Детская энциклопедия

Меню сайта











О МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДАХ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ. Зачем нужна теория надежности

Известно, что истоки каждой науки лежат в запросах практики, в тех задачах, которые выдвигает перед человечеством жизнь. Разви­тие общества, научные открытия, прогресс тех­ники и экономики непрерывно выдвигают но­вые задачи, требующие для своего решения новых методов и приемов. В результате каждое поколение должно постоянно продвигаться впе­ред и никак не может ограничиться теми зна­ниями и умением, которые достались ему от прошлого.

Одним из наиболее характерных направле­ний развития современной техники и экономи­ки, а также многих областей науки является не только автоматизация отдельных операций и целых производственных процессов, но и ав­томатизация самих процессов управления. Ап­паратура, которая используется для этой цели, усложняется с каждым годом. Это вызвано в первую очередь тем, что на такие устройства возлагаются все более и более ответственные за­дачи. И нужно признать, что без такого услож­нения не были бы возможны многие поразитель­ные успехи, достигнутые за последние годы. Так, без сложных систем дистанционного управления было бы немыслимо наладить эк­сплуатацию атомных электростанций или осу­ществить такие небывалые операции, как фо­тографирование обратной стороны Луны. А какие колоссальные и сложные вычисления производят быстродействующие электронные вычислительные машины! Но здесь возникает явное противоречие: чем сложнее такие управ­ляющие устройства, тем выше предъявляемое к ним требование надежности, т. е. способно­сти совершенно безотказно выполнять свои функции.

Действительно, нетрудно представить себе, что произойдет, если откажет система управ­ления или серьезно изменится режим ее работы на атомной электростанции или в автоблокировке на железной дороге: могут погибнуть не только материальные ценности, но и люди. Отказ автоматического управления крупной энерго­системы приведет к тому, что парализованной окажется промышленность того или иного рай­она, без электроэнергии останутся водонапор­ные станции, транспорт, лишатся света больницы и школы. А если ненадежное устрой­ство управляет большим химическим про­изводством? Ведь никакого управления хими­ческими реакциями фактически не будет. В результате получится продукция низкого ка­чества, понизится выход готового продукта из используемого сырья и может создаться взрывоопасная ситуация. Известны случаи, когда на совершенных по инженерному замыс­лу автоматических линиях из-за плохого управляющего оборудования нарушается техно­логический режим. В результате изготовляется нестандартная продукция, требующая ручной доделки.

Но не только для автоматизации производ­ственных процессов или запуска космических кораблей нужна высокая надежность аппа­ратуры. С требованием высокой надежности мы сталкиваемся повсюду. Самолеты должны ле­тать без аварий и послушно выполнять волю пилота, автомобили — безотказно перевозить грузы и пассажиров, станки — обрабатывать изделия с заданной точностью, искусственное сердце или искусственные почки — безупречно выполнять свои функции во время сложнейших операций.

К сожалению, еще далеко не все изделия обладают той надежностью, которая необхо­дима. Иногда покрышки для автомобильных колес выходят из строя слишком скоро и мно­гие автомобили стоят без движения: их не во что «обуть». Из-за поломки тех или иных ча­стей у нас в стране простаивает около 40% гру­зовых автомобилей. Этим наносится огромный материальный ущерб народному хозяйству —ведь для ремонта автомобилей нужно строить заводы запасных частей, авторемонтные заво­ды, затрачивать рабочую силу, материалы и средства.

Особенно высоки требования к надежности той аппаратуры, которую трудно или невоз­можно исправить. А такой аппаратуры теперь в распоряжении человечества уже много и бу­дет все больше, как мы об этом уже говорили.

Чтобы представить себе сложность совре­менной аппаратуры, рассмотрим этот вопрос лишь с чисто арифметической стороны, не вдаваясь в технические детали. Современная электронная вычислительная машина, произ­водящая огромные вычислительные работы, решающая логические задачи — перевод с од­ного языка на другой,— управляющая процес­сами автоматизации различных производств,— сложное устройство. В ней многие тысячи дио­дов и триодов, конденсаторов, сопротивлений, элементов памяти (ферритовых колечек), под­водящих проводов и пр. Каждый из составляю­щих элементов не абсолютно надежен и имеет положительную вероятность выйти из строя в любой промежуток времени.

Для того чтобы такое сложное оборудование действовало, необходимо каждый элемент под­держивать в рабочем состоянии. Представьте себе, к чему может привести отказ одного-единственного элемента, например обрыв под­водящего провода в работе автопилота, уста­новленного на самолете, управляемом по ра­дио!

Вот почему так важно заранее, до выпуска массовой продукции, научиться рассчитывать ее надежность, а также выбирать из различ­ных вариантов какого-нибудь устройства тот, который будет обладать наибольшей надеж­ностью при сохранении прочих необходимых качеств. В этих расчетах обойтись без матема­тических методов невозможно. Вот почему в теории надежности математика занимает зна­чительное место.

На ряде примеров рассмотрим типичные задачи теории надежности и в общих чертах — те математические средства, которые исполь­зуются при их решении.

 





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016