Особенности применения метода структурной схемы надежности
Метод структурной схемы надежности применяется в аналитических методах исследования надежности и относится к нисходящему методу анализа (расчета) надежности. Применение данного метода, его пригодность (индивидуальная или в сочетании с другими методами) для оценки надежности (работоспособности) системы и ее составных частей должны исследоваться аналитиком до начала применения метода структурной схемы надежности. Перед применением данного метода необходимо учитывать необходимые для анализа данные, сложность анализа и другие факторы.
Основы применения метода структурной схемы надежности изложены в [28]. Наиболее полно использование метода структурной схемы надежности представлены в [12].
Структурная схема надежности является наглядным представлением надежности системы. Она показывает логическую связь элементов системы. Метод структурной схемы надежности предназначен для применения к системам без восстановления и системам, в которых порядок появления отказов не имеет значения. Для систем, порядок отказов в которых должен приниматься во внимание, или систем с восстановлением применяют другие методы моделирования надежности системы, например Марковский анализ. Предполагается, что в любой момент времени элемент системы может находиться только в одном из двух возможных состояний: работоспособном или неработоспособном.
В символическом представлении не делают различий между открытой и замкнутой схемой или другими моделями отказов, но при определении количественной оценки эти различия необходимо указывать.
Основой для построения моделей надежности системы является модель отражающая обеспечение работоспособности системы, а также ее отказ. При этом отказы системы должны быть определены и перечислены. Кроме того, необходимо учитывать:
- функции, выполняемые системой;
- параметры, определяющие надежность системы и допустимые границы изменения этих параметров;
- режимы эксплуатации системы и условия окружающей среды.
Перед построением структурной схемы надежности необходимо дать четкое определение отказа системы, так как работоспособность системы может зависеть от одного или нескольких отказов ее элементов. Для каждого определения отказа системы следующим шагом является деление системы на логические блоки в соответствии с целями анализа надежности. Отдельные логические блоки могут представлять собой подсистемы, каждая из которых, в свою очередь, может быть представлена своей структурной схемой надежности.
Количественный анализ структурной схемы (расчет) надежности проводят различными методами. В зависимости от типа структурной схемы могут использоваться простые Булевы методы и (или) анализ множества соединений и прерываний. Вычисления проводят на основе данных надежности основных компонент. Необходимо заметить, что структурная схема надежности системы необязательно отражает физические связи ее элементов.
Может оказаться возможным использование системы более чем для одного режима функционирования. Если для каждого режима используются отдельные системы, такие режимы должны обрабатываться независимо от остальных. При этом соответственно должны использоваться самостоятельные модели надежности. Если одна и та же система предназначена для выполнения всех функций, то для каждого типа операций должны использоваться отдельные структурные схемы надежности. Четкие требования надежности, связанные с каждым аспектом функционирования системы, являются необходимой предпосылкой составления структурной схемы надежности.
Необходимо учитывать условия окружающей среды, при которых система будет эксплуатироваться. При этом оценки надежности должны выполняться на основе одной и той же структурной схемы надежности, но с применением интенсивностей отказов, соответствующих конкретным условиям эксплуатации.
Должна быть установлена взаимосвязь между календарным временем работы и циклами процессов включения-выключения системы. Если процессы включения и выключения оборудования не вызывают отказ системы, а интенсивность отказов оборудования при хранении незначительна, то необходимо рассматривать только фактическое время работы элементов системы.
В некоторых случаях процессы включения и выключения являются главной причиной отказов элементов. Кроме того, элементы системы могут иметь более высокую интенсивность отказов при хранении, чем при функционировании (применении по назначению). В сложных случаях, когда включаются и выключаются только части системы, допускаются другие методы (например Марковский анализ).