Розглянуто науково-технічну проблему розрахунку кількості запасних частин для відновлюваних електромеханічних об'єктів. Використовуючи розроблену модель надійності на основі методу Монте-Карло, показано, що прогнозована кількість запасних частин залежить від числа об'єктів, які одночасно експлуатуються в парку.

The paper is devoted to scientific and technical problem of spare parts amount calculation for electromechanical restorable items. Using Monte-Carlo reliability model what constructed by authors it is shown that predicted spare parts amount is depend on simultaneously operated items park amount.

Запропоновано класифікаційну схему фазових законів розподілу, згідно з якою виконано синтез аналітичних виразів законів розподілу "три переходи - три фази" включно. Шляхом аналізу одержаних виразів встановлено невідому властивість фазових законів розподілу - властивість оборотності.

Синтезовано розширену однорідну Марковську модель надійності для електромеханічного об'єкта з однократним загальним полегшеним резервуванням. Запропоновано моделі відмов складових елементів, які найбільш прийнятні для розв'язання поставленої задачі. Проведено аналіз коректності та адекватності одержаних результатів.

Визначено кількість запасних частин для одиничного об'єкта з миттєвими ремонтами. Запропоновано залежність кількості запасних частин від довірчої ймовірності визначати із застосуванням ациклічної однорідної Марковської моделі на підставі розширення простору станів. Проаналізовано коректність одержаних результатів.

Розглянуто проблему розрахунку параметра потоку відмов для відновлюваних об'єктів. Для одинарного відновлюваного об'єкта з урахуванням тривалості ремонтів запропоновано розширену однорідну марковську модель надійності. Користуючися такою моделлю, для досліджуваного об'єкта визначено параметр потоку відмов. Показано, що запропонована модель надійності забезпечує найкращу адекватність у порівнянні з альтернативними моделями. Зокрема, застосування звичайної однорідної марковської моделі для визначення параметра потоку відмов дає низьку адекватність результату, оскільки в такій моделі реальні розподіли часу напрацювання та ремонтів слід замінити експоненціальними розподілами. Результати, одержані на базі відповідної моделі з використанням методу Монте-Карло, поступаються адекватністю незначно, проте вимагають суттєвих затрат машинного часу.

  Скачати повний текст

Розглянуто визначення функцій інтенсивності потоку відмов та готовності для відновлюваних електромеханічних систем із багатократним заміщувальним резервуванням. Аналіз грунтується на складанні структурно-алгоритмічних моделей систем, подальшому їх перетворенні до моделей станів та подій, а потім до розрахункових дискретно-неперервних стохастичних моделей марковського типу.

Рассмотрено определение функций интенсивности потока отказов и готовности для восстанавливаемых электромеханических систем с многократным замещающим резервированием. Анализ основывается на составлении структурно-алгоритмических моделей систем, дальнейшем их превращении в модели состояний и событий, а затем к расчетным дискретно-непрерывным стохастическим моделям марковского типа.

Failure intensity and availability determination for renewal electromechanical systems with sliding redundancy is treated. Such analysis is based on creating structure & algorithm models, further they transformation to state & event models, and then to calculable Markov type discrete & continuous models.

Розглянуто ефективність застосування багатоконтурної системи автоматичного управління електричними режимами електротехнологічного комплексу "дугова сталеплавильна піч - мережа електропостачання". Наведено результати комп'ютерного моделювання.

Для визначення показників довговічності систем зі структурним резервуванням запропоновано метод, який базується на застосуванні багатовимірних ациклічних марковських моделей. На базі запропонованого методу для дубльованої системи з паралельним резервуванням визначено гамма-процентний ресурс, інтенсивність відмов і ймовірність розподілу за відмовами.

Для визначення показників довговічності нерезервованих систем удосконалено метод автоматизованого формування моделей надійності. Метод полягає у розкладанні циклічної марковської моделі на складники, із яких далі формується багатовимірна ациклічна марковська модель. Кількість вимірів такої моделі дорівнює кількості елементів у системі. Для нерезервованої системи із поелементно-загальним ремонтуванням сформовано її двовимірну ациклічну марковську модель та визначено характеристики довговічності.

Розглянуто проблему визначення кількості запасних частин для згрупованих одинарних відновлюваних об'єктів із миттєвими ремонтами та з урахуванням тривалості ремонтів. Вирішити проблему запропоновано шляхом складання та аналізу таблиці працездатності за допомогою методу прямого перебирання.

