Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Systems Methods Technologies. A.V. Romanov et al. Assessment of reliability … 2018 № 4 (40) p. 13-19 14 Под надежностью сложной технической системы понимается свойство системы выполнять возложенные на нее задачи в определенных условиях эксплуатации, при этом она может рассматриваться как совокупность надежности ее аппаратных средств и надежности ее программного обеспечения. Надежность технической системы тесно связана с условиями ее эксплуатации. Отказом называется собы- тие, после возникновения которого характеристики технического объекта (параметры) выходят за допус- тимые пределы. При наступлении отказа, который может наступить в аппаратной или программной составляющей, сложная техническая система не может выполнять все требуе- мые задачи, т. е. переходит из исправного состояния в неисправное. Если при наступлении отказа сложная техническая система способна выполнять заданные функции, сохраняя значения основных характеристик в пределах, установленных технической документацией, то она находится в работоспособном состоянии. С точ- ки зрения обеспечения достоверности и полноты ин- формации, необходимо сохранять хотя бы работоспо- собное состояние сложной технической системы. Для решения этой задачи необходимо обеспечить высокую надежность функционирования алгоритмов, программ и технических (аппаратных) средств. Надежность сложных технических систем достигается на этапах разработки, производства и эксплуатации. Одной из разновидностей модели надежности (или безопасности) технической системы можно считать зависимость ее характеристик от условий эксплуатации или испытываемых нагрузок. Эксплуатация в технике — часть жизненного цикла изделия, на протяжении которого оно используется по назначению [2]. На этапе эксплуатации реализуется, поддерживается и восстанавливается надежность изде- лия. В общем случае эксплуатация изделия включает в себя также транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт. Условия эксплуатации технических систем имеют различную физико-химическую природу и изменяются в широких пределах. Их можно разделить на климати- ческие, механические, радиационные. Климатические факторы обусловлены изменением температуры и влажности окружающей среды, тепловым ударом, уве- личением или уменьшением атмосферного давления, наличием движущихся потоков пыли (песка), присут- ствием активных веществ в окружающей атмосфере, наличием солнечного облучения, взрывоопасной и воспламеняющейся атмосферы, дождя или брызг. Ме- ханические факторы —это воздействие вибрации, уда- ров, линейного ускорения, акустического удара, нали- чие невесомости. Радиационные факторы представля- ют собой космическую радиацию, ядерную радиацию от реакторов, атомных двигателей, облучение потоком гамма-фотонов, быстрыми нейтронами, бета- частицами, альфа-частицами, протонами. Характер и интенсивность воздействия перечислен- ных факторов зависят от условий использования и на- значения технических средств, которые разделяются на стационарные и транспортируемые. С течением времени в технических системах, как правило, происходят какие-либо изменения, влияющие на длительность их эксплуатации. Эти изменения мо- гут носить как внутренний, так и внешний характер. Внешние изменения связаны, как правило, с изменени- ем условий эксплуатации систем. На систему могут воздействовать изменение температуры, влажности, давления, вибрация, механические удары, электромаг- нитные помехи, агрессивная химическая среда и др. Работа системы может происходить в разных условиях (на земле, на воде, в воздухе), что также приводит к изменению нагрузки на систему и, как следствие, из- менению ее надежности. Если рассматриваемая система является элементом системы более высокого уровня, то изменения нагруз- ки могут быть еще обусловлены отказами (или восста- новлением) некоторых других элементов. Данное свой- ство называется последействием отказов (восстановле- ний) резервированной системы. Наличие интервалов простоя в работе системы можно расценивать как воз- действие на систему нулевой нагрузки. Влияние внешних факторов во многом определяет возможности нормального функционирования техни- ческой системы. Так, повышение рабочей температуры снижает ее надежность. Колебания температуры могут привести к изменению типа посадок в механических узлах конструкции, вызвать ослабление крепления, температурные напряжения. Воздействие низких тем- ператур ухудшает прочностные характеристики мате- риалов, эластичность упругих элементов. Понижение атмосферного давления отрицательно влияет на усло- вия теплоотвода в конструкциях системы, что связано со многими нарушениями нормального ее функциони- рования. Повышенная влажность может вызвать корро- зию деталей и несущих конструкций, чему особо спо- собствуют наличие активных веществ в атмосфере, солнечная радиация, пыль и песок. Современные сложные специальные системы часто работают в изменяющихся условиях: изменение усло- вий внешней среды, сезонные изменения потока заявок на обслуживание технических средств и их составных частей, возникновение различных аномалий при экс- плуатации, изменение экономической ситуации и т.д. Весьма существенной причиной возникновения до- полнительных нагрузок в системе является изменение надежности ее отдельных узлов в зависимости от со- стояния (рабочего или отказового) других частей сис- темы. Эта зависимость может быть смоделирована с помощью так называемых моделей нагрузки на состав- ляющие элементы. Важным моментом для таких моде- лей является правило, определяющее изменение интен- сивности отказов элементов после отказов других эле- ментов системы. Представленная проблема надежности сложных технических систем до настоящего времени не решена и остается актуальной. Изменение закона распределения времени рабо- ты до отказа. При изменении условий эксплуатации системы мы выходим за рамки классической теории надежности, предполагающей эти условия неизменны-