Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Реферат

Реферат по предмету "Коммуникации и связь"


Теория надежности

Теориянадежности – научная дисциплина, в которой разрабатываются и изучаются методыобеспечения эффективности работы объектов (изделий, устройств, систем и т.п.) впроцессе эксплуатации. В теории надежности вводятся показатели надёжностиобъектов, обосновываются требования к надёжности с учётом экономических идругих факторов, разрабатываются рекомендации по обеспечению заданныхтребований к надёжности на этапах проектирования, производства, хранения и эксплуатации.
Количественныепоказатели надёжности вводят в теорию на основе построения математическихмоделей рассматриваемых объектов. В Надёжности теория используются разнообразныематематические методы; особое место занимают методы теории вероятностей и математическойстатистики. Это связано с тем, что события, описывающие показатели надёжности(моменты появления отказов, длительность ремонта и т.д.), часто являютсяслучайными. Для расчёта вероятности безотказной работы объекта в течениенекоторого времени используются аналитические методы теории случайных процессов.Расчёт количественных показателей надёжности объектов с учётом возможности восстановленияотказавших устройств во многом аналогичен расчёту систем массового обслуживаниятеории. Аналитические методы расчёта надёжности сочетаются с методами моделированияна ЭВМ.
Надёжность изделия – свойствоизделия сохранять значения установленных параметров функционирования вопределённых пределах, соответствующих заданным режимам и условиямиспользования, технического обслуживания, хранения и транспортирования.Надёжность – комплексное свойство, которое в зависимости от назначения изделияи условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодностьи сохраняемость в отдельности или определённое сочетание этих свойств какизделия в целом, так и его частей. Основное понятие, используемое в теориинадёжности, – понятие отказа, т.е. утраты работоспособности, наступающей либовнезапно, либо постепенно. Работоспособность – такое состояние изделия, прикотором оно соответствует всем требованиям, предъявляемым к его основнымпараметрам. К числу основных параметров изделия относятся: быстродействие,нагрузочная характеристика, устойчивость, точность выполнения производственныхопераций и т.д. Вместе с другими показателями (масса, габариты, удобство вобслуживании и др.) они составляют комплекс показателей качества изделия.Показатели качества могут изменяться с течением времени. Изменение их,превышающее допустимые значения, приводит к возникновению отказового состояния(частичного или полного отказа изделия). Показатели Надёжность нельзяпротивопоставлять другим показателям качества: без учёта Надёжность все другиепоказатели качества изделия теряют свой смысл, точно так же и показателиНадёжность становятся полноценными показателями качества лишь в сочетании с др.характеристиками изделия. Понятие «Надёжность изделия» давно используется винженерной практике. Любые технические устройства – машины, инструменты илиприспособления – всегда изготавливались в расчёте на некоторый достаточный дляпрактических целей период использования. Однако долгое время Надёжность неизмерялась количественно, что значительно затрудняло её объективную оценку. Дляоценки Надёжность использовались такие понятия, как высокая Надёжность, низкаяНадёжность и др. качественные определения. Установление количественныхпоказателей Надёжность и способов их измерения и расчёта положило началонаучным методам в исследовании Надёжность На первых этапах развития теорииНадёжность основное внимание сосредоточивалось на сборе и обработке статистическихданных об отказах изделий. В оценке Надёжность преобладал характер констатациистепени надёжности на основании этих статистических данных. Развитие теории надёжностисопровождалось совершенствованием вероятностных методов исследования, как-то:определение законов распределения наработки до отказа, разработка методоврасчёта и испытаний изделий с учётом случайного характера отказов и т.п. Вместес тем возникали новые направления исследований: поиск принципиально новыхспособов повышения надёжности, прогнозирование отказов и прогнозированиенадёжности, анализ физико-химических процессов, оказывающих влияние нанадёжность, установление количественных связей между характеристиками этихпроцессов и показателями. Надёжность, совершенствование методов расчётаНадёжность изделий, обладающих всё более сложной структурой, с учётом всёбольшего числа действующих факторов (достоверность исходных данных, контроль ипрофилактика, условия работы и обслуживания и т.д.). Испытания на Надёжностьсовершенствовались главным образом в направлении проведения ускоренных инеразрушающих испытаний. Наряду с совершенствованием натурных испытаний широкоераспространение получили математическое моделирование и сочетание натурных испытанийс моделированием. В результате к 50-м гг. 20 в. сформировались основы общейтеории Надёжность и её частных направлений по отдельным видам техники.