Для простої деревоподібної відновлювальної системи з урахуванням перерозподілу навантаження за допомогою методів автоматизованого формування побудовано моделі надійності марковського та імітаційного типів і визначено за ними характеристики готовності.

Наведено моделі процесів, станів і подій дубльованої системи для аналізу впливу стратегій технічного обслуговування на функцію інтенсивності потоку відмов. Аналіз базується на застосуванні спеціалізованого математичного та програмного забезпечення для синтезу дискретно-неперервних моделей марковського типу.

Визначено оптимальне співвідношення між об'ємом вибірки та тривалістю тестування. Оптимальне співвідношення визначено із умови мінімізації витрат на проведення такого тестування. Розглянуто тестування об'єктів, напрацювання яких розподілено за експоненціальною моделлю відмов.

Розглянуто проблему розрахунку інтенсивності потоку відмов для дубльованої відновлюваної системи з полегшеним резервуванням. Визначати інтенсивність потоку відмов системи запропоновано, застосовуючи спеціальний метод, який базується на розширеній марковській моделі. Коректність такого підходу перевірено за допомогою методу Монте-Карло.

Висвітлено теоретичні та практичні питання визначення характеристик надійності відновлюваних систем на основі марковських моделей та імітаційного моделювання методом Монте-Карло. Розглянуто нові підходи для врахування багатотермінальності систем, перерозподілу навантаження між елементами, моделювання процесів напрацювання, тривалість яких розподілена довільно. Запропоновано метод перетворення дерев відмов і блок схем надійності у моделі станів і подій, який грунтується на комбінаторному перебиранні станів і подій, а також застосуванні функції швидкості перебігу процесів, функцій подій і функцій ініціалізації. Такі функції відповідають структурно-автоматній моделі, в якій додано параметри для опису багатокритеріальності, перерозподілу навантаження, властивостей довільних розподілів. Розроблено правила автоматизованого формування таких моделей на основі типів блоків дерев відмов і блок-схем надійності.

Запропоновано математичну модель надійності електротехнічної системи з загальним заміщувальним резервуванням. Така модель адекватно враховує вплив зміни навантаження на показники мінімальної множини перетинів. Для моделювання надійності застосовано динамічне дерево відмов і марковський аналіз.

Запропоновано математичну модель надійності системи з роздільним заміщувальним резервуванням, призначену для аналізу причин непрацездатності такої системи. Математична модель адекватно враховує вплив перерозподілу навантаження на ймовірнісні показники мінімальної множини перетинів. Процеси перерозподілу навантаження формалізовано динамічним деревом відмов, а ймовірнісні характеристики перетинів визначено за розщепленою однорідною марковською моделлю. Одержані результати є основою для розроблення заходів щодо підвищення надійності досліджуваної системи.

Розв'язано науково-практичну проблему розробки методів для автоматизованої побудови й аналізу математичних моделей надійності відновлюваних багатотермінальних систем із урахуванням перерозподілу навантаження. З даною метою для дерев відмов і блок-схем надійності формалізовано перерозподіл навантаження та багатотермінальність. Вдосконалено математичний опис станів та подій, а також метод його автоматизованої побудови та аналізу. Набули подальшого розвитку методи автоматизованої побудови розщеплених однорідних марковських моделей та імітаційне моделювання за методом Монте-Карло відновлюваних багатотермінальних систем із урахуванням перерозподілу навантаження. Для перевірки достовірності розроблених методів проаналізовано моделі однотермінальних одинарних об'єктів, нерезервованих систем і систем із різними типами структурного резервування, а також багатотермінальних систем із розгалуженою структурою.

Застосовуючи відомі на сьогодні підходи, не вдається ефективно врахувати нерівномірність перерозподілу навантаження на мінімальну множину перетинів системи із резервуванням за схемою 2-із-3. Для розв'язання поставленої проблеми застосовані динамічні дерева відмов, теорія графів та марковський аналіз. У роботі нерівномірність перерозподілу навантаження формалізовано динамічним деревом відмов, а характеристики перетинів визначено за розщепленою однорідною марковською моделлю. Одержані результати є основою для розроблення науково обгрунтованих заходів щодо підвищення надійності досліджуваної системи.