1. Если в той же системе работа приостанавливается при отказе одного-- из параллельных участков, то вероятность выполнения задания вычисляют по, формуле (4) при й = 10',08 и А=7,33:

/

/ 7,33-10,08
/20,16

8,33-10,08 „

0,27<Р3(^0, ^)<ф(тр==—) = 0,32.

Если для повышения вероятности выполнения задания увеличить время t0 до» 4 ч, то 6 = 13,33 и

ФІ


13,33-10,08

/20,16 )


I 14,33—10,08

0.71 Л(/„.Р0) . ф; ■ 5-^7-" ] = 0,8.


Точное значение вероятности, вычисленное с помощью ЭВМ по формуле при т=40, равно


(2)-:


Р3=(/о, /) =0,786.



  1. Системы с поточной организацией производства

    1. Аналитический метод

      1. Аналитический метод распространяется на системы с последовательной структурой, в которых имеется один или несколько промежуточных накопителей для хранения межоперационных заделов. Отказом системы является нарушение заданного ритма выпуска продукции на выходе системы из-за отказа выходно­го участка или исчерпание запасов в промежуточных накопителях.

Расчетный метод использует в качестве исходной информации следующие характеристики:

% г — интенсивности отказов участков технологических систем;

0„ — номинальные производительности участков ТС;

Лнг — интенсивности отказов межоперационных накопителей;

  • уровни начального заполнения накопителей;

Твг — средние времена восстановления работоспособности участков ТС;

Sj —- емкость 1-го накопителя;

  • средние времена восстановления накопителей.

При расчете показателей надежности ТС данным методом принимаются те же допущения, что и в П.1.1.ІІ.

  1. Вероятность выполнения задания двухучастковой ТС с промежуточ­ными накопителями для случая, когда номинальная производительность ТС (<2н) определяется номинальной производительностью второго участка, рассчи­тывают по формуле

(1 Q) * $о,

P3(to,S0) = (1_д.е Ч •<?", у (17)

1

где

Формулой (17) можно пользоваться и в том случае, когда начальное заполне­ние накопителя Stj =0, но за наработку tQ суммарное время простоя не долж­но быть более T=So1/Qh2J

  1. Коэффициент готовности двухучастковой ТС при одинаковой произво­дительности участков QH и экспоненциальных распределениях наработки и вре­мени восстановления участков вычисляют по формуле

Кг($в1 ) = Кг, -Кг<(1-(1-КГ1 )d(SOi )), (18).

где Кгг — коэффициент готовности 1-го участка

(1=1,2).

1

S - 1+ХгТв. ;

Кгн — коэффициент готовности накопителя

1

. Кгн— і і 1 . т ’

“ ‘ Т Л1| < В!)

6(S01) _ коэффициент наложения потерь (отношение суммарного времени про­стоев второго участка, обусловленных простоями первого участка, к суммарному времени простоев первого участка за рассматриваемый, календарный промежуток времени).В2 в.

7-17V +^гТ’в (exp I -——— +


Тв. Вг

ТВ1В



  1. Д

    (.^гТвг ^•і7’вІ ) SO1

    Т’в, 'Тв2 -Qh

    ля систем с произвольной структурой при наличии в них запасов следует составлять для искомых характеристик системы интегральные или диф­ференциальные уравнения в частных производных гиперболического типа. Ре­шение этих уравнений производят с помощью численных процедур на ЭВМ. Ес­ли применение аналитических методов расчета затруднительно из-за большого объема вычислений, следует применять методы ускоренного статистического мо­делирования.
  2. Пример. Оценить показатели надежности двухучастково.й ТС с интен­сивностью отказов участков Xi=0,03 1/ч, Z,2=0,01 1/ч и интенсивности отказа промежуточного накопителя ='0,0'02 1/ч. Средние времена восстановления ’Т’вх =^в2 =^bii = 0,5 ч. Начальное заполнение промежуточного накопителя S01 равно 100' изделий. Номинальная производительность первого участка ТС QU1 = = 50 изделий/ч, а второго QH2 =40 изделий/ч.

О

вероятность выполнения задания для г0=іи я по выражению

(1-0,06) • 100
0,5-40

пределяем (17).

( — (0,01 + 0,002)-100)-(1-0,06 ехр

(—0,12) - (1-0,06- ехр (—4,7))=0,887-0,99945=0,8865 .

