Использование дерева отказов для анализа надежности

Точечные и интервальные оценки показателей надежности

Испытания носят выборочный характер, а результаты распространяются на все изделия данного класса. Результаты испытаний оказываются случайными из-за ограниченного размера выборки. По результатам определенных испытаний вычисляются точечные оценки показателей надежности. Самые распространенные – выборочное среднее и выборочная дисперсия.

P(Н < Н < Н )=P (1)

В силу указанных выше причин точечные оценки являются приближенно точечными. Более корректными являются интервальные оценки надежности, которые вычисляются в виде (1), где P - доверительная вероятность.

Данный метод основан на построении иерархического дерева отказа системы, где на вершине дерева находиться головное событие (напр. поломка), которое необходимо предотвратить.

Первый этап при построении дерева - этап синтеза.

А1. Определяем наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы.

А2. Разделяем событие на несовместные группы, причем группы формируются по некоторым общим признакам, например, по одина­ковым причинам возникновения.

АЗ. Используя общие признаки, выделяем одно событие, к кото­рому приводят все события каждой группы. Это событие является головным и будет рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов.

Затем идет этап анализа, реализуемый методом <сверху вниз>.

Б1. Выбираем головное событие, которое должно быть предот­вращено. В одной системе может рассматри­ваться много головных событий.

Б2. Определяем все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.

БЗ. Определяем отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций И и ИЛИ.

Б4. Определяем величины, необходимые для дальнейшего анали­за каждого из событий, выделенных на этапе Б2 и БЗ. Для каждого вызывающего события, которое уточняется далее, повторяем этапы Б2 и БЗ, причем термин <головное событие> теперь будет отно­ситься к данному событию - причине, которое продолжаем анализи­ровать.

Б5. Продолжаем этапы Б2, БЗ и Б4, пока либо все события не вы­разятся через основные события, либо перестаем дробить анализ дальше в силу незначительности событий, отсутствия данных и т.п.

Б7. Выполняем качественный и количественный анализ.

Эта процедура является упрощенным представлением процесса, который может повторяться многократно. Основным принципиаль­ным моментом в процедуре оказывается выделение общих призна­ков. Другим важным фактором, который должен учитываться, когда дело доходит до количественных методов, служит серьезность по­следствий, связанных с головным событием. Разные головные собы­тия потребуют различной степени внимания в зависимости от серь­езности последствий, так как отказ системы может привести к са­мым различным повреждениям и несчастным случаям. Когда один класс отказов или повреждений системы более серьезен, чем другой, то такие классы следует рассматривать как отдельные головные со­бытия. Обратному дереву отказов соответствует дерево успехов (дерево работоспособных состояний). В данном случае все логические вентили и вероятности инвертируются.

а) Прямоугольник - используется для выделения рассматриваемо­го события в анализе события.

б) Круг - обозначает основное событие, т. е. событие, которое дальше не анализируется, так как о нем имеются существенные эм­пирические данные.

в) Ромб - используется для событий, не рассматриваемых дальше из-за недостатка данных или из-за несущественности. Первые три символа показаны на рис. 1 (а, б, в).

г) Вентиль И

д) Вентиль ИЛИ

Построение дерева отказов позволяет вникнуть в задачу, так как это не удается сделать другими средствами, но полностью возможности этого метода не реализуются без количественного анализа. Цель количественного анализа состоит в эффективном распределе­нии бюджета, отведенного на надежность. Для этого рассматривает­ся влияние различных альтернатив на дерево отказов и его голов­ное событие. Отношение затраты/прибыль является критерием для выбора варианта системы.

Для того чтобы описанный метод применялся эффективно, следует проявлять особую тщательность. Для этого необходимо глубокое понимание как применяемого метода, так и получаемых результа­тов. Не следует сразу же пытаться внедрять альтернативу с наи­меньшим отношением затраты/прибыль. Надо отдавать себе отчет в том, что рассмотренный метод предназначен для увеличения эффек­тивности работы руководителя, принимающего решение, а совсем не для того, чтобы его подменить. Если осознать это, то метод ста­новится мощным инструментом увеличения эффективности капита­ловложений в мероприятия по обеспечению надежности.

Дата добавления: 2015-04-30