Preview

Надежность

Расширенный поиск
Научно-практический рецензируемый журнал

Журнал «Надежность» издается ежеквартально с 2001 года. Журнал включен в перечень ведущих журналов и изданий высшей аттестационной комиссии (ВАК). С 2010 года журнал выпускается при поддержке ОАО «РЖД». С 2012 года издается на двух языках: русском и английском. Журнал разносторонне освещает проблемы управления структурной надежностью, функциональной надежностью, функциональной безопасностью систем, отказоустойчивостью систем, проблемы сертификации, стандартизации в области надежности, функциональной и информационной безопасности систем. Одной из часто освещаемых тем на страницах журнала являются результаты внедрения комплексной технологии управления ресурсами, рисками и надёжностью на этапах жизненного цикла (УРРАН) объектов железнодорожного транспорта

 

Текущий выпуск

Том 20, № 3 (2020)
Скачать выпуск PDF | PDF (English)

СТРУКТУРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

3-14 50
Аннотация
Резюме. Цель. Обеспечить прогнозирование и планирование крупномасштабных беспрецедентных случаев отключения электроэнергии, имеющих значение для аварийного планирования и национальной системы реагирования. Прогнозирование вероятности, продолжительности и восстановления сбоев, основанное на теории, которая может применяться на глобальном уровне. Были собраны данные об отключениях электропитания и продолжительности сбоев для целого ряда событий в Бельгии, Канаде, Ирландии, Франции, Японии, Швеции, Новой Зеландии и США. Представлена новая теория и корреляция для вероятности крупных региональных отключений электроэнергии размером едва ли не до 50 000 МВт(э) без дополнительных повреждений инфраструктуры или энергосети. В случае серьезных и редких событий с повреждениями (крупные наводнения, пожары, снежные бури, ураганы и т.д.) сбои являются более продолжительными, и вероятность восстановления зависит от степени сложности, которая ограничивает доступ и возможность восстановления. Получены требования динамической надежности для аварийных резервных источников питания и насосных систем на примерах наводнения в Новом Орлеане из-за урагана «Катрина» и затопления ядерных реакторов Фукусима в результате цунами. Выводы. Были получены и подтверждены эксплицитные выражения вероятности и продолжительности всего диапазона сбоев: от «нормальных» крупных отключений электроэнергии до продолжительных отключений из-за редких и более серьезных событий с затруднениями доступа и ремонта.
15-20 44
Аннотация
Резюме. К количественным показателям характеристик надежности технологического оборудования, машин и изделий относятся безотказность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость. Целью исследований является разработка методологических основ экспериментального определения показателей надежности шаровых кранов при проведении статических испытаний на изгиб. Цель достигается решением отдельных научных задач, а именно разработкой методики проведения статических испытаний шаровых кранов на изгиб, экспериментальным определением коэффициента разрушающего контроля, аналитическим вычислением коэффициентов отказа, сохранения производительности и коэффициента качества продукции. Разработан лабораторный стенд для экспериментального определения коэффициента разрушающего контроля. Используемые научные методы статических испытаний предлагаются впервые. Минимальная тестовая нагрузка на изгиб является определяющей величиной, поэтому требуется значительная выборка в ходе проведения экспериментальных работ. Кроме того, рекомендовано для шарового крана с наименьшими показателями по выдерживаемой нагрузке на изгиб из представленных экспериментальных образцов одного диаметра, согласно разработанной методологии, определять такой кран как твердотельную неделимую единицу. Выводы по проведенным экспериментальным и теоретическим исследованиям полностью соответствуют решенным научно-техническим задачам. В результате проведения экспериментальных исследований авторы оценили «усиленные» возможности шаровых кранов различных производителей при сравнительном анализе проведенных статических испытаний арматуры на изгиб. Рекомендуется рассматривать твердотельную неделимую единицу без отрыва от совместной работы на трубопровод из определенного материала. Экспериментально определены коэффициенты разрушающего контроля для исследуемых образцов шаровых кранов. Определены коэффициенты сохранения эффективности, которые являются базовыми коэффициентами показателя безотказности – одной из основных характеристик надежности технологического оборудования, машин и изделий.
21-26 36
Аннотация
Резюме. Цель. В настоящей работе составлен краткий исторический обзор эволюции теории надежности техники. Эволюция понятия надежности отображает неразрешенную проблему раскрытия объема и содержания понятия в теории надежности технических объектов. Предлагается логическая проработка и вывод терминов на основании псевдофизической логики высказываний. Представлен подход к решению задачи введением понятия назначения объекта и вывод альтернативных базовых определений надежности. Целью работы является исследование возможности переноса современной теории надежности техники для последующих теоретических разработок и практического применения концепции надежности организаций, социальных групп и человека. Методы. Проблема терминологии и многолетнего поиска определений надежности состоит в дефиците гуманитарной проработки исследуемого предмета: филологической, философской, логической. Безусловно, данные исследования должны выполняться специалистами соответствующих наук. Выполним самостоятельную попытку по теме настоящей работы. Автор предлагает структурный подход исследования терминов. Сущность подхода состоит в следующем. Если выявление признаков содержания понятия затруднительно, возможно осуществить структурирование объема понятия. Структурирование осуществляется через универсальные базы наблюдения: время, пространство, группы и их комбинации: времяпространство, время-группа, пространство-группа. Для этого необходима специальная совокупность терминов. Вводится категория «назначение» как свойство объекта. Понятие назначения обладает большим объемом, является более абстрактным, чем понятие надежности. Отметим, что стандарты качества разрабатывались в концепции назначения как соответствие характеристик объекта требованиям. Отечественные стандарты отдавали предпочтение концепции надежности, где нормативные описания, выдвигаемые определения, такие как «способность выполнять требуемые (заданные) функции, способность (объекта) функционировать», «функционировать, как и когда требуется», «функциональная надежность», «параметрическая надежность», «требования, установленные документацией» просто обобщаются категорией назначения. Данные описания есть не что иное, как указание на свойство назначения объекта. Например, способность объекта перемещаться в пространстве – это свойство назначения, а не надежности. Таким образом, все терминологические поиски стандартизации надежности демонстрируют необоснованное сведение понятия назначения к понятию надежности. Введение категории назначения решает проблемы терминологии в теории надежности. Автор предлагает следующее определение понятия назначения. Назначение – свойство объекта, обусловленное естественным происхождением существования или создаваемого проектируемого применения. Надежность – совокупность состояний как мера соответствия назначению объекта. Заключение. Эволюция содержания понятия надежности техники отображает неразрешенную проблему терминологии в теории надежности технических объектов. Проблема терминологии в значительной степени состоит в нечетком использовании и смешении онтологических терминов. Вывод данных терминов на основании псевдофизической логики и введение категории назначения объекта является основным результатом настоящей работы для введения альтернативной непротиворечивой структуры и содержания терминов надежности. Предлагаемый подход рекомендуется использовать для переработки существующих стандартов.

УПРАВЛЕНИЕ АКТИВАМИ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

27-33 34
Аннотация
Резюме. Цель работы – анализ и рассмотрение опыта железнодорожных компаний Евросоюза в вопросах построения системы управления техническими активами на основе современных цифровых технологий. Железнодорожные компании заинтересованы в разработке эффективных стратегий технического содержания и ремонта, позволяющих наращивать объемы перевозок с высоким уровнем безопасности и надежности, опираясь на «Большие данные» (Big Data) диагностических систем. Методы. Проведен сравнительный анализ лучших практик железнодорожных компаний Евросоюза, сопоставлены применяемые железнодорожными компаниями цифровые технологии, а также сделан обзор наиболее известных программных решений, предлагаемых на рынке для построения системы управления активами. Результаты/Выводы. Железнодорожным компаниям придется приложить значительные усилия, чтобы те огромные затраты, которые они сегодня вкладывают в цифровизацию, не пропали даром, т.к. их внедрение натолкнется на сопротивление сложившейся системы хозяйствования и распределения ответственности между организационными уровнями управления внутри компаний. Обобщенная архитектура европейской информационной платформы управления активами представляет собой довольно разнообразную палитру применяемых IT-решений, что представляет собой большую проблему, так как любое внесение изменений в работу программного комплекса, требует больших временных, организационных и финансовых ресурсов. В этой связи наибольшего успеха достигают компании, вложившиеся в разработку собственной цифровой платформы управления активами.

БЕЗОПАСНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

34-46 52
Аннотация
Резюме. Цель. Показать способ преодоления неопределенности в требованиях к качеству данных в нестандартных ситуациях и пути формализации принятия решений, направленных на обеспечение безопасного функционирования структурно-сложных систем. Предложен способ осуществления аксиоматического построения интегральных показателей, описывающих свойства системы и среды ее функционирования через синтез функции риска. Методы. Использованы методы системного анализа задачи, методы аппарата трудности достижения целей Руссмана, и теории контрольных карт Шухарта. Результаты. Предложены способы качественной оценки состояния безопасности двух видов: «лучше чем» (при определении некоторого целевого уровня, характеризующего состояние безопасности, которое надо достигнуть в идеале) или «не хуже чем» (при определении некоторого предельно допустимого уровня, характеризующего состояние безопасности, ниже которого недопустимо опускаться), подразумевающие некоторые интервалы отклонений от заданных целевого или, соответственно, минимально допустимого уровней, в пределах которых состояние безопасности, оцениваемое интегральным показателем, считается удовлетворительным. Выводы. Показано, что в задачах оценки безопасности и риска структурно-сложных систем не стоит пытаться работать только с конкретными событиями в области безопасности. Все эти события характеризуются набором свойств и сопутствующих факторов, у которых есть соответствующие характеристики. Нужно стараться определять каждое свойство и определять каждую характеристику этого свойства, что позволит затем определять проактивные и реактивные действия управления как реакцию на изменения этих характеристик и свойств. Отработав свойство ситуации или события, мы отрабатываем свойство риска, и совершенно не важно в каком конкретном риске это свойство проявится. Комбинаций свойств риска может быть крайне много, потому конкретные ситуации предсказывать крайне сложно. Следствием этого является необходимость создания проактивной системы поддержки принятия решений, которая на качественном уровне помогает принимать адекватные управленческие решения в преддверии критического события.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

47-52 33
Аннотация
Резюме. Цель. Получение первичных данных об отношении жителей Санкт-Петербурга к появлению беспилотных транспортных средств, выполняющих функцию общественного транспорта, выявлению возможных барьеров и преимуществ, готовности людей начать эксплуатацию инновационных транспортных средств. Методы. В работе применяются методы статистического анализа, проведение анкетирования, методы математического анализа. В работе представлена методика проводимого исследования и выдвинуты гипотезы, подтверждение или опровержение которых должно показать исследование. Результаты. В статье