коэффициент готовности при одинаковой производительности

)=ехр

= ехр Определяем участков QH1 = Qh2 = 40 изделий/ч по формуле (1®):

1

= 14-0,03-0,5 = 0,985

Кг2 ~ 1+0,01-0,5 - 0,995

Кт1 = 1+0,002-0,5 = 0999

, 0,01-0,5-0,03-0,5

) ~ / / J 0 5-0 5 '

0,03-0,5+0,01-0,05(ехрЦ о,03+0,01 + 0,5+0,5' Х

-0,01

(0.01-0,5-0,03-0,5)-100 = 0,015+0,005(ехр(—2,525) —1) = 0,0104 -

Х 0,5-0,5-40

Kr(SOi )=0,995-0,999(1 —(1—0,985) 0,5104) = 0,987 .

  1. Метод параметрической рандомизации

    1. Метод параметрической рандомизации следует использовать для оцен­ки надежности ТС технологического процесса, состоящего из относительно боль­шого количества последовательно выполняемых операций, причем каждая ТС •операции может, в общем случае, содержать несколько элементов (единиц од­нотипного технологического оборудования), работающих одновременно (парал­лельно) на один накопитель.

    2. Метод параметрической рандомизации применяют при допущениях, указанных в пп. 2.2.2.1—2.2.2.3.

      1. На рассматриваемом интервале времени каждый элемент ТС может откйзывать один раз, причем момент возникновения отказа распределен внутри интервала равномерно. Допущение справедливо для элементов ТС, имеющих:

время восстановления, соизмеримое с рассматриваемым промежутком вре­мени

установленную безотказную наработку

пренебрежимо малую вероятность двух и более отказов на интервале вре­мени (0, t0).

  1. Время восстановления Т в каждого элемента ТС имеет дискретную функцию распределения:

Р(Т3= tg) = Рв = 0 для z=l,2, . . . , пв, і і

где і номер способа восстановления;

п в — количество способов восстановления.

  1. Технологический процесс может быть представлен как процесс с дискретным временем. При этом изменение состояния элементов ТС (переход из работоспособного состояния в неработоспособное и наоборот) может проис­ходить только в определенные моменты времени, образующие равномерную по­следовательность с шагом Д/, который выбирают из соображений точности и трудоемкости вычислений. Минимальная величина Д^ ограничена временем об­служивания одной заявки (обработки одного изделия) ТС операцией в номи­нальном режиме и минимальным временем восстановления работоспособности элементов ТС

> > Q„ ’ <19>

где Q„ — номинальная производительность ТС технологического процесса (ко­личество изделий, обрабатываемых ТС в единицу времени при от­сутствии отказов).

  1. Исходные данные:

Л-1 — количество ТС операций в рассматриваемом технологическом про­цессе;

N т— количество элементов в т-й ТС операции (т=И, 2, ..., М);

to, Vo — заданные время и объем выпуска продукции;

Smax — максимально допустимый объем заполнения накопителя на входе т-й ТС (т=1, 2, .... М);

  1. вероятность отказа элемента т-й ТС операции (т=1, 2 Л1);

л в — количество способов восстановления элемента т-й ТС операции (т=1, 2. ..., М);

fBml- — время восстановления элемента т-й ТС операции і-м способом; (т= = 1, 2, .... М; і=1, 2, .... пзт);

РВт;—.вероятность применения і-го способа восстановления элемента т-й

п-л

ът

ТС операции (т=1, 2, ..., М; і=(1, 2, .... »вт). при этом 2РВтf =1;

Qm номинальная производительность элемента т-й ТС операции (т=1, 2, ..., М);

е — требуемая точность оценки.

2.2.3.1. Порядок поступления изделий на обработку:

обрабатываемые изделия поступают на вход рассматриваемой ТС техноло­гического процесса равномерно с интенсивностью, соответствующей эоминаль

-ной производительности ТС, которая в общем случае лимитируется «узким ме­стом» — ТС операции с минимальной производительностью

2

Qu < min .

т —1,2.. .,Л4


(20)


2Л. Метод параметрической рандомизации заключается в составлении 'ко­нечного множества реализаций технологического процесса, расчета показателей выполнения задания в каждой реализации и их осреднения (рандомизации) по множеству реализаций с учетом их вероятностей.

