450-4020/01 – Spolehlivost a udržovatelnost elektrotechnických systémů (SES)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Jan Žídek, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Jan Žídek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2011/2012 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními metodami analýzy a hodnocení spolehlivosti elektrotechnických systémů a naučit je používat podpůrné softwarové nástroje v této oblasti.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Anotace
Posluchači se nejdříve seznámí se současnými přístupy
k problematice péče o jakost a příslušnými normami. Dále potom se základními pojmy a úlohami teorie spolehlivosti a se základy dianostiky, jakožto nedílné součásti spolehlivosti.
Povinná literatura:
Bednařík,J. a kol.: Technika spolehlivosti v elektronické praxi. Praha SNTL, 1990.
Hajkr, O. - Hradecký, P. - Madryová, A. - Turčan, M.: Teorie statistiky. Skriptum VŠB Ostrava, 1992.
Hlavička,J. - Racek,S. - Golan,P. - Blažek,T.: Číslicové systémy odolné proti poruchám. ČVUT Praha, 1992.
Hlavička,J.: Diagnostika a spolehlivost. ČVUT Praha, 1998
Klátil,P.: Sylaby přednášek.
Klátil,P.: Sylaby cvičení.
Mykiska,A.: Spolehlivost technických systémů. ČVUT Praha, 2000.
Reif,J. - Kobeda Z.: Úvod do pravděpodobnosti a spolehlivosti. ZUP Plzeň, 2000
Starý,I.: Spolehlivost systémů. ČVUT Praha, 1998.
Doporučená literatura:
Webové stránky firmy Isograph, resp. Relex.
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
V průběhu studia budou provedeny 2 kontrolní testy znalostí. Při každém z nich může posluchač získat 0 - 20 bodů.
Podmínky udělení zápočtu:
Pro udělení zápočtu je nutno úspěšně absolvovat oba kontrolní testy, t.j. při každém získat alespoň 5 bodů.
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Základy teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky. Náhodné jevy a veličiny, definice pravděpodobnosti, pravděpodobnostní a distribuční funkce, charakteristiky náhodných veličin, základní typy rozdělení. Statistický soubor, náhodný výběr, cenzorovaný výběr, charakteristiky statistického souboru, empirické charakteristiky, bodové a intervalové odhady, hladina významnosti, konfidenční interval, počítačová podpora statistické anylýzy.
Postupy a metody při zajišťování péče o jakost. Definice pojmu jakost, současné trendy, management jakosti, normy, metody řízení a zlepšování jakosti, metrologie, zkušebnictví, posuzování shody, certifikace, akreditace,
zabezpečování spolehlivosti, management spolehlivosti, spolehlivost v širším a užším pojetí, etapy životního cyklu výrobků, nástroje a prostředky managementu spolehlivosti, programy a plány spolehlivosti, význam a podstata analýzy spolehlivosti, náklady životního cyklu LCC (Life Cycle Cost), program růstu bezporuchovosti, související normy.
Fyzikální podstata a definice poruchy objektu, druhy poruch, kritérium poruchy, obnovované a neobnovované objekty, kvantifikace spolehlivosti, ukazatele spolehlivosti, odhady charakteristik spolehlivosti, metoda momentů, metoda maximální věrohodnosti, vlivy prostředí a provozních podmínek na intenzitu poruch součástek, predikce spolehlivosti součástek, modely pro orientační výpočty intenzit poruch součástek, normy USA (MIL-HDBK).
Ukazatele spolehlivosti dvoustavových neobnovovaných objektů. Pravděpodobnost poruchy, pravděpodobnost bezporuchového provozu, intenzita poruch, střední doba bezporuchového provozu MTTF (Mean Time to Failure), spolehlivostní modely, sériový model, paralelní model, kombinovaný model, analýza pomocí RBD (Reliability Block Diagram), podpůrné výpočetní nástroje.
Ukazatele spolehlivosti obnovovaných objektů. Proces obnovy, proud poruch, parametr proudu poruch, střední doba mezi poruchami MTBF (Mean Time Between Failures), ukazatele udržovatelnosti, intenzita opravy, střední intenzita opravy, střední doba opravy, střední doba obnovy, ukazatele pohotovosti a operační pohotovosti, ustálený proces obnovy.
Výpočet ukazatelů spolehlivosti systémů s obecnou strukturou, metoda stavových grafů, metoda minimálních cest a hranových řezů.
Výpočet ukazatelů spolehlivosti vícestavových systémů. Teorie Markovových procesů, Markovovy modely, Markovova analýza, sestavení matice intenzit přechodů, sestrojení grafu intenzit přechodů, podpůrné výpočetní nástroje.
Metody zvyšování spolehlivosti. Statické zálohování, dynamické zálohování, uplatnění poruchového přepínače, majoritní zálohování, systémy K z N, TMR, NMR, duplexní systém, bidublexní systém, hybridní systémy.
Simulační (statistické) spolehlivostní modely. Model využívající přímé metody Monte Carlo, princip metody, transformace náhodných čísel do časové oblasti, základní algoritmus, určení chyby získaných odhadů spolehlivostních ukazatelů.
Analýza spolehlivosti složitých systémů, induktivní a deduktivní přístup analýzy, metoda FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), míra rizika, metoda FMECA (Failure mode, Effect and Criticality Analysis).
Další metody analýzy spolehlivosti, metoda FTA (Fault Tree Analysis), metoda ETA (Event Tree Analysis), podpůrné výpočetní nástroje.
Provozní spolehlivost. Úloha údržby, zásady sběru dat, zkoušky spolehlivosti, informační systémy spolehlivosti.
Základy technické diagnostiky. Model poruchy, diagnostické testy, generování testů, intuitivní zcitlivění cesty, tabulky úplných testů, zkoušeče, mikrodiagnostika, programová diagnostika.
Spolehlivost mikroprocesorových systémů. Bezpečnostní kódy, samoopravné kódy, Hammingův kód, cyklický kód,
architektura systémů odolných proti poruchám, příklady architektury systémů pro kosmický výzkum, letectví, komunikace, řízení výroby apod.
Cvičení:
Řešení příkladů z teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky.
Příklady výpočtu intenzit poruch součástek.
Výpočty ukazatelů spolehlivosti neobnovovaných systémů.
Výpočty ukazatelů spolehlivosti obnovovaných systémů.
Sestavení matice intenzit přechodů a sestrojení grafu intenzit přechodů, příklady Markovových modelů.
Sestavení diagnostických testů. Ověření získaných znalostí.
Počítačové laboratoře:
Statistická analýza s počítačovou podporou.
RBD analýza s počítačovou podporou.
RBD analýza s počítačovou podporou.
FTA analýza s počítačovou podporou.
FTA analýza s počítačovou podporou.
Markovova analýza s počítačovou podporou.
Markovova analýza s počítačovou podporou.
Ověření získaných znalostí, udělení zápočtu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.