekspektasi matematis dari interval waktu untuk diamnya objek dalam kondisi kerja selama periode operasi tertentu dengan jumlah ekspektasi matematika dari interval waktu objek berada dalam status kerja, waktu henti karena pemeliharaan, dan perbaikan untuk periode operasi yang sama.
