Основные принципы АВПКО

 

АВПКО в общем случае представляет сочетание качественного анализа видов и последствий отказов объекта с количественными оценками критичности выявляемых при АВПО возможных или наблюдаемых при испытаниях и в эксплуатации отказов. В процессе АВПО проводят предварительную количественную оценку и ранжирование выявленных возможных (наблюдаемых) отказов объектов по тяжести их последствий с целью определения необходимости дальнейшего углубленного анализа и оценки их критичности и очередности проведения соответствующих доработок объекта, технологии его изготовления, системы технического обслуживания и ремонта. Для обеспечения объективности и сопоставимости качественных оценок последствий отказов до проведения АВПКО объекта должна быть выработана система классификации отказов по категориям тяжести их возможных последствий. Указанная система может быть выработана применительно к конкретному объекту и приведена в методике его АВПО либо установлена в соответствующем нормативном документе, распространяющемся на группу (вид, тип) объектов.

При категорировании отказов по тяжести их последствий должны учитываться, по крайней мере, следующие факторы в различных сочетаниях:

1) опасность отказа (с учетом немедленных и отдаленных последствий) для жизни и здоровья людей (в том числе не связанных непосредственно с эксплуатацией объекта), для окружающей среды, для целостности и сохранности самого объекта, другого имущества и материальных объектов;

2) влияние отказа на качество функционирования объекта и полноту выполнения им назначенных функций, возможный ущерб любого вида (материальный, моральный, политический и др.), обусловленный снижением качества функционирования объекта или невыполнением объектом определенных функций (поставленных задач);

3) скорость развития неблагоприятных последствий отказа, определяющая возможность принятия соответствующих мер защиты от них.

Пример возможной классификации отказов с учетом перечисленных факторов приведен в табл. 2.4.

 

Таблица 2.4 – Пример шкалы для установления категории тяжести последствий отказов

Категория тяжести последствий отказов	Характеристика тяжести последствий отказов
IV	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или окружающей среды, гибель или тяжелые травмы людей, срыв выполнения поставленной задачи
III	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создает пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей
II	Отказ, который может повлечь задержку выполнения задачи, снижение готовности и эффективности объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей
I	Отказ, который может повлечь снижение качества функционирования объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей

 

При АВПО может проводиться предварительная качественная оценка ожидаемой (наблюдаемой) частоты наступления отказов разных категорий тяжести при эксплуатации объектов. Указанные оценки используют:

1) для ранжирования отказов по очередности необходимых доработок объекта с целью их предупреждения с использованием матриц «вероятность отказа - тяжесть последствий» (табл. 2.5);

2) для построения шкал балльных оценок критичности отказов (табл. 2.6).

 

Таблица 2.5 – Матрица «вероятность отказа - тяжесть последствий» для ранжирования отказов при АВПО

Ожидаемая частота возникновения отказов	Тяжесть последствий
Катастрофический отказ (категория IV)	Критический отказ (категория III)	Некритический отказ (категория II)	Отказ с пренебрежимо малыми последствиями (категория I)
Частый отказ	А	А	А	С
Вероятный отказ	А	А	В	С
Возможный отказ	А	В	В	D
Редкий отказ	А	В	С	D
Практически невероятный отказ	В	С	С	D

Ранги отказов:

А - обязателен углубленный количественный анализ критичности,

В - желателен количественный анализ критичности,

С - можно ограничиться качественным анализом,

D - анализ не требуется

 

Таблица 2.6 – Качественные оценки частоты отказов

Виды отказов по частоте	Качественное описание частоты для
индивидуального изделия	совокупности изделий
Частый отказ	Вероятно частое возникновение	Наблюдается постоянно
Вероятный отказ	Будет наблюдаться несколько раз за срок службы изделия	Вероятно частое возникновение
Возможный отказ	Возможно одно наблюдение данного отказа за срок службы	Наблюдается несколько раз
Редкий отказ	Отказ маловероятен, но возможен хотя бы раз за срок службы	Вполне возможен хотя бы один раз
Практически невероятный отказ	Отказ настолько маловероятен, что вряд ли будет наблюдаться даже один раз за срок службы	Отказ маловероятен, но возможен хотя бы один раз

 

Критичность отказов при АВПКО оценивают с использованием показателей, учитывающих для каждого анализируемого отказа объекта:

- вероятность его возникновения за время эксплуатации;

- условные вероятности наступления всех возможных неблагоприятных последствий отказа, если он может сопровождаться несколькими различными по характеру и тяжести последствиями;

- размер возможного ущерба в результате наступления каждого из ожидаемых последствий отказов.

