элементы прикладной теории надежности

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра “Системы управления” 681.5(07) Э456 А.Г. Щипицын, А.А. Кощеев, Е.А. Алёшин, О.О. Павловская ЭЛЕМЕНТЫ ПРИКЛАДНОЙ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ Учебное пособие Челябинск Издательство ЮУрГУ 2007 УДК 681.511.2(075.8)+681.51-192(075.8) Э456 Одобрено учебно-методической комиссией приборостроительного факультета Рецензенты: В.С. Жабреев, М.И. Хаютин Элементы прикладной теории надежности: учебное пособие / Э456 А.Г. Щипицын, А.А. Кощеев, Е.А. Алёшин и др. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. – 114 с. Учебное пособие предназначено для студентов специальностей «Автоматизированные системы обработки информации и управления», «Управление в технических системах», «Системы управления летательными аппаратами» и образовательных направлений «Системный анализ и управление», «Автоматизация и управление» дневного, заочного и вечернего обучения. В учебном пособии приведены основные термины и определения, используемые в теории надежности. Рассмотрены вопросы расчета и анализа надежности как отдельных элементов, работающих до первого отказа и с восстановлением, так и систем различных структур; отражены основные практические способы повышения надежности систем. УДК 681.511.2(075.8)+681.51-192(075.8) © Издательство ЮУрГУ, 2007 ВВЕДЕНИЕ Проблема надежности и долговечности современных технических устройств имеет первостепенное значение для техники в целом и, в частности, для комплексной автоматизации производства, совершенствования управления и связи, освоения космического пространства. Неисправность в работе технических устройств может привести не только к ухудшению качества выпускаемой продукции или к полному прекращению технологического процесса, но и может вызвать серьезные аварии, которые кроме технических и экономических потерь могут привести к гибели людей. Нельзя забывать и о психологическом эффекте надежности, который проявляется в недоверии к новой технике, если она часто отказывает, и, наконец, в разочаровании, унынии и потери престижа. Появление проблемы надежности относится к самому началу развития техники, ибо ненадежные изделия никогда никому не были нужны. Однако детальное рассмотрение проблем надежности началось в связи с массовым применением различных узлов, и первым примером здесь являются шариковые и роликовые подшипники, изучение характеристик которых было проведено на заре развития железнодорожного транспорта. С появлением электрификации значительные усилия были приложены к тому, чтобы обеспечить бесперебойную передачу энергии. Здесь впервые была использована параллельная работа генераторов, объединение линий передач и т. п. С появлением авиации возникла проблема надежности двигателей и бортовой аппаратуры, решать которую приходилось значительно труднее, чем для стационарных установок из-за многочисленных ограничений. Новая эра в развитии надежности, которая привела к становлению ее как науки, началась с появлением электроники, вычислительной техники, автоматики, реактивной авиации и освоением космического пространства (пятидесятые годы прошлого столетия). Это обусловлено главным о