Расчеты по методу параметрической рандомизации рекомендуется произ­водить с помощью ЭВМ.

  1. Множество А рассматриваемых реализаций технологического процесса подразделяют, в зависимости от сочетаний отказывающих в реализации элемен­тов, на Na подмножеств А, . Каждое подмножество А., характеризуется век­тором

^~(%1,1 хт.п..... хмл xm,n)’

где хт п — индикатор отказа /1-го элемента т-Ъ. ТС операции:

( ! — если элемент отказывает (О — если не отказывает,

я вероятностью

М N

Р

(21)

(22)

(23)

, = Р{а^} = П ГГ
т=1 п=1

где а — произвольная реализация технологического процесса;

, [ Чт, если Хт>„ = 1

т,п если хт>„=0.

Число подмножеств Av равно: М у N * т Na = 2m=1

  1. Для сокращения объема вычислений исключают из рассмотрения под­множества А, , для которых величина Р, пренебрежимо мала по сравнению с заданной точностью оценки е. Для этого нумеруют подмножества в порядке убывания величин Pv , а затем исключают из рассмотрения последние Nn под­

множеств, для которых


(24)



  1. Подразделяют каждое подмножество (из числа оставшихся) на подмножества 4 , отличающиеся только способами восстановления отказы­

вающих элементов.

Число таких подмножеств в подмножестве 4V
м Nm X

NAv= П П (nBm) тп. (25)


1

Поскольку все реализации в каждом подмножестве А, отличаются друг от друга только моментами отказа элементов, то с учетом допущений по п. 2.2.2.1, они имеют одинаковую вероятность воспроизведения


гт Nт Пвт хт

Рч, • р, • П п П (Рвті ) тп.


П1 = 1 П=1 1 = 1

(26)


2.2.8. Основной показатель надежности рассматриваемой ТС технологичес­кого процесса — вероятность выполнения задания определяют по выражению:


"л-"п Ч

Рз«о) =22 р^-

v=l р.=1


(27)


где — общее количество реализаций в подмножестве А


Я„,:х = (nt)k; (28)


k количество отказывающих элементов ТС:

М Nm

S S Хт,п; т=1 л=1


(29)


nt — количество точек разбиения интервала (0, t0), определяемое с уче­том допущений по п. 2.2.2..3 по выражению:


(30)


Rv,х количество успешных реализаций в. подмножестве (в которых


задание выполняется):


(31)


— вектор параметров, однозначно задающих

r реализацию из под­

множества Л , определяемый по п. 2.23.1; —'►

<p(Tv,) — индикаторная функция выполнения задания в г-й реализации, оп­ределяемая по п. 2.2.8.2.

2.2.8.1. Вектор У¥,р,,г соответствует г-му сочетанию значений параметров состояния ТС из подмножества А .д. :






























~(*1,1 > • • • ’ ’ • • ' ’ хт,п’ • ' • ’ ХМ,1 ’ ■ ■ ■ ’ XM,NM',

* * * * *

Zl,l > ■ ■ ■ ' h, ■ ■ ■ ’ ^т.п > • • ■ < Ли,I ’ • ' • ’ ‘M,NM;

Че ■?. ife х

где t*m — реализация момента отказа n-го элемента m-й ТС, соответствую­щая /-му моменту времени:

tj = Д((/—I), для /=1, 2, . . . , nt; (32}

t* — реализация времени восстановления работоспособности отказавше- т,п го элемента, соответствующая і-му способу восстановления:

= Х!П,П ' іг-:п,п (33).

  1. Индикаторная функция выполнения задания в г-й реализации из под­множества А.. „ имеет вид:

■'’Iх

- [ 1, если V4i!i>r (/0)>V0

<Р(Г^')== ІО, если Vv>[1>r (f0)<V0 , (34>

где (*o) — объем продукции, изготовленной в ходе г-й реализации тех­нологического процесса из подмножества Л7,Л :

^,Л)=^о)=дл s $м,і ; ' (35>

/= 1

— производительность ТС М-й (финишной) операции на /-м промежутке времени.

Величины j определяют путем последовательного расчета значений ^m,j Дляm=l, 2, ..., М в каждый j-й промежуток времени по рекурентним соотношениям: