Расчёт и анализ надёжности (методы и техники)

Выбор методов для проведения анализа надёжности системы определяется следующими факторами:

  • размером и типом системы,
  • окружением и отраслью промышленности, в которых предполагается использование системы,
  • нормативным и законодательным полем,
  • целями анализа (как-то: безопасность, надежность, доступность, стоимость и т.д.).

В большинстве случаев при проведении базового анализа надёжности принято ограничиваться методом расчёта MTBF (Mean Time Between Failures) - среднего времени между отказами или времени наработки на отказ). Данный метод анализа является достаточно обоснованным инструментом для систем, в которых не предусмотрена функция резервирования, и где после выхода из строя производится полная замена системы без необходимости каких-либо её регулировок и изменений. Ограничения применения данного метода детально описаны в соответствующем разделе сайта, посвященному расчётам наработок на отказ (MTBF). Метод MTBF широко применяется на потребительском рынке, поскольку предоставление покупателю величины MTBF всё больше и больше воспринимается как конкурентное преимущество продукции.

Однако, для таких отраслей промышленности, как авиастроение, космическая, оборонная, энергетическая, железнодорожная, медицинская, а в ряде случаев, и для других отраслей, метод анализа на основе расчёта наработки на отказ (MTBF) является не более чем отправной точкой, основой для выполнения более сложных видов анализа.

Получить бесплатную консультацию специалиста прямо сейчас...

Примеры:

1. Расчёт наработки на отказ (MTBF) > Анализ видов, последствий и критичности отказов (FMEA/FMECA) > Анализ дерева отказов (FTA)

  • Для многокомпонентных систем интенсивность отказов для всех компонентов, в первую очередь, проводится расчетом MTBF – среднего времени между отказами.
  • Во вторую очередь, выполняется анализ видов и последствий отказов (FMEA). При проведении анализа видов и последствий отказов определяется влияние потенциальных отказов каждого отдельного элемента системы (или отказов подсистемы, что зависит от глубины анализа) на потенциальный отказ системы в целом.
  • В завершение, отбираются наиболее критичные потенциальные отказы системы, которые подвергаются более детальному рассмотрению методом построения дерева отказов (Fault Tree Analysis, FTA). Анализ дерева отказов позволяет принять во внимание точную логическую цепочку, ведущую к отказу системы, и точно рассчитать его вероятность.

Целью выполнения указанной выше последовательности типов анализа является демонстрация того, что вероятность наступления наиболее критичных отказов системы останется ниже заранее определенной величины в течение заданного периода времени.

2. Расчёт наработки на отказ (MTBF) > Блок-схемы надежности (RBD)

  • Для многокомпонентных систем интенсивность отказов для всех компонентов, в первую очередь, проводится расчетом MTBF – среднего времени между отказами. Обычно, хотя и не во всех случаях, система (по крайней мере, частично) сложна (наличие избыточности, специфическая организация обслуживания, уникальность взаимозависимости подсистем и т.д.).
  • На втором шаге проводится анализ методом построения блок-схемы надежности (Reliability Block Diagram, RBD). Блок-схема надёжности – это графическое представление системы на относительно высоком уровне, когда выделяется не каждый отдельно взятый её компонент.
  • Такое представление отражает все характерные особенности системы, включая избыточности, стратегию обслуживания, компоненты в состоянии ожидания, функциональные зависимости и т.д. Блок-схема надёжности может даже давать представление об управляющих событиях и запасных частях для компонентов системы.

Целью выполнения указанной выше последовательности типов анализа является демонстрация того, что доступность системы останется выше заранее определенного уровня в течение заданного периода времени.

Более сложные методы и техники анализа

Приведенные выше примеры стратегий анализа являются двумя типовыми вариантами. В реальности применяется гораздо больше разнообразных подходов. Возможны ситуации (которые часто встречаются на практике), когда оценка надежности системы выполняется только одним из методов, например, только методом анализа видов и последствий отказов (FMEA) или только методом анализа дерева отказов (FTA). Функциональность некоторых наиболее широко используемых методик оценки надёжности более полно описана в соответствующих разделах нашего сайта:

По Вашему запросу наши эксперты могут выполнить необходимые расчёты или анализ показателей надёжности для Вашего устройства, оборудования, системы, процесса или провести обучение с целью подготовки собственных специалистов в Вашей организации.

Получить бесплатную консультацию специалиста прямо сейчас...

Наши компетенции