Коэффициент готовности K – вероятность того, что элемент работоспособен в произвольный момент времени.

Для определения величины K отдельного элемента используется следующая статистическая оценка:

, (4.12)

где t – i-й интервал времени исправной работы элемента, t – i-й интервал времени восстановления элемента после i-го отказа, n – число отказов.

Разделив численно знаменатель выражения (4.12) на число отказов n, происшедших за рассматриваемое время, получим следующее выражение:

. (4.13)

Таким образом, коэффициент готовности равен вероятности пребывания элемента в работоспособном состоянии в произвольный момент времени в рассматриваемом периоде.

Коэффициент готовности имеет смысл надежностного коэффициента полезного действия, так как числитель представляет собой полезную составляющую, а знаменатель – общие затраты времени.

Коэффициент готовности является важным показателем надежности, так как характеризует готовность элемента к работе и позволяет также оценить его эксплуатационные качества (удобство эксплуатации, стоимость эксплуатации) и требуемую квалификацию обслуживающего персонала.

Коэффициент простоя Кп – вероятность того, что элемент неработоспособен в любой момент времени.

Статистическая оценка величины Кп:

(4.14)

По аналогии с коэффициентом готовности получаем зависимость для коэффициента простоя:

(4.15)

Очевидно, что всегда имеет место равенство

. (4.16)

Относительный коэффициент простоя – отношение коэффициента простоя к коэффициенту готовности:

. (4.17)

Коэффициент технического использования учитывает дополнительные преднамеренные отключения элемента, необходимые для проведения планово-предупредительных ремонтов:

(4.18)

где – среднее время обслуживания, т.е. среднее время нахождения элемента в отключенном состоянии для производства планово-предупредительных ремонтов (профилактики).

Коэффициент оперативной готовности Ког вероятность того, что элемент работоспособен в произвольный момент времени t и безошибочно проработает в течение заданного времени (t,t+ ):

(4.19)

Для определения величины используется статистическая оценка

(4.20)

где – число элементов, исправных в момент времени t и безотказно проработавших в течение времени , N(0) – первоначальное число наблюдаемых элементов в момент времени t = 0.

Коэффициент оперативной готовности позволяет количественно оценить надежность объекта в аварийных условиях, т.е. до окончания выполнения какой-то эпизодической функции.

 

Пример 4.1

Проводилось наблюдение за работой элемента на интервале времени t = 1300 ч, в течение которого было зафиксировано N(0)=14 отказов. Требуется определить среднюю наработку на отказ, если известно среднее время восстановления =2 ч, а вывод элемента из работы для проведения профилактических ремонтов не производился.

Решение

Используем формулу (3.17). С учетом времени восстановления элемента после отказов получаем

T= .

 

Пример 4.2

Определить коэффициенты готовности, простоя и коэффициент технического использования для трансформатора с высшим напряжением 35, 110 кВ.

Решение

Из табл. 3.2 берем исходные показатели надежности (для резервированной системы):

, , .

Тогда Т = = 1/0,03 = 33,33 года.

Расчеты по формулам (4.13), (4.16), (4.18) дают следующие результаты:

К = =0,999897; К =1-0,999897=0,000103; =0,999859.

 

Структурная надёжность

5. О ПРЕДЕЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ НАДЕЖНОСТИ ВХОДЯЩИХ В НИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Структурной надежностью системы (устройства) называется результирующая надежность системы (устройства) при заданной ее структуре и известных значениях надежности всех входящих в нее частей (элементов).

Надежность систем зависит не только от составляющих их элементов, но и от способа соединения последних. Предполагается, что элементы находятся в двух состояниях – работоспособном или неработоспособном, а пропускная способность элементов не ограничена.

Суммой двух событий А и В называется событие С, состоящее в выполнении события А или события В или обоих вместе. Если события А и В несовместны, то появление обоих этих событий вместе исключено, и сумма событий А и В сводится к появлению события А или события В. Следовательно, суммой событий А и В называется событие С, состоящее в появлении хотя бы одного из этих событий.

Произведением двух событий А и В называется событие С, состоящее в совместном выполнении события А и события В.

Расчеты надежности систем основаны на использовании основных теорем теории вероятностей.