Увеличивающаясясложность технических устройств; возрастающая ответственность функций, которыевыполняют технические устройства; повышение требований к качеству изделий иусловиям их работы; возросшая роль автоматизации, которая сокращает возможностьнепрерывного наблюдения за состоянием устройства, – основные факторы,определившие главное направления в развитии науки о надёжности. Техническиесредства и условия их работы становятся всё более сложными. Количествоэлементов в отдельных видах устройств исчисляется сотнями тысяч. Если непринимать специальных мер по обеспечению Надёжность, то любое современноесложное устройство практически будет неработоспособным. Так, например, всовременной ЭВМ средней производительности за 1 с происходит около 5 млн. сменсостояний в результате переключений её двоичных элементов, число которыхдостигает нескольких десятков тыс. За 5 ч непрерывной работы ЭВМ,требуемых на решение типовой задачи, происходит свыше 1012–1014смен состояний машины. Вероятность возникновения хотя бы одного отказа при этомстановится достаточно большой, а следовательно, необходимы специальные меры,обеспечивающие работоспособность ЭВМ.
Техническимсредствам отводят всё более ответственные функции на производстве и в сфереуправления. Отказ технического устройства зачастую может привести ккатастрофическим последствиям. Надёжность в эпоху научно-технической революциистала важнейшей проблемой.
Количественныепоказатели надёжности. Надёжность изделий определяется набором показателей; для каждогоиз типов изделий существуют рекомендации по выбору показателей Надёжность Дляоценки Надёжность изделий, которые могут находиться в двух возможных состояниях– работоспособном и отказовом, применяются следующие показатели: среднее времяработы до возникновения отказа Тср – наработка до первого отказа; среднеевремя работы, приходящееся на один отказ, Т – наработка на отказ; интенсивностьотказов l(t); параметр потока отказовw(t); среднее время восстановленияработоспособного состояния tв; вероятность безотказной работы завремя t [Р (t)]; готовности коэффициент Kr.
Законраспределения наработки до отказа определяет количественные показателиНадёжность невосстанавливаемых изделий. Закон распределения записывается либо вдифференциальной форме плотности вероятности f (t), либо в интегральной форме F(t). Существуют следующие соотношения между показателями Надёжность и законом распределения:
/>

Длявосстанавливаемых изделий вероятность появления n отказов за время t в случаепростейшего потока отказов определяется законом Пуассона:
/>
Изнего следует, что вероятность отсутствия отказов за время t равна Р (t) =exp(-lt) (экспоненциальный закон надёжности).
Техническиесистемы, состоящие из конструктивно независимых узлов, обладающие способностьюперестраивать свою структуру для сохранения работоспособности при отказеотдельных частей, в теории Надёжность принято называть сложными техническимисистемами (в отличие от сложных кибернетических систем, называются также большимисистемами). Число работоспособных состоянии таких систем – два и более. Каждоеиз работоспособных состояний характеризуется своей эффективностью работы,которая может измеряться производительностью, вероятностью выполненияпоставленной задачи и т.д. Показателем Надёжность сложной системы может бытьсуммарная вероятность работоспособности системы – сумма вероятностей всехработоспособных состояний системы.
Способыопределения количественных показателей надёжности. Показатели Надёжностьопределяются из расчётов, проведением испытаний и обработкой результатов(статистических данных) эксплуатации изделий, моделированием на ЭВМ, а также врезультате анализа физико-химических процессов, обусловливающих Надёжностьизделия. Расчёты Надёжность основаны на том, что при определенной структуреизделия и имеющемся законе распределения наработки до отказа изделий этого типасуществуют вполне определенные зависимости между показателями Надёжностьотдельных элементов и Надёжность изделия в целом. Для установления таких зависимостейиспользуются следующие приемы: решение уравнении, составленных на основанииструктурной схемы Надёжность (использование последовательно-параллельныхструктур) или на основании логических связей между состояниями изделия(использование алгебры логики); решение дифференциальных уравнений, описывающихпроцесс перехода изделия из одного состояния в другие (использование графовсостояний); составление функций, описывающих состояния сложного изделия. Расчётынадёжности производятся главным образом на этапе проектирования изделий с цельюпрогнозирования для данного варианта изделия ожидаемой Надёжность. Это позволяетвыбрать наиболее подходящий вариант конструкции и методы обеспеченияНадёжность, выявить «слабые места», обоснованно назначить рабочие режимы, формуи порядок обслуживания изделия.
Испытанияна надёжность производятся на этапах разработки опытного образца и серийного производстваизделия. Существуют испытания на надёжность определительные, в результатекоторых определяют показатели надёжность; контрольные, имеющие целью контроль качестватехнологического процесса, обеспечивающего с некоторым риском Надёжность не нижезаданной; ускоренные, в ходе которых используют факторы, ускоряющие процессвозникновения отказов; неразрушающие, основанные на применении методов дефектоскопиии интроскопии, а также на изучении косвенных признаков (шумов, тепловых излученийи т.п.), сопутствующих возникновению отказов.
