Методы резервирования элементов и систем

Высокая надежность системы может быть обеспечена комбинированием методов резервирования — сочетанием постоянного резервирования и метода самонастройки параметров и перераспределения функций элементов при отказах. - [c.328]

Рассматривается резервированная система, состоящая из одного основного и г — 1 резервных элементов. Система отказывает в момент , когда впервые оказывается г неисправных элементов. Все элементы восстанавливаются одним оператором время восстановления — случайная величина т) с функцией распределения Н (х). Наработка до отказа основного элемента — случайная величина с экспоненциальным распределением с параметром К. Требуется оценить Р (О — вероятность безотказной работы системы в течение времени t при условии абсолютной исправности в момент /о = О- Рассматривается случай быстрого восстановления за время восстановления резервного элемента основной элемент может отказать лишь с малой вероятностью. Для исследования подобных систем давно используется метод регенерирующих процессов. Именно весь процесс проходит через моменты восстановления tl. 4.....4, где — /г-й в порядке возрастания момент, когда система выходит из абсолютно исправного состояния, т. е. отказывает некоторый элемент. Известно, что в таком случае [c.194]

При постоянном резервировании основной элемент (система) и все резервные элементы (системы) функционируют одновременно. Этот метод резервирования эффективен, однако он невыгоден в энергетическом отношении. [c.177]

Наиболее совершенным методом резервирования следует считать резервирование с самонастройкой параметров и перераспределением функций элементов. Подобный метод дает возможность проектировать системы, оптимальные в отношении надежности, стоимости, эксплуатационных затрат и других факторов. [c.112]

Структурное резервирование позволяет создавать ХТС, показатели надежности которых выше, чем показатели надежности составляющих их элементов. На первых этапах технологического проектирования высокоэффективных производств [1, 2, 4, 48, 62], используя принципы и методы автоматизированного синтеза ХТС с оптимальными расходами материальных ресурсов [38, 39, 44, 45, 50, 51], проектировщики осуществляют синтез минимально необходимого работоспособного варианта технологической схемы системы. Этот вариант схемы содержит такую минимальную совокупность элементов, отказ каждого из которых приводит к нарушению работоспособности системы, т. е. к невыполнению поставленных перед ХТС целей функционирования. Показатели надежности указанного синтезированного варианта схемы не всегда полностью удовлетворяют требуемым нормам надежности (см. разд. 2.4), что объективно вынуждает использовать структурное резервирование для повышения его надежности. [c.47]

При раздельном резервировании в технической системе резервируются только отдельные, наименее надежные элементы. Такой метод резервирования эффективен, однако технически не всегда возможно его реализовать. [c.177]

Поскольку в задаче оптимизации поэлементного резервирования ХТС величины состава резерва X являются дискретными оптимизирующими переменными, для решения задач оптимального резервирования метод наискорейшего спуска является наиболее удобным. Процесс поиска структуры оптимальной резервированной системы представляют в виде следующего многошагового процесса. Рассматривают систему, состоящую из N основных элементов (подсистем) без резерва. На первом шаге определяют такой элемент (подсистему), добавление к которому одного резервного элемента дает наибольший удельный выигрыш в приросте показателя надежности системы в целом, т. е. наибольшее увеличение надежности на единицу капитальных затрат на резервный элемент. [c.215]

На рис. 7.18 показана принципиальная схема трехканального привода. Привод суммирует усилия каналов на общем звене. Каждый канал включает электронный усилитель 1, золотниковый распределитель 2, гидродвигатель 8 и датчик обратной связи 4. Для выведения гидродвигателя в нейтральное положение устанавливается пружина 6. Выходные штоки каналов 7 соединены с траверсой 8 через элемент связи — гидромуфту. Такой метод резервирования предусматривает первоначальную избыточность (т > 3). За счет увеличения избыточности удается получить два преимущества по сравнению с ранее рассмотренными методами. Просто реализуется система контроля отказов, которая основана на принципе голосования , т. е. за правильный сигнал на выходе принимается сигнал большинства каналов. Сравнение этого сигнала с сигналами каждого канала позволяет определить отказавший канал. И самое главное, этот принцип позволяет за счет большинства исправных каналов компенсировать влияние отказавшего канала на общий выход при необнаруженном отказе. [c.195]

