Методология

Излагаемая ниже методология не является исчерпывающим обзо­ром по всем работам в области анализа деревьев отказов. Здесь изла­гается лишь руководство, позволяющее читателю получить общее представление о методе и принципах построения и анализа деревьев отказов. Приведем некоторые понятия, необходимые при описании метода дерева отказов.

а) Событие: предварительно определяется, и оговариваются усло­вия его появления в системе. Событие определяется на уровне сис­темы или компонента. Примеры: а') отказ переключателя А; б') отказ переключателя вызван предельной температурой; в') режим системы изменяется переключателем А. Замечание: для наших целей удобно события определять так, чтобы они имели двоичный харак­тер. Они либо появляются, либо нет - только два состояния. Событие не обязательно связано с отказом, оно может появляться в нормаль­ном состоянии системы.

б) Отказ: событие, характеризуемое тем, что одно из двух его со­стояний связано с ненормальной работой, являющейся следствием поломки или дефекта.

в) Нормальное событие: событие, которое может появиться или не появиться в определенное время. Нормальное событие может рассматриваться как отказ, если оно произошло не вовремя. Важно, чтобы время появления нормального события оговаривалось (если это существенно). События, определенные в пп. б) и в), взаимно ис­ключают друг друга и охватывают все множество событий.

г) Основное событие: событие (ошибочное или нормальное), ко­торое появляется на элементарном уровне. Под элементом понима­ется наименьшая анализируемая составная часть системы. Напри­мер, если рассматривать интенсивность отказов некоторых компо­нентов, то эти компоненты будут элементами системы, поскольку дальнейшее разделение этих компонентов не требуется. Основное событие может состоять в отказе одного из таких компонентов. В то же время оно будет и ошибочным событием.

д) Первичное событие: событие, вызванное особенностями само­го компонента, например, отказ лампочки, связанный с перегорани­ем нити накала.

е) Вторичное событие: событие, вызванное внешней причиной, например, отказ лампочки, связанный со скачком напряжения.

ж) Головное событие: событие при вершине дерева отказов, кото­рое анализируется с помощью всей остальной части дерева. Обычно это результирующий отказ, выводящий систему (человека или ма­шину) из нормального состояния.

Символика анализа дерева отказов описана в разделе 4. Построе­ние дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа, кото­рые можно проследить по описанию этапов следующей процедуры.

А. Синтез

А1. Определяем наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы.

А2. Разделяем событие на несовместные группы, причем группы формируются по некоторым общим признакам, например, по одина­ковым причинам возникновения.

АЗ. Используя общие признаки, выделяем одно событие, к кото­рому приводят все события каждой группы. Это событие является головным и будет рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов.

Б. Анализ

Метод <сверху вниз>.

Б1. Выбираем головное событие, которое должно быть предот­вращено. Как указано в п. A3, в одной системе может рассматри­ваться много головных событий.

Б2. Определяем все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.

БЗ. Определяем отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций И и ИЛИ.

Б4. Определяем величины, необходимые для дальнейшего анали­за каждого из событий, выделенных на этапе Б2 и БЗ. Для каждого вызывающего события, которое уточняется далее, повторяем этапы Б2 и БЗ, причем термин <головное событие> теперь будет отно­ситься к данному событию - причине, которое продолжаем анализи­ровать.

Б5. Продолжаем этапы Б2, БЗ и Б4, пока либо все события не вы­разятся через основные события, либо перестаем дробить анализ дальше в силу незначительности событий, отсутствия данных и т.п.

Б6. Представляем события в виде диаграммы, используя описы­ваемую ниже символику, и вводим данные в компьютер для после­дующего расчета и анализа.

Б7. Выполняем качественный и количественный анализ.

Эта процедура является упрощенным представлением процесса, который может повторяться многократно. Основным принципиаль­ным моментом в процедуре оказывается выделение общих призна­ков. Другим важным фактором, который должен учитываться, когда дело доходит до количественных методов, служит серьезность по­следствий, связанных с головным событием. Разные головные собы­тия потребуют различной степени внимания в зависимости от серь­езности последствий, так как отказ системы может привести к са­мым различным повреждениям и несчастным случаям. Когда один класс отказов или повреждений системы более серьезен, чем другой, то такие классы следует рассматривать как отдельные головные со­бытия.

Обычно для каждой системы строят несколько деревьев отказов.

В последствии они могут быть и связаны, но на этапе построения с ними работают отдельно. Аналогично если система функционирует в различных режимах, то может понадобиться анализ деревьев отка­зов для каждого из режимов.