Эксплуатация – это комплекс технических мероприятий, направленных на технически правильное использование объектов, качественное и своевременное обслуживание и ремонт для поддержания их в работоспособном состоянии, правильное хранение.

В настоящее время рассматриваются следующие виды технического обслуживания [3]: периодическое, сезонное, в особых условиях, регламентированное, с периодическим контролем, с непрерывным контролем, при использовании, ожидании, хранении и транспортировке.

В системе технического обслуживания выделяют профилактику и восстановление (ремонт).

Профилактика представляет собой группу операций для поддержания технического устройства в работоспособном состоянии при заданном уровне надёжности. Ремонт – это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности технических устройств (или их составных частей).

Технические устройства делятся на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Критериями надёжности невосстанавливаемых изделий являются: вероятность безотказной работы Р(t); интенсивность отказов λ(t); частота отказов f(t); средняя наработка на отказ Т_ср.

Вероятность того, что в пределах заданных наработок отказ не возникнет, называется вероятностью безотказной работы. Статистически эта зависимость выражается формулой [17]

Р(t) = [N₀ – n(t)] / N₀, (7.1)

где N₀ – общее число образцов, находящихся на испытании; n(t) – число отказавших образцов в течение времени t.

Частота отказов наиболее полно характеризует надёжность техники в данный момент времени. По ней можно определить любой показатель надёжности невосстанавливаемой системы. Статистически f(t) определяется отношением числа отказавших образцов техники в единицу времени к числу испытываемых образцов при условии, что отказавшие образцы не восполняются исправными:

f(t) = [n(t,t + Δt)] / N₀Δt, (7.2)

где n(t,t + Δt) – число отказавших образцов за промежуток времени (t,t + Δt); N₀ – число образцов, первоначально поставленных на испытания.

Интенсивностью отказов называется отношение плотности распределения к частоте отказов

λ(t) = f(t) / Р(t). (7.3)

Статистически интенсивность отказов представляет собой отношение числа отказавших образцов в единицу времени к среднему числу образцов, исправно работающих на интервале (t,t + Δt):

λ(t) = [n(t,t + Δt)] / N_ср Δt, (7.4)

где N_ср – среднее число исправно работающих образцов на интервале (t,t + Δt).

Из выражения (7.3) можно получить

Р(t) = е – . (7.5)

Интенсивность отказов является основным показателем надёжности элементов сложных систем.

Средняя наработка на отказ представляет собой отношение наработки восстанавливаемого изделия к математическому ожиданию числа его отказов в течение наработки. Эта наработка может быть определена по статистическим данным в период эксплуатации по формуле [17]

Т_ср = (1 / N₀) · , (7.6)

где N₀ – число испытываемых образцов техники; t_i – время безотказной работы i-го образца.

Связь между интенсивностью отказов и наработкой на отказ выражается зависимостью [3]

Т_ср = 1 / λ. (7.7)

Средства связи и управления относятся к восстанавливаемой аппаратуре, которая должна быть работоспособной в любой произвольно выбранный момент времени. Для количественной оценки восстанавливаемости используется такой критерий, как среднее время восстановления, которое представляет собой математическое ожидание времени восстановления работоспособности изделия [3]

Т_в = , (7.8)

где – общее время, затраченное на обнаружение и устранение отказов; n – число отказов.

Время восстановления зависит от уровня технической подготовки обслуживающего персонала и наличия у него опыта в обнаружении и устранении неисправностей.

Важным количественным комплексным показателем надёжности является коэффициент готовности устройства, системы в целом. Коэффициент готовности К_г – это вероятность того, что устройство или система окажется работоспособным в произвольный промежуток времени, кроме времени плановых ремонтов:

К_г = Т₀ / (Т₀ + Т_в), (7.9)

где Т₀ – время наработки на отказ; Т_в – время восстановления системы.

Для системы пожарной сигнализации используется коэффициент оперативной готовности К_о.г – вероятность того, что система, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособной в произвольный момент времени и, начиная с него, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени. Режим дежурства (ожидания) – это такой режим, когда система включена, но незанята переработкой поступающей информации. Если вероятность безотказной работы системы Р(t_р) в течение времени t_р не зависит от момента начала работы, то коэффициент оперативной готовности [3]

К_о.г(t_р) = К_г Р(t_р). (7.10)

При проектировании системы оперативного управления решаются вопросы выбора соединений отдельных элементов или составных звеньев (последовательное или параллельное), а также радиально-лучевой или магистрально-цепочной схемы соединения отдельных узлов и блоков. Надёжность перечисленных вариантов соединений будет различной. Вероятность безотказной работы последовательно включённых устройств [3]

Р_пос(t) = (7.11)

где Р_J(t) – вероятность безотказной работы j-го устройства системы в интервале (0,t); n – число устройств.

Вероятность безотказной работы системы радиально-лучевой структуры в интервале (0,t) [3]

P_р.л(t) = 1 – , (7.12)

где m – число лучей; P_i(t) – вероятность безотказной работы каждого луча.