Мария Владимировна Белоусова – аспирант кафедры моделирования экономических систем
Санкт-Петербург
Maria V. Belousova, post-graduate student, Department of Modelling of Economic Systems
Saint Petersburg
Виталий Владимирович Булатов – кандидат технических наук, доцент кафедры электромеханики и робототехники
Санкт-Петербург
Vitaly V. Bulatov, Candidate of Engineering, Senior Lecturer in Electromechanics and Robotics
Saint Petersburg
Николай Васильевич Смирнов – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой моделирования экономических систем
Санкт-Петербург
Nikolay V. Smirnov, Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Head of Department of Economic System Modelling
Saint Petersburg
Оценка параметров потоков отказов является необходимой при эксплуатации промышленных изделий. Она осуществляется на базе статистических данных об отказах, возникающих при функционировании в технических объектах в реальных условиях. В технической документации на изделие данный показатель обязательно указывается в разделе «Оценка параметров надежности». В области анализа надежности подвижного состава до сих пор существуют сложности с определением методики оценки данного параметра с учетом уровней системы. Для анализа многокомпонентной системы целесообразно разработать структурную схему надежности и учесть возможные замещающие элементы (резервные элементы). Зачастую многокомпонентные системы представляются различными структурными схемами, где в том числе может быть использована структура «m из n», т.е. система с параллельным соединением элементов, которая работоспособна тогда, когда работают не менее m элементов. Примером такой системы является комплект дверей пассажирского вагона. Производители и заказчики могут по-разному подходить к методу расчета показателей надежности технической системы: сначала определяется требуемое значение показателя безотказности на весь состав, которое задает требования по надежности к вагону. В то же время значение показателя надежности на вагон определяется значениями показателей надежности, входящих в него компонентов (подсистем, узлов и деталей). Между тем далеко не всегда учитывается характер взаимосвязи между компонентами вагона и самим вагоном. При этом производителям вагонов удобно и целесообразно задавать в нормативной документации (а затем и контролировать в эксплуатации) показатели надежности на комплект дверей (компоненты вагона в данной работе) как единой системы. Однако критерии отказа комплекта заданы далеко не всегда. В данной статье рассматривается метод расчета параметра потока отказов для вагонокомплекта дверей, которые входят в состав пассажирского вагона, на основе данных о порядке функционирования дверей и значении параметра потока отказов на одну дверь. Цель. Предложить подход к расчету параметра потока отказов вагонокомплекта из 6 дверей на основе анализа возможных структурных схем надежности с последующим переходом к графам переходов и состояний. Выводы. Разработаны различные варианты структурных схем расчета надежности комплекта дверей пассажирского вагона в зависимости от критерия отказа системы. Произведен расчет параметра потока отказов вагонокомплекта дверей вагона по разработанным структурным схемам. Сделан вывод о том, что применение метода расчета параметра потока отказов на базе марковских процессов является более приоритетным, чем логико-вероятностный подход, так как учитывает фактор восстановления. Предложена методика расчета параметра потока отказов и времени восстановления дверей вагонокомплекта для структурной схемы надежности «3 из 4» на базе марковских процессов.
An estimation of the failure flows is a prerequisite for the operation of industrial products. It is based on statistical data about failures that occur within technical items in the process of their operation. In the technical product documentation, this indicator shall be featured in the “Dependability parameter estimation” section. The dependability analysis of rolling stock is still affected by the difficulty of defining the methodology for evaluating this parameter at various system levels. For the purpose of analysing a multicomponent system, a reliability block diagram should be developed, and the possible replacement (redundant) elements should be taken into consideration. Multicomponent systems are often represented through various block diagrams, where, among others, the “m-out-of-n” structure may be used referring to a system with a parallel arrangement of elements that is operable when at least m elements operate. An example of such system is a set of passenger car doors. The manufacturers and customers may have different approaches to calculating technical system dependability. First, the required dependability indicator for the entire train is defined that, in turn, defines the dependability requirements for a car. At the same time, the dependability indicator for a car is determined by the respective values of its components (subsystems, units and parts). However, the nature of the relationship between a car and its components is not always taken into account. At the same time, car manufacturers can and should define in the regulatory documentation (and later supervise in operation) the dependability indicators for a set of doors (components of a car in our case) as a single system. However, the failure criteria of a set of doors are not always defined. This paper examines the method of calculating the failure flow for a set of passenger car doors based on operational data and the failure flow of a single door. Aim. To propose a method for calculating the failure flow of a set of 6 car doors by analysing the possible reliability block diagrams with subsequent transition to transition and state graphs.Conclusions. A number of block diagrams were developed for the purpose of dependability calculation of sets of passenger car doors based on the system failure criterion. The failure flow of a set of car doors was calculated according to the developed block diagrams. It is concluded that the Markovian method of calculating the failure flow is of higher priority than the logic-and-probability approach, since it takes into account the recovery factor. A Markovian method was proposed for calculating the failure flow and recovery time of a set of car doors for the “3-out-of-4” reliability block diagram.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.