Моделированиена ЭВМ является наиболее эффективным средством анализа надёжности сложныхсистем. Широко распространены два алгоритма моделирования: первый, основанныйна моделировании физических процессов, происходящих в исследуемом объекте(оценка Надёжность при этом определяется по числу выходов параметров объекта запределы допуска); второй, основанный на решении систем уравнений, описывающих состоянияисследуемого объекта.
Анализфизико-химических процессов также позволяет получить оценку Надёжностьисследуемого изделия, т. к. часто удаётся установить зависимостьНадёжность от состояния и характера протекания физико-химических процессов(соотношение показателей прочности и нагрузки, износостойкость, наличиепримесей в материалах, изменение электрических и магнитных характеристик,шумовые эффекты и т.д.). Наиболее часто анализ физико-химических процессовприменяется при оценке Надёжность элементов радиоэлектронной аппаратуры.
Способыповышения надёжности. На стадии разработки изделий: использование новых материалов,обладающих улучшенными физико-химическими характеристиками, и новых элементов,обладающих повышенной надёжностью по сравнению с применявшимися ранее;принципиально новые конструктивные решения, например замена электровакуумныхламп полупроводниковыми приборами, а затем интегральными схемами; резервирование,в том числе аппаратурное (поэлементное), временноеи информационное; разработка помехозащищённых программ и помехозащищённого кодированияинформации; выбор оптимальных рабочих режимов и наиболее эффективной защиты отнеблагоприятных внутренних и внешних воздействий; применение эффективногоконтроля, позволяющего не только констатировать техническое состояние изделия(простой контроль) и устанавливать причины возникновения отказового состояния(диагностический контроль), но и предсказывать будущее состояние изделия, с темчтобы предупреждать возникновение отказов (прогнозирующий контроль).
Впроцессе производства: использование прогрессивной технологии обработкиматериалов и прогрессивных методов соединения деталей; применение эффективныхметодов контроля (в том числе автоматизированного и статистического) качестватехнологических операций и качества изделий; разработка рациональных способов тренировкиизделий, выявляющих скрытые производственные дефекты; испытания на надёжность,исключающие приёмку ненадёжных изделий.
Вовремя эксплуатации: обеспечение заданных условий и режимов работы; проведениепрофилактических работ и обеспечение изделий запасными деталями, узлами иэлементами, инструментом и материалами; диагностический контроль,предупреждающий о возникновении отказов.
Входе развития техники возникают новые аспекты проблемы обеспечения надёжности.Так, например, внедрение больших интегральных схем требует принципиально новыхметодов расчёта их Надёжность, применение систем автоматизированного контроляприводит к необходимости учёта его влияния на показатели надёжности и т.д.Наука о надёжности возникла на стыке ряда научных дисциплин, а именно: теории вероятностейи случайных процессов, математической логики, термодинамики, технической диагностикии др., развитие которых взаимосвязанно и находит своё отражение в развитиитеории надёжности. Основное направление развития науки о надёжностиопределяется общей тенденцией технического развития в различных отрасляхнародного хозяйства и задачами народно-хозяйственных планов страны. К числунаиболее актуальных вопросов теории Надёжности относятся: оценка и обеспечениенадёжности сложных кибернетических систем. Проблема надёжности является«вечной» проблемой, т. к. она всякий раз возникает в новойформулировке на каждом новом этапе развития техники.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Строение атома Оптические спектры атома
Реферат Аминазин Курсовая работа по токсикологической химии План
Реферат Механизмы межпроцессных взаимодействий в операционной системе Unix
Реферат Теория вычислительный процессов и структур
Реферат Браун, Джон аболиционист
Реферат Образ Пелагеи Ниловны в романе Максима Горького Мать
Реферат Мета, завдання і зміст дисципліни "Електропостачання промислових підприємств". Практичне її значення. Загальні відомості про споживачів електричної енергії та режимах електроспоживання
Реферат Екологічне страхування
Реферат Создание базы данных состоящей из одной таблицы
Реферат Творческая работа по русскому языку и культуре речи на тему: «Счастье»
Реферат Налоговая система государства понятие и сущность
Реферат Способы и средства выражения согласия и несогласия в испанском язык
Реферат Арабо-Израильский конфликт
Реферат Анализ финансового состояния санатория Лесная Поляна Пятигорск и Пятигорсккурорта
Реферат Задачи и принципы уголовного процесса в свете проблем борьбы с преступностью