Engineering System Reliability
Description: The discipline "Reliability of technical systems" refers to the major disciplines of the component of choice. The subject of the discipline is modern methods for calculating the reliability of automated control systems. The following sections are considered - the basic concepts and definitions of the theory of reliability of technical systems; quantitative characteristics of reliability, mathematical models in the theory of reliability of technical systems, laws of distribution of discrete random variables.
Amount of credits: 5
Пререквизиты:
- Physics 2
Course Workload:
| Types of classes | hours |
|---|---|
| Lectures | 15 |
| Practical works | 30 |
| Laboratory works | |
| SAWTG (Student Autonomous Work under Teacher Guidance) | 30 |
| SAW (Student autonomous work) | 75 |
| Form of final control | Exam |
| Final assessment method |
Component: Component by selection
Cycle: Profiling disciplines
Goal
- to form in students a system of scientific knowledge and general professional skills necessary for analysis, evaluation and ensuring the reliability and performance of complex technical systems that are objects of engineering and management activities of the future specialist.
Objective
- овладение системным подходом при анализе работы сложных систем: освоение взаимосвязи понятий качество, работоспособность и надежность;
- изучение методов оценки работоспособности и надежности изделий и сложных технических систем;
- понимание методов управления надежностью и работоспособностью в процессе эксплуатации;
- приобретение навыков анализа и расчёта показателей надёжности технических систем;
- применение методов синтеза систем с заданной надёжностью при проектировании автоматизированных систем управления.
Learning outcome: knowledge and understanding
- Знание и понимание терминов и определений теории надежности, общие закономерности появления отказов и восстановления технических систем, а также методы повышения надежности аппаратных и программных средств на этапах проектирования и эксплуатации
Learning outcome: applying knowledge and understanding
- Применение знаний для анализа надежности элементов и систем и применять методы синтеза систем с заданной надёжностью
Learning outcome: formation of judgments
- Проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений в части надёжности, выполнять организационно-плановые расчеты по созданию или реорганизации производственных участков, планировать работу персонала , применять прогрессивные методы эксплуатации.
Learning outcome: communicative abilities
- Способность участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовые методы исследовательской деятельности, основанные на систематическом изучении научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта.
Learning outcome: learning skills or learning abilities
- Применять современные методы для разработки надёжных и экологически чистых технических систем, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий.
Teaching methods
- интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь);
- построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий;
- информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ);
- поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения);
- решение учебных задач.
Assessment of the student's knowledge
Teacher oversees various tasks related to ongoing assessment and determines students' current performance twice during each academic period. Ratings 1 and 2 are formulated based on the outcomes of this ongoing assessment. The student's learning achievements are assessed using a 100-point scale, and the final grades P1 and P2 are calculated as the average of their ongoing performance evaluations. The teacher evaluates the student's work throughout the academic period in alignment with the assignment submission schedule for the discipline. The assessment system may incorporate a mix of written and oral, group and individual formats.
| Period | Type of task | Total |
|---|---|---|
| 1 rating | Рубежный контроль 1 | 0-100 |
| Практическое задание 1 | ||
| Практическое задание 2 | ||
| Практическое задание 3 | ||
| Практическое задание 4 | ||
| Расчетно-графическая работа 1 | ||
| Расчетно-графическая работа 2 | ||
| 2 rating | Рубежный контроль 2 | 0-100 |
| Практическое задание 5 | ||
| Практическое задание 6 | ||
| Практическое задание 7 | ||
| Практическое задание 8 | ||
| Расчетно-графическая работа 3 | ||
| Расчетно-графическая работа 4 | ||
| Total control | Exam | 0-100 |
The evaluating policy of learning outcomes by work type
| Type of task | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | Good | Satisfactory | Unsatisfactory |
Evaluation form
The student's final grade in the course is calculated on a 100 point grading scale, it includes:
- 40% of the examination result;
- 60% of current control result.
The final grade is calculated by the formula:
| FG = 0,6 | MT1+MT2 | +0,4E |
| 2 |
Where Midterm 1, Midterm 2are digital equivalents of the grades of Midterm 1 and 2;
E is a digital equivalent of the exam grade.
Final alphabetical grade and its equivalent in points:
The letter grading system for students' academic achievements, corresponding to the numerical equivalent on a four-point scale:
| Alphabetical grade | Numerical value | Points (%) | Traditional grade |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Excellent |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Good |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Satisfactory |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Unsatisfactory |
| F | 0 | 0-24 |
Topics of lectures
- Введение
- Качественные критерии надёжности приборов и систем управления
- Предпосылки для выбора модели надёжности ТС
- Количественные характеристики надёжности невосстанавливаемых систем в терминах теории вероятностей
- Временная модель отказов восстанавливаемых систем
- Законы распределения случайных величин, используемые в теории надёжности: экспоненциальный, Вейбулла, Релея, усечённый нормальный
- Идентификация закона распределения времени отказов
- Логико-вероятностный метод расчёта надёжности систем
- Влияние на надёжность приборов дестабилизирующих внешних и внутренних факторов: вибрации, ударов, температуры, давления, влажности и электрических нагрузок
- Повышение надёжности приборов и систем методом введения избыточности
- Расчёт надёжности систем по последовательно-параллельным структурам
- Особенности надёжности автоматизированных систем управления
Key reading
- Шишмарев В.Ю. Надежность технических систем : учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.Ю.Шишмарев. — М. : Издательский центр «Академия», 2010. — 304 с.
- Матвеевский В.Р. Надежность технических систем. Учебное пособие –Московский государственный институт электроники и математики. М., 2002 г. – 113 с.
- Надежность технических систем и техногенный риск: учебно-методическое пособие / сост. А.В. Кулагин, С.В. Широбоков. Ижевск: Изд. центр «Удмуртский университет», 2020. – 110 с.
Further reading
- Статистические задачи обработки и таблицы для числовых расчетов показателей надежности/ Р.С. Судаков, Н.А. Северцев, В.Н. Титулов. – М.: ФОРУМ, 2005.
- Любимов А.К. Введение в теорию надёжности: проектно-ориентированный подход: Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород, 2014. – 176 с.
- Лазута И.В. Диагностика и надежность автоматизированных систем, конспект лекций, Омск, СибАДИ, 2018
- Андреев А.В. Теоретические основы надежности технических систем /учебное пособие/ А,В. Андреев, В. В. Яковлев, Т.Ю. Короткая. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2018. — 164 с
- Половко А. М., Гуров С. В. Основы теории надежности. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
