Категория:Методы анализа надежности

Общая процедура анализа надежности по ГОСТ Р 51901.5-2005 (IEC 60300-3-1:2003) состоит из следующих задач в порядке их применения:

  1. Определение системы. Определение исследуемой системы, режимов и условий ее работы, функциональных связей, включая интерфейсы или процессы. Обычно результаты определения системы являются входом в процесс разработки системы.
  2. Определение требований/целей надежности. Определение всех требований или целей надежности и работоспособности системы, а также характеристик и особенностей системы, режимов ее эксплуатации, условий окружающей среды и требований обслуживания. Определение отказа системы, критериев отказов и условий, основанных на функциональной спецификации системы, ожидаемой продолжительности и условий эксплуатации (циклограмма и время выполнения задания). При определении требований и целей надежности следует руководствоваться IEC 60300-3-4:1996.
  3. Распределение требований надежности Распределение требований или целей надежности системы по различным подсистемам на ранней стадии проекта (при необходимости).
  4. Анализ надежности Анализ системы на основе методов надежности и соответствующих данных эффективности.
    1. Качественный анализ:
      • анализ функциональной структуры системы;
      • определение режимов неисправностей системы и компонентов, механизмов отказов, причин и последствий отказов;
      • определение механизма деградации, который может привести к отказу;
      • анализ путей отказа/неисправности;
      • анализ ремонтопригодности с учетом времени, метода изоляции и метода восстановления;
      • определение адекватности методов диагностики неисправностей;
      • анализ возможностей предотвращения неисправностей;
      • определение стратегий технического обслуживания и ремонта.
    2. Количественный анализ:
      • разработка моделей надежности и/или эксплуатационной готовности;
      • определение необходимых числовых данных;
      • определение числовых оценок показателей надежности;
      • проведение необходимого анализа критичности и чувствительности.
  5. Исследования и рекомендации. Анализ выполнения целей требований надежности для рассматриваемого проекта и возможности их выполнения при использовании альтернативных проектов. Действия в этом направлении могут включать решение следующих задач:
    • оценка улучшения надежности системы по результатам проектирования и производства (например, резервирование, снижение нагрузок, совершенствование стратегий технического обслуживания системы, контроля продукции и технологических процессов, системы менеджмента качества и материально-технической базы производства);
    • исследование проекта системы и определение слабых мест и режимов критичности отказов компонентов;
    • исследование проблем интерфейса системы, свойств и механизмов отказоустойчивости и т.д.;
    • разработка альтернативных путей повышения надежности, например использование резервирования, контроля эффективности, обнаружения неисправностей, методов реконфигурации системы, процедур технического обслуживания, заменяемых компонентов, процедур восстановления;
    • выполнение исследований по оценке стоимости и сложности альтернативных проектов;
    • оценка влияния возможностей производственного процесса;
    • оценка результатов и сравнение их с требованиями.

Общая процедура объединяет некоторые элементы программы надежности, применимые для анализа надежности: спецификации надежности, анализ условий использования, разработка надежности, ремонтопригодности, человеческого фактора, моделирование надежности, анализ проекта и оценка продукции, анализ воздействия причин и анализ риска, анализ решений о заменах.

Группы методов анализа надежности

Методы, представленные в ГОСТ Р 51901.5-2005 (IEC 60300-3-1:2003), относятся к двум основным группам:

Следующие методы не выделены как самостоятельные, так как они являются модификацией основных методов анализа надежности:

  • анализ причин/следствий - комбинация ЕТА и FTA;
  • динамический FTA-расширение FTA, когда некоторые события представляются при помощи марковских моделей;
  • функциональный анализ отказов - специальный вид FMEA;
  • двоичные диаграммы решений, используемые главным образом для эффективного построения дерева неисправностей.

Классификация методов анализа надежности

Методы анализа надежности классифицируют в соответствии с их главной целью по следующим категориям:

  1. Методы для предотвращения неисправностей, например:
    • ограничение допустимых значений и выбор частей;
    • анализ прочности - напряжений.
  2. Методы анализа архитектуры системы и распределения надежности. Например:
    • Восходящие методы (главным образом направленный на исследования последствий единичных неисправностей):
      • анализ дерева событий (ЕТА);
      • анализ видов и последствий отказов (FMEA),
      • исследование опасности и удобства использования (HAZOP).
    • Нисходящие методы (исследующие последствия комбинаций неисправностей);
      • анализ дерева неисправностей (FTA);
      • марковский анализ;
      • анализ сети Петри;
      • таблица истинности (анализ функциональной структуры);
      • анализ структурной схемы надежности (RBD).
  3. Методы для оценки характеристик основных событий, например:
    • прогнозирование интенсивности отказов;
    • анализ надежности человеческого фактора (HRA);
    • статистические методы надежности;
    • инженерия надежности программных систем (SRE).

Методы различают также и по типу событий (зависимых или независимых), с которыми они работают.

Комментарии