Надёжность, №2(33)-2010
Функциональная надежность – теория и практика.
- Брабанд Йенс, Шебе Хендрик, Рюдигер фон Хефель
ВЕРОЯТНОСТЬ ОТКАЗА ПО ТРЕБОВАНИЮ - ПОЧЕМУ И КАК.
В этой статье исследуется PFD (ВОТ в переводе на русский язык – вероятность отказа по требованию) и его связь с вероятностью отказа в час PFH (ВОЧ) и интенсивности отказов оборудования, используя очень простые модели. Мы описываем подходы, которая стоят за ВОТ и THR (ДИО в переводе на русский язык - допустимая интенсивность отказов в час для функции). Сравнение показывает, как эти подходы связаны друг с другом, и какие связи подразумеваются между ВОЧ и ВОТ. В зависимости от дополнительных параметров, могут быть отклонения между уровнями полноты безопасности, которые получены на основе ВОТ и ВОЧ. Обсуждены проблемы, которые могут возникнуть при работе с ВОТ. Мы описываем, как ВОТ и ВОЧ в стандарте IEC 61508 (ГОСТ Р/МЭК 61508 [1]) связаны с ДИО, определенным в стандарте EN 50129.
Обсуждаются аргументы, которые показывают, почему при использовании ВОТ необходима осторожность. Кроме того, представлены рассуждения, почему вероятность отказа по требованию (ВОТ) может ввести в заблуждение.
Ключевые слова: Вероятность отказа по требованию, интенсивность опасных отказов, уровень полноты безопасности.
Jens Braband, Rüdiger von Hövel and Hendrik Schäbe,
PROBABILITY OF FAILURE ON DEMAND – THE WHY AND THE HOW
In the paper, we will study the PFD and its connection with the probability of failure per hour and failure rates of equipment using very simple models. We describe the philosophies that are standing behind the PFD and the THR. A comparison shows, how the philosophies are connected and which connections between PFH and PFD are implied. Depending on additional parameters, there can be deviations between safety integrity levels that are derived on the basis of the PFD and the PFH. Problems are discussed, which can arise when working with the PFD. We describe, how PFD and PFH in IEC 61508 are connected with the THR defined in the standard EN 50129.We discuss arguments that show, why care is needed when using the PFD. Moreover, we present a reasoning, why a probability of failure on demand (PFD) might be misleading.
Keywords: Probability of failure on demand, rate of dangerous failures, safety integrity level.
Структурная надежность – теория и практика.
- Гапанович В.А., Розенберг Е.Н., Шубинский И.Б.
МОДЕЛЬ НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА С УЧЕТОМ ПРОСТОЕВ В РАБОТЕ.
В статье сопоставляются показатели безотказности и готовности технических средств, изложенные в отечественном стандарте ГОСТ 27.002-89 и международном стандарте IEC 62278:2002 (RAMS). Отмечается большое сходство показателей, что свидетельствует о фундаментальности положений указанного отечественного стандарта. Вместе с тем, имеет место расхождение в трактовке такого важного комплексного показателя как коэффициент готовности. На примере модели надежности контролируемого восстанавливаемого устройства со скрытыми отказами авторами показано, что современный стандарт по RAMS более реально, чем указанный отечественный стандарт, учитывает практические условия обеспечения готовности техники, что обеспечивает более корректный подход к определению формульного выражения коэффициента готовности технического средства.
Ключевые слова: безотказность, готовность, скрытый отказ, неидеальный контроль, вероятность правильного обнаружения, вероятность пропуска отказа, коэффициенты готовности и неготовности, среднее время до отказа. среднее время между отказами, среднее время до восстановления, модель надежности.
V. Gapanovich, E. Rozenberg, I. Shubinsky
MODEL OF RELIABILITY OF A RESTORED TECHNICAL DEVICE IN VIEW
OF IDLE TIMES IN WORK
Indices of non-failure operation and availability of technique, stated in the domestic standard of GOST 27.002-89 and international standard IEC 62278:2002 (RAMS) are compared in the article. The large similarity of indices is marked that testifies to fundamentality of positions of the specified domestic standard. At the same time, the divergence in interpretation of such an important complex parameter as factor of availability takes place. On an example of reliability model of the controlled and restored device with the latent failures it is shown by authors, that the modern standard on RAMS more really considers practical conditions for insuring availability of technical equipment than that does the specified domestic standard and it provides more correct approach to the definition of formula expression of availability factor of technical equipment.
Keywords: non-failure operation, availability, latent failure, non-ideal control, probability of correct detection, probability
of failure missing, factors of availability and unavailability, average time between failures (ATBF), average time between refusals,
average time before restoration, reliability model.
- Носов М.В.