При решении задачи оптимального резервирования данной ХТС в качестве основного оптимизируемого показателя надежности принята величина Р t) в интервале времени между двумя текущими ППР (см. раздел 6.1). Для решения задачи применен двухуровневый метод решения прямой комплексной задачи оптимизации надежности ХТС (см. раздел 8.3.1). При этом расчеты осуществлялись для значений нижних и верхних границ доверительных интервалов, установленных для показателей надежности элементов ХТС. В соответствии с этим двухуровневым методом на уровне Ai определялись оптимальные варианты поэлементного резерва системы. [c.244]

Следует отметить, что безотказность АСЗ зависит как от свойств используемых комплектующих технических устройств, так и от структуры системы. Изменяя структуру АСЗ, ее разработчик в процессе проектирования может активно влиять на показатели безотказности. Используя апробированные методы повышения надежности технических устройств (например, многократное резервирование), можно создать высоконадежную систему из ненадежных элементов. [c.48]

Приведенные выше задачи оптимизации надежностп ХТС являются задачами целочисленного нелинейного программирования с линейными или нелинейными ограничениями в виде неравенств. Предложены различные методы решения основных задач оптимизации резервирования технических систем, которые рассмотрены в разделе 8.2. Все указанные методы решения основных задач оптимизации резервирования ХТС и различных технических систем [2, 7, 231, 237] являются одноуровневыми. Они учитывают влияние включения резервных элементов на повышение надежности системы без использования обобщенных технико-экономических показателей. В качестве КЭ оптимального резервирования в данных методах используются лишь капитальные затраты на резервные элементы системы или величина Р(Х). [c.204]

Для решения задачи I уровня оптимизации—для определения оптимального варианта поэлементного резервирования — используется метод неопределенных множителей Лагранжа, отличающийся от других возможных методов (наискорейшего спуска, динамического программирования и других) сравнительной простотой реализации на ЭВМ. Для решения задачи II уровня оптимизации— выбора оптимальной величины надежности БТС — применяется метод сканирования по ряду предварительно задаваемых значений надежности системы. Математической моделью, устанавливающей влияние изменений в технологической топологии БТС за счет ввода резервных элементов на величину ее надежности, является параметрический граф надежности (п. г. н.) [c.174]

Рассмотрим решение прямой задачи оптимального поэлементного раздельного нагруженного резервирования системы с последовательным соединением элементов методом неопределенных множителей Лагранжа. После введения в структуру системы резервных элементов в общем случае она будет состоять из п последовательно соединенных т рупп элементов по (1< < < п) параллельно соединенных элементов в каждой (рис. 20.3.3.10). [c.773]

Этот метод новышения надежности систем наз. резервированием. Последнее возможно как общее (системы в целом), так и раздельное (по элементам и узлам). Прп этом практикуется резервирование постоянное илн замещением. В первом случае резервные элементы [c.299]

Решение задачи оптимального повышения надежности элементов для увеличения показателя эффективности Е системы при ограничениях на суммарные затраты С (или для решения обратной задачи минимизации суммарных затрат на систему при ограничении на показатель f ) предполагается осуществить методом наискорейшего спуска. Процедура почти полностью совпадает с той, которая описана при решении задачи оптимального резервирования. Для определения элемента, надежность которого целесообразнее всего повышать с точки зрения оптимизации показателя эффективности системы в целом, вычисляем величины [c.232]

Резервированием называется метод повышения надежности системы введением в нее дополнительных избыточных структурных )лементов, включаемых параллельно основным. Посредством резервирования можно создавать систел1Ы, надежность которых будет выше надежности входящих в нее элементов. Например, если имеется элемент с вероятностью безотказной работы P(t) равной 0,95, то однократное резервирование повысит нЕдежность системы до 0,9975, а двукратное — до 0,9999. Можно аналитически определить необходимую кратность резервирования, чтобы получить заранее заданный показатель вероятности безотказной работы. [c.351]

Метод резервирования имеет существенные недостатки он усложняет оборудование, удорожает его обслуживание, неприменим, ес.71и к оборудованию пред1>являются требования минимальных габаритов, массы, потребляемой мощности. Его применяют, если другие способы повышения надежности элементов системы не могут дать необходимых результатов. [c.352]

