Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. А.В. Романов и др. Оценка надежности … 2018 № 4 (40) с. 13-19 15 ми. Следствием может служить изменение закона рас- пределения времени работы системы до отказа. Формально на случайную величину X —время жизни технической системы в определенные моменты времени воздействует нагрузка ( ) k t , которая может быть как больше, так и меньше 1. Следует считать, что при стабильных условиях ( ) 1 k t = . Тогда в соответст- вии с изменяющейся нагрузкой происходит изменение закона распределения времени до отказа системы. В частности, время до отказа (продолжительность жизни) может уменьшиться или увеличиться [3–12]. Примерами возникновения и изменения нагрузки на систему могут служить: 1. Распределение нагрузки на системы гражданско- го строительства, в частности, влияние разрушения сварных соединений на увеличение нагрузки на другие узлы конструкции. 2. Изменение нагрузки на систему в моменты вклю- чения, выключения и в штатном режиме. Каждый дви- гатель в штатном режиме потребляет электроэнергии на порядок меньше, чем в момент его включения. 3. Изменение нагрузки на летательные аппараты на различных этапах полета. Примером тому являются модели реактивных двигателей. 4. Надежность программного обеспечения на этапе эксплуатации специальных систем. Наиболее подхо- дящей мерой надежности является вероятность того, что система выполняет возложенные на нее функции в течение заданного времени при условии взаимодейст- вия аппаратуры и программы. В случае проявления ошибки в программе осуществляется ее исправление, и она продолжает свою работу. Однако после исправле- ния мы имеем новую, улучшенную (или ухудшенную) программу с другими характеристиками надежности. Этот процесс также можно расценивать как изменение нагрузки на систему, когда исправление программных ошибок приводит к изменению работы программ и, как следствие, к изменению закона распределения времени их выполнения. 5. В случае значительного колебания суточной или сезонной величины потребляемой мощности дизель- генераторов применяется режим параллельной работы. Особенность их работы заключается в том, что дли- тельная минимальная нагрузка не должна быть менее 30%, поэтому работа одного дизель-генератора в этом случае недопустима. В силу этих причин используется комплекс из нескольких станций, работающих син- хронно на общую нагрузку и включающихся или от- ключающихся автоматически, в зависимости от вели- чины нагрузки. Особо следует сказать о социальных и экономиче- ских проблемах, связанных с изменением нагрузки, в частности, о сроке службы нематериальных активов и объектов интеллектуальной собственности [3]. Важны- ми характеристиками срока службы нематериальных активов являются средний срок службы и схема выбы- тия активов (которую иногда называют темпом изна- шивания). В итоге можно сказать, что изменение нагрузки на систему может быть вызвано следующими причинами. 6. Зависимость элементов системы . Показатели надежности технической системы обычно определяются в предположении независимости входящих в нее элемен- тов. Это значит, что отказ какого-либо элемента никак не влияет на надежность других элементов. Данное предпо- ложение лежит в основе математического аппарата тео- рии надежности. На самом деле, в результате отказов не- которых элементов неизбежно возникает дополнительная нагрузка на элементы, находящиеся в работоспособном состоянии. Как следствие, происходит изменение надеж- ности элементов. Указанному явлению, называемому по- следействием отказов, в той или иной степени подверже- на любая резервированная система. Интенсивность отка- зов элементов при этом изменяется в зависимости от вре- мени эксплуатации системы, и сами элементы системы оказываются зависимыми друг от друга. В результате эффекта последействия происходит более интенсивное старение системы и сокращение времени ее жизни. Мето- дов расчета надежности систем с зависимыми элементами в настоящее время практически не существует. Исключе- нием являются лишь системы с последействием отказов, когда рассматривается только дублирование или троиро- вание одинаковых по надежности элементов с экспонен- циальными распределениями времени до отказа. При этом остается открытым вопрос, по каким законам проис- ходит изменение интенсивности отказов элементов. 7. Изменение условий эксплуатации системы . Из- менение нагрузки на элементы системы и их надежно- сти может быть связано также с условиями эксплуата- ции системы и влиянием ряда внешних факторов. При этом возможны ситуации как увеличения, так и умень- шения нагрузки (нагрузочное резервирование). Может иметь место и колебательный характер изменения на- грузки. По признаку зависимости от времени нагрузка может быть дискретной, непрерывной или смешанной. Общая ситуация в научной литературе практически не изучалась. Это связано с тем, что непонятно, каким образом возникающая нагрузка на элементы системы оказывает влияние на законы распределения соответст- вующих случайных величин. Последние работы в этом направлении в какой-то степени сняли указанные пре- пятствия и позволили исследовать надежность систем как с увеличением, так и с уменьшением нагрузки на их элементы. Надо сказать, что расчет надежности сис- тем с последействием отказов в общем случае невоз- можно выполнить без применения надлежащих про- граммных средств. 8. Многофазная работа и многофазное обслужива- ние системы . Предположим, что система должна пройти несколько фаз, отличающихся условиями эксплуатации. При этом допускается произвольный порядок прохож- дения фаз. Требуется определить последовательность прохождения фаз, для которой надежность системы бу- дет максимальной. Конечно, оптимальный порядок бу- дет зависеть от интенсивностей отказов системы на каж- дой фазе, от моментов смены этих фаз, а также от крите- рия оптимальности. Например, вычислительный ком- плекс может работать в различных условиях: на суше, в воздухе, на воде с известными интенсивностями отказов. Известны времена пребывания комплекса в данных ус- ловиях, и значит, моменты изменений этих условий 1 t и