Сертификация сложных технических систем

в – параметр формы распределений Вейбулла, однозначно определяющий коэффициент вариации.

Используя соотношения (5.12), (5.13), получим (табл. 5.8):

В результате решения соотношения (5.14) относительно m (см. табл. 5.8) устанавливается необходимое для контроля Ф количество измерений наработки до отказа (на отказ, между отказами):

m = f(T_a, T_в, α, β, b). (5.15)

Таблица 5.8

Используя зависимости (5.12), (5.13), получим выражения для оценочного норматива:

m определяется соотношениями (5.14), (5.15).

Требуемый объем (суммарная наработка в процессе испытаний), как и в случае нормального распределения, определяется выражением (5.11).

Пример 4. Известно, что наработка изделия между отказами имеет нормальное распределение с коэффициентом вариации n = 0,25. В технических условиях (ТУ) на производство изделия установлены приемочный Т_а = 150 ч и браковочный Т_в = 100 ч уровни средней наработки между отказами, а также соответствующие им риски α = 0,2 и в = 0,1. Требуется установить план одноступенчатого статистического контроля наработки изделия между отказами.

Для α = 0,2, β = 0,1 в табл. 5.7 найдем u_1-α = 0,841 и u_1-β= 1,282. По (5.7) определим необходимое для контроля количество измерений:

Следовательно, m = 2.

Используя зависимости (5.10), найдем

Из соотношения (5.9) определим оценочный норматив Т₀ = 128 ч. С помощью (5.11) найдем требуемую суммарную наработку изделия в процессе испытаний: t = 2256 = 128־ ч.

Таким образом, план одноступенчатого статистического контроля наработки изделия между отказами (на отказ) характеризуется величинами t = 256 ч и Т₀ = 128 ч.

5.4. Статистический анализ безопасности при сертификации систем качества

Цель статистического анализа безопасности при сертификации – оценка полноты выявления основных источников аварий и достаточности средств и мероприятий для достижения приемлемого уровня безопасности.

Общая схема статистического анализа безопасности представлена на рис. 5.6 и включает:

• составление перечня исходных событий аварии;

• разработку деревьев событий, позволяющих рассмотреть варианты развития аварии от исходного события аварии;

• анализ надежности элементов объекта, позволяющий оценить вероятность наступления конечных состояний;

• анализ последствий развития аварийных процессов (последствия конечных состояний);

• количественный анализ последствий конечных состояний;

• оценка рисков.

Рис. 5.6

Для достижения цели, сформулированной выше, при проверке решаются следующие задачи: экспертиза данных о надежности;

• оценка полноты исходных событий аварии;

• экспертиза моделирования деревьев событий. При экспертизе данных о надежности оценивают:

• источники получения информации;

• обоснованность выбора элементов каждого типа;

• численные значения показателей надежности;

• последствия отказа;

• соответствие критериев отказа, приведенных в исходных данных, нормативным признакам.

Оценка полноты исходных событий аварии сводится к обоснованию их выбора и оценке их частоты, с тем чтобы анализу были подвергнуты наиболее часто встречающиеся.

При экспертизе деревьев событий необходимо оценить:

• методологию моделирования деревьев событий;

• хронологию развития отдельных событий;

• адекватность моделей деревьев событий критериям отказов. Метод дерева событий дает возможность:

• определить сценарии аварий с различными последствиями;

• определить взаимосвязь отказов элементов с последствиями аварии;

• сократить первоначальный набор потенциальных аварий и ограничить его лишь логически значимыми авариями.

Структура возможного дерева событий представлена на рис. 5.7, где ИСА – исходное событие аварии; А, В, Д – элементы, влияющие на развитие аварийной последовательности; ОА, ОВ, Од – отказ элемента А, В, Д соответственно; КОС – классы определяемых конечных состояний; Т_КОС – время достижения соответствующего конечного состояния; РКОС – вероятность реализации аварийной цепочки; 1_ИСА – интенсивность возникновения исходного события аварии; № – номер цепочки.

Для цепочек развития аварии из исходного события вероятности их реализации равны:

P1 = Ра · Рв · Рд; Р2 = Ра(1 – Рв); Рз=Ра(1—Рв) (1—Рс);

Р4 = 1 – Ра,

где Ра, Рв, Рд – вероятности безотказной работы элементов А, В, Д соответственно.

В результате расчета можно:

• выбрать цепочки с максимальными значениями;

• внутри цепочек выделить наиболее критичные элементы, для которых вероятности отказа максимальны;

• сравнивать между собой вероятности реализации тех или иных сценариев развития аварий.

Рис. 5.7

В рамках проверки системы качества целесообразно оценить достаточность мероприятий по поддержанию требуемого уровня безопасности. С этой целью может быть вычислен риск производства как сумма всех рисков индивидуальных сценариев аварий:

Таким образом, в ходе проверки может быть оценена результативность мероприятий по преодолению последствий наступления исходного события аварии и проведен анализ мер:

• по снижению частот наступления исходных событий аварии (1иса на рис. 5.7);