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ С СЕТЕВОЙ СТРУКТУРОЙ
(Часть 1).
Рассматривается метод обоснования предельных оценок (ПО) надежности систем с сетевой структурой, в котором используются некоторые свойства формулы разложения Шеннона [1]. Сформулированы и доказаны условия существования ПО, а также приведены структуры оценочных графов и соответствующие им формальные выражения для расчета ПО вероятности связности (вероятности несвязности) двухполюсных случайных графов.
Ключевые слова и принятые сокращения:
ССС – система с сетевой структурой; СС – система связи; ПО – предельные оценки; ВС – вероятность связности;
ВН – вероятность несвязности; ДСГ – двухполюсный случайный граф; ПЦ - простая цепь; ПР – простой разрез; КГ –
коэффициент готовности ; ВО – верхняя оценка; НО – нижняя оценка; ТЗ – точное значение; ОЭП – оценки Эзари-Прошана;
ОЛУ – оценки Литвака-Ушакова.
Nosov M.V.
LIMIT EVALUATION SYSTEM RELIABILITY NETWORKED
(Part 1)
The method of justification for limiting assessment (software) reliability of systems with network structure, which uses some properties of the Shannon expansion formula. Formulated and proved the existence of conditions on, and given the structure of evaluation of graphs and their corresponding formal expressions for the calculation of the probability of connectivity (probably disconnected) bipolar random graphs.
Keywords and accepted abbreviations:
SNS - a system with a network structure, SC - the system of communication, LA - limiting the assessment;
PC - the probability of connectedness, PD - probability disconnected; BRG - bipolar random graph, SC - a simple circuit;
SI - a simple incision, RF - readiness factor; UP - upper bound, BA - bottom assessment; EV - the exact value;
EEP - evaluation of Esar-Proshan; ELU - evaluation Litvak-Ushakov.
- Петров Г.А., Резиновский А.Я.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО КОРРЕКТУРЕ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ ЗАПАСОВ В КОМПЛЕКТАХ ЗИП.
В статье рассматривается широко известная методика расчёта проектируемого комплекта ЗИП на основе оптимизации затрат на запасы в нём. Имеется ввиду одновременное удовлетворение требований как к показателям достаточности комплекта, так и к его стоимости (или массе, габаритам). При этом подчёркивается необоснованность довольно часто рекомендуемых этой методикой «нулевых» запасов.
Исходя из многолетней практики оценок комплектов ЗИП для серийных изделий или испытуемых их опытных образцов, предлагается новый подход, суть которого состоит в замене оптимизации затрат на запасы, оптимизацией количества запасных частей (начиная с единицы для каждого типа).
Ключевые слова: запасное имущество и принадлежности (ЗИП), запас, запасная часть (ЗЧ), комплект ЗИП, начальный уровень запаса (НУЗ),
показатели достаточности запаса (или комплекта ЗИП), затраты на ЗЧ (или НУЗ, или ЗИП в целом), основные и вспомогательные запасы,
стратегия пополнения запасов (СПЗ).
Petrov G.A., Rezinovsky A.Y.
PROPOSALS FOR OPTIMIZATION METHOD CORRECTIONS OF THE STOCKS IN SPARE PARTS, TOOLS AND ACCESSORY COMPLEXES.
The widespread design method of the projected spare parts, tools and accessories complex is considered based on the expense optimization for the stocks in it (that is on the assumption of simultaneous meeting requirement and the complex sufficiency indexes and its costs (mass or dimensions)).
At that the zero reserve unsubstantial rather often recommended by this method is underlined.
It is proposed to replace the reserve expense optimization for the quantity optimization of spares (from one for each type) as a matter of long – term practice of the spare parts, tools and accessories complex estimates for the multiple products and tested experienced models.
Keywords: spare parts, tools and accessories; reserve (stock); spare part; spare parts, tools and accessories complex;
reserve sufficiency indexes; initial reserve level; spare part expense in whole; primary and auxiliary reserves; reserve supplement
strategy.
- Гришунина Ю.Б.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУМАРКОВСКОЙ МОДЕЛИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМАЛЬНОГО ВЫБОРА ВИДА РЕМОНТА.
В данной работе рассматривается техническая система, в которой возможны два вида ремонта: аварийный, по окончании которого износ системы не изменяется, и капитальный, после которого система полностью обновляется. Решение о виде ремонта принимается в соответствии с распределением на множестве решений, зависящим от износа системы на момент отказа. В работе сформулирована и решена задача оптимального выбора вида ремонта с целью максимизации функционала среднего удельного дохода. Доказано, что оптимальная стратегия управления является вырожденной, а для стареющего распределения времени безотказной работы системы – вырожденной и пороговой с не более чем одной точкой переключения управления.
Ключевые слова: управляемый полумарковский процесс, однородная марковская рандомизированная стратегия управления,
аддитивный функционал дохода, принцип максимума Понтрягина, стареющее распределение, оптимальное управление.
Grishunina J.B.
OPTIMAL STRATEGY OF REPAIR IN SEMI-MARKOV MODEL OF TECHNICAL MAINTENANCE.
A technical system with two possible types of maintenance is considered. The first type of maintenance is an emergency repair, by the termination of which tear and wear of the system doesn't change. The second type is the major repair by a termination of which the system is totally updated. The decision about the type of the repair is taken according to the distribution of the solution set that depends on the tear and wear of the system at the moment of the failure. We formulate and solve the problem of optimal choice of the repair type with the maximization target of functional average specific income. It was proved that the optimal control is singular. Moreover, in the case of an increasing failure rate (IFR) lifetime distribution the optimal control is singular and has a form of a threshold with no more than one switching point.
Keywords: controlled semi-Markov process, homogeneous Markov randomized strategy of control, additive functional of income,
Pontryagin’s maximum principle, increasing failure rate (IFR) distribution, optimal control.
- Володарский В.А.
НАРАБОТКА НА ОТКАЗ РЕМОНТИРУЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
Приведены результаты исследований влияния периодичности ремонта и глубины восстановления безотказности на значения наработки на отказ технических устройств.
Ключевые слова: безотказность, наработка на отказ, глубина восстановления, ремонт.
Volodarsky V.A.
THE REPAIRABLE SYSTEM MEAN TIME BETWEEN FAILURES
The research result of the repair frequency influence and reliability restoration intensity on the value of technical systems mean time between failures is applied.
Keywords: reliability, mean time between failures, restoration intensity, repair.
- Павлов Н. И.
ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
Производство специальной (военной, аэрокосмической, медицинской и ряда других ответственных отраслей) техники является одной из приоритетных задач для любого государства. Кроме функциональных характеристик одной из главных является надёжность изделия в эксплуатации. Учитывая, что все современные разработки имеют «электронную начинку» особым разделом надёжности следует считать надёжность паяных соединений и надежность самих компонентов.
Ключевые слова: надежность паяного соединения, специальная техника, бессвинцовые технологии, температурные усталостные напряжения
Pavlov Nikolay
SOLDER JOINT RELIABILITY IN SPECIAL-PURPOSE EQUIPMENT
Manufacture of special (military, space, medical and of some other responsible branches) technicians is one of priority problems for any state. Except functional characteristics of one of the main one reliability of a product in operation is. Considering, what all modern workings out have “an electronic stuffing” It is necessary to consider as special reliability section is reliability soldering connections and reliability of components.
Keywords: Solder joint reliability, special-purpose equipment, lead-free technology, thermal fatigue stresses
- Маркин А.В., Полесский С.Н., Жаднов В.В.
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИКИ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ НА РАННИХ ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Классический аппарат теории надежности сложных систем, который базируется на гипотезе о постоянстве интенсивностей отказов элементов, широко используется в инженерной практике для анализа надёжности электронных средств. При проведении этих работ значения интенсивностей отказов элементов механики и электромеханики определяются по справочнику «Надежность ЭРИ» или не учитываются вовсе. Если принять во внимание, что последняя редакция Справочника датируется 2006 г., а доля стандартизованных элементов механики и электромеханики в современных электронных средствах постоянно сокращается, то становиться очевидной потребность в инженерных методах расчётной оценки надёжности таких элементов.
Ключевые слова: надежность, проектирование, электронные средства, элементы механики и электромеханики, математические модели,
интенсивность отказов.
Markin A.V., Polesskey S.N., Zhadnov V.V.
METHODS OF THE ESTIMATION OF MECHANICS ELEMENTS RELIABILITY AND ELECTROMECHANICS OF ELECTRONIC MEANS AT EARLY DESIGN STAGES
The classical apparatus of reliability theory of complex systems which is based on hypothesis about constancy failure rate of elements, is widely used in engineering practice for the analysis of reliability electronic means. At carrying out of these jobs value failure rate of mechanics and electromechanics elements are defined in the directory «Надежность ЭРИ» or aren't considered at all. If to take into consideration that last edition of the Directory is dated 2006, and the share of the standardized of mechanics and electromechanics elements in modern electronic means is constantly reduced to become obvious requirement for engineering methods of settlement estimation of reliability such elements.
Keywords: reliability, designing, electronic means, mechanics and electromechanics elements, mathematical model, failure rate
Страницы истории.
- Каштанов В.А.
ОБ УЧИТЕЛЕ. АЛЕКСАНДР ДМИТРИЕВИЧ СОЛОВЬЕВ