На практике случайные величины, значения которых оказывают определяющее влияние на работоспособность элементов химико-технологических систем (например, время начала процессов износа или старения, скорость износа), бывают распределены по более сложным законам или являются дискретными случайными величинами часто надежность элементов определяется воздействием многих внешних факторов (параметров окружающей среды, характеристик применяемых материалов и т. п.). В случаях, когда аналитическое решение задачи затруднено или невозможно, приходится прибегать к статистическому моделированию параметрической надежности методами Монте-Карло, применяемому к самым разнообразным технологическим системам без восстановления и с восстановлением отказавших элементов, без резервирования и с резервированием, с различными системами технического обслуживания и ремонта и т. д. Обьлны-ми условиями, определяющими необходимость и целесообразность применения статистического моделирования при анализе надежности системы, явJiяer я сложность ее структуры и многообразие особенностей взаимодействия элементов, длительность, сложность, трудоемкость и высокая стоимость физического экспериментального моделирования надежности, а необходимыми условиями — стохастический характер исследуемых процессов и параметров и определенность законов распределения вероятностей случайных параметров элементов системы. [c.742]

Такое резервиро вание можно использовать в ограниченных пределах, поскольку оно ведет к увеличению массы и габаритов очистного оборудования, к повышению стоимости системы и т.д. Поэтому такой метод на практике применяют довольно редко возможности резервирования обычно бывают заложены в конструкции самого очистителя. Примером такого конструктивного решения могут служить многосекционные фильтры, в которых поочередное отключение секций и очистка фильтрующих элементов проводятся без остановки всего фильтра. [c.282]

Введение избыточных элементов структуры в общем случае может привести к снижению надежности систем, поэтому выбор рациональных методов и способов резервирования имеет сзтцествен-пое значение при проектировании системы защиты. В настоящее время существует обширная литература по теории резервирования, в которой исследуются способы расчета потребного количества резервных устройств в зависимости от вида резервирования, целевой функции основного устройства, вида хранения резервных устройств и других факторов. Большое внимание уделяется количественной оценке улучшения показателей надежности резервированных устройств по сравнению с нерезервированными. [c.110]

Для дальнейшего изложения важно подчеркнуть неразрывную связь, которая существует между выбранными пpинципa .. резервирования, характером получаемой при этом структуры системы и математической сложностью возникающих здесь задач. В случае дублирования элементов проектируемая система почти всегда может быть сведена к РС, в которой допускаются, однако, многониточные участки и лупинги (параллельные трубопроводы, полностью или частично дублирующие отдельные участки). Поэтому для оптимизации в этих случаях, как правило, может быть применен метод ДП. [c.217]

Для того чтобы использовать эти формулы, требуется знать фактическую картину тутей снабжения, т.е. потокораспределение в системе. Именно в данном пункте методика расчета надежности включает методы гидравлического расчета и анализа режимов работы ТПС. Расчет надежности снабжения всех узлов системы с помощью выражений (16.2) вдоль известного потокораспределения и сравнение получаемых показателей с узловыми нормами позволяют выявить подмножество узлов, требующих тех или иных мероприятий по резервированию дублирования каких-то элементов кольцевания трубопроводной сети понижения уровня централизации снабжения введением в рассмотрение дополнительного источника и т.п. Любые мероприятия по резервированию имеют целью выполнение требований [c.223]

Однако этот способ требует наличия переключающих устройств, системы контроля работоспособности и отыскания неисправного элемента, а также исполнительных устройств для подключения резерва, поэтому надежность системы понижается, а стоимость растет такой метод используют при резервировании сравнительно крупных функционалышх узлов сложных систем, аппаратов и технологических линий. [c.765]

Применение метода наискорейшего спуска рассмотрим на примере поэлементного резфвирования системы из двух последовательно соединенных элементов (см. пример 25), но с использованием ненафуженного резервирования с замещением отказавших элементов (рис. 20.3.3.11). [c.774]

Прежде всего нужно отметить, что наибольшее распространение получил метод так называемого функционального резервировация, когда система, имеющая определенное количество избыточных элементов, при отказе какого-нибудь одного продолжает выполнять свои функции. По реакции системы на отказ элемента определяют, активное или пассивное применено резервирование. [c.160]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология