Используя логико-вероятностные методы расчета надежности, необходимо определить вероятность безотказной работы P и вероятность отказа Q системы в соответствии с вариантом задания, при условии, что вероятность безотказной работы -го элемента равна pi, а вероятность отказа – qi.
Структурная схема:
Вероятности отказа и безотказной работы элементов:
q1=0,08;
p2=p3=…=p11=0,92;
p12=0,95;
q13=q14=0,05;
q15=0,04.
Для соединения «m из n» должен быть использован комбинаторный метод расчета, для соединения «мостик» - метод логических схем.
Решение
Определим вероятность безотказной работы элемента 1:
p1=1-q1=0,92.
Для элементов 13 и 14:
p13=p14=1-q13=0,95.
Для элемента 15:
p15=1-q15=0,96.
Рассмотрим элементы 1, 2, 3, 4. Они образуют систему «2 из 4» - это значит, что система работоспособна тогда, когда в ней работают любые два элемента из четырех. Обозначим это соединение как квазиэлемент A. Применим комбинаторный метод расчета вероятности безотказной работы:
P=i=mnCni∙pi∙1-pn-i.
Cni - биномиальный коэффициент, количество сочетаний по i из n.
C42=4!2!∙4-2!=3∙42=6;
C43=4!3!∙4-3!=41=4;
C44=1.
Элементы 1, 2, 3, 4 равнонадежны, p1=p2=p3=p4=0,92. Тогда получаем для PA:
PA=i=24C4i∙p1i∙1-p14-i.
PA=6p121-p12+4p131-p1+p14.
PA=6∙0,922∙0,082+4∙0,923∙0,08+0,924=0,99808.
Система после первого этапа преобразования:
Рис. 1.
Элементы 9, 10 образуют последовательное соединение. Заменим это соединение квазиэлементом B. Вероятность безотказной работы (ВБР) B вычисляется как произведение ВБР элементов 9 и 10:
PB=p9p10;
PB=0,92∙0,92=0,84640.
Система будет иметь вид:
Рис
. 2.
Элементы 5, 6 соединены параллельно. Заменим их квазиэлементом C. ВБР C вычисляется по формуле:
PC=1-1-p51-p6=1-1-p52,
так как p5=p6=0,95.
PC=1-1-0,922=0,99360.
Элементы 7, 8 также соединены параллельно. Заменим их квазиэлементом D. Вероятность безотказной работы D вычисляется аналогично:
PD=1-1-p72;
PD=1-1-0,922=0,99360.
Элементы 11, 12, 13 также образуют параллельное соединение.
Обозначим его как E вычислим вероятность безотказной работы E:
PE=1-1-p111-p121-p13=1-1-p111-p122,
так как p12=p13=0,95.
PE=1-1-0,921-0,952=0,99980.
Система после преобразований:
Рис. 3.
Элементы C, D, E, 14, B образуют «мостик» с базовым элементом B. Обозначим его как квазиэлемент F. Вероятность безотказной работы «мостика» вычислим методом логических схем. Логическая схема минимальных путей системы составляется таким образом, чтобы все элементы каждого минимального пути были соединены последовательно, а все минимальные пути – параллельно