ГОСТ Р МЭК 61078-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Надежность в технике. Структурная схема надежности

7.5 Другие структуры

 

7.5.1 Структуры типа m из n

Часто возникает необходимость моделирования системы, определение успеха которой устанавливает, что для функционирования системы необходимо функционирование не менее m из n элементов, соединенных параллельно. Такие логические структуры часто называют структурами "мажоритарного голосования" или структурами "m из n". Например, см. RBD, показанные на рисунках 8 и 9.

 

 

Рисунок 8 - Структура резервирования 2 из 3

 

 

 

 

Рисунок 9 - Структура резервирования 3 из 4

 

Таким образом, на рисунке 8 для успешного функционирования системы требуется функционирование не менее двух блоков, а на рисунке 9 для успеха системы необходимо функционирование не менее трех блоков. В обоих случаях допускается отказ одного объекта, но отказ двух и более объектов не допустим.

Такие структуры моделируют следующие логические функции:

- резервирование 2/3: ; (7)

- резервирование 3/4: . (8)

Эти логические функции не могут быть представлены простой комбинацией элементарных последовательных и параллельных структур.

7.5.2 Конструкции с общими блоками

Большинство RBD являются понятными, а условия успеха системы очевидны. Однако не все RBD могут быть сведены к комбинациям последовательных или параллельных структур с блоками, появляющимися только один раз. RBD на рисунке 10 - пример, в котором блок A является общим для двух путей.

 

 

Рисунок 10 - Схема, которую нелегко представить

последовательным и/или параллельным расположением блоков

 

Такая структура моделирует следующую логическую функцию:

 

. (9)

 

Схема не требует объяснений. Для успеха системы достигаются блоки B1 и C1, или блоки A и C1 или блоки A и C2, или блоки B2 и C2. На рисунке 10 представлена схема подачи топлива на двигатели легкого самолета. Блок B1 представляет собой поставку топлива на левый двигатель (C1), блок B2 представляет собой подачу топлива на правый двигатель (C2), а блок A представляет собой общую резервную поставку на оба двигателя. Определение успеха устанавливает, что для функционирования необходимо, чтобы работал хотя бы один двигатель самолета, а для отказа самолета должны отказать оба двигателя.

Следует отметить, что на всех приведенных выше схемах (рисунки 2 - 10) ни один блок не появляется на диаграмме более одного раза. Процедуры разработки выражений для RBD данного типа приведены в разделе 8.2. На рисунках 18 и 19 приведены последовательно-параллельные RBD, эквивалентные рисунку 10, где реализованы повторяющиеся блоки.

7.5.3 Составные блоки

На рисунке 11 показана модель системы с холодным резервированием замещением, где объект B начинает работать при отказе объекта A при идеальном переключении с A на B. В соответствующей RBD блоки A и B не являются независимыми, и это нарушает фундаментальное предположение о независимости блоков, которое лежит в основе настоящего стандарта.

 

 

Рисунок 11 - Пример RBD с зависимыми блоками

 

Поскольку блоки A и B не могут быть рассмотрены независимо друг от друга, необходимо рассмотреть их в целом, это можно сделать с помощью составного блока, такого как блок C, представленный на рисунке 12.

 

 

Рисунок 12 - Пример составного блока

 

Составной блок C имеет два состояния: успех/отказ. Тогда, если он не зависит от других блоков RBD, он может быть обработан как единый блок. Конечно, вероятности его отказа/успеха должны быть рассчитаны с учетом блоков A и B и зависимости между ними.