В общем случае показатель критичности отказа представляет произведение его вероятности на средневзвешенный по условным вероятностям проявления последствий отказа размер ущерба от него, хотя возможно применение иных способов измерения критичности отказов.

Значения вероятностей отказов, учитываемые при оценке их критичности, рассчитывают (прогнозируют) принятыми в расчетах надежности методами с учетом структуры объекта, уровней нагруженности и режимов работы его элементов по имеющимся справочным или экспериментальным данным об их надежности. Возможные последствия каждого отказа определяют по результатам АВПО объекта, а соответствующие условные вероятности наступления каждого последствия рассчитывают на основе моделей типа «дерева событий» или прогнозируют экспертными методами.

Для определения возможного ущерба от наступления определенных последствий каждого отказа в АВПКО применяют:

- относительные бальные оценки с использованием соответствующей шкалы, разработанной применительно к конкретному объекту и установленной в методике его АВПКО, либо содержащейся в соответствующем нормативном документе по АВПКО группы (вида, типа) объектов;

- показатели, представляющие числовые характеристики соответствующих функций потерь, например распределения ущерба от отказов в денежном или ином натуральном выражении, и оцениваемые методами прогнозирования по априорным данным или путем моделирования возникающих в результате отказа аварийных ситуаций (пожаров, взрывов, выбросов отравляющих или радиоактивных веществ и др.).

Балльные оценки возможного ущерба от отказов применяют для объектов, абсолютные оценки последствий отказов которых невозможны или нецелесообразны по этическим, техническим или экономическим соображениям. Критичность отказа рассчитывают как произведение , входящие в которое сомножители оценивают в баллах с использованием таблиц 2.7 – 2.9.

 

Таблица 2.7 – Оценки вероятностей отказов в баллах

Виды отказов по вероятности возникновения за время эксплуатации	Ожидаемая вероятность отказов, оцененная расчетом или экспериментальным путем	Оценка вероятности отказа в баллах
Отказ практически невероятен	Менее 0,00005
Отказ маловероятен	От 0,00005 до 0,001
Отказ имеет малую вероятность, обусловленную только точностью расчета	От 0,001 до 0,005
Умеренная вероятность отказа	От 0,005 до 0,001
Отказы возможны, но при испытаниях или в эксплуатации аналогичных изделий не наблюдались	От 0,001 до 0,005
Отказы возможны, наблюдались при испытаниях и в эксплуатации аналогичных изделий	От 0,001 до 0,005
Отказы вполне вероятны	От 0,005 до 0,01
Высокая вероятность отказов	От 0,01 до 0,10
Вероятны повторные отказы	Более 0,11

 

Таблица 2.8 – Оценки последствий отказов

Описание последствий отказов	Оценка последствий в баллах
Отказ не приводит к заметным последствиям, потребитель вероятно не обнаружит наличие неисправности
Последствия отказа незначительны, но потребитель может выразить неудовольствие его появлением	2-3
Отказ приводит к заметному для потребителя снижению эксплуатационных характеристик и/или к неудобству применения изделия	4-6
Высокая степень недовольства потребителя, изделие не может быть использовано по назначению, но угрозы безопасности отказ не представляет	7-8
Отказ представляет угрозу безопасности людей или окружающей среды	9-10

 

Таблица 2.9 – Оценка вероятности обнаружения отказа до поставки изделия потребителю

Виды отказов по вероятности обнаружения до поставки	Вероятность обнаружения отказа, оцененная расчетным или экспертным путем	Оценка вероятности в баллах
Очень высокая вероятность выявления отказа при контроле, сборке, испытаниях	Более 0,95
Высокая вероятность выявления отказа при контроле, сборке, испытаниях	От 0,95 до 0,85	2-3
Умеренная вероятность выявления отказа при контроле, сборке, испытаниях	От 0,85 до 0,45	4-6
Высокая вероятность поставки потребителю дефектного изделия	От 0,45 до 0,25	7-8
Очень высокая вероятность поставки потребителю дефектного изделия	Менее 0,25	9-10