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

Введение

Структурная схема надежности (RBD) является наглядным представлением путей успешного функционирования системы. На этой схеме показаны логические связи функционирующих компонентов (представленных в виде блоков), необходимые для успешной работы системы (далее - "успех системы"). Следовательно, RBD эквивалентна логическому уравнению булевых переменных, а вероятностные вычисления в основном связаны с ситуацией, когда значения вероятностей успеха/отказа блоков постоянны.

Существует много различных методов анализа надежности, одним из которых является RBD. Таким образом, цель каждого метода и их индивидуального или совместного применения состоит в оценке коэффициента готовности, вероятности безотказной работы, частоты отказов и других применимых показателей надежности, которые должны быть изучены аналитиком до принятия решения об использовании RBD. Следует также рассмотреть результаты, получаемые каждым методом, данные, необходимые для выполнения анализа, сложность анализа и другие факторы, указанные в настоящем стандарте.

Если блоки RBD не зависят друг от друга и порядок, в котором происходят отказы, не имеет значения, то вычисление вероятностей может быть распространено на показатели, зависящие от времени, включая восстанавливаемые и невосстанавливаемые блоки (или компоненты). В этом случае должны быть рассмотрены три показателя, связанные с успешной работой системы: вероятность безотказной работы системы R_S(t), коэффициент готовности A_S(t) и частота отказов w_S(t). Для систем, включающих восстанавливаемые компоненты, вычисления A_S(t) и w_S(t) могут быть довольно простыми, однако вычисление R_S(t) подразумевает рассмотрение зависимостей в системе (см. 3.34), которые могут быть учтены в математической структуре RBD. Тем не менее в отдельных случаях доступна аппроксимация R_S(t).

Метод RBD связан с анализом дерева отказов [1] и с марковскими методами [2]:

Базовая математика одинакова для RBD и анализа дерева отказов (FTA): RBD ориентирована на успех системы, FT - на отказ системы. Всегда можно преобразовать RBD в FT и наоборот. С математической точки зрения модели RBD и FT представляют собой две стороны одного и того же логического выражения. Поэтому математические разработки и ограничения для обоих методов одинаковы.

Если коэффициент готовности A_i(t) одного блока может быть рассчитан с использованием отдельного марковского процесса [2], независимо от других блоков, A_i(t) может быть использован в качестве входных данных для расчетов, связанных с RBD, включая этот блок. Подход, в котором RBD обеспечивает логическую структуру, а марковские процессы обрабатывают вычисления значений коэффициентов готовности блоков, называется подходом "RBD-управляемых марковских процессов".

Для систем, в которых необходимо учитывать порядок возникновения отказов, или когда ремонтируемые блоки не являются независимыми друг от друга, или если вероятность безотказной работы системы R_S(t) не может быть рассчитана аналитическими методами, применимо моделирование Монте-Карло или другие методы моделирования, такие как динамические RBD, методы Маркова [2] или сети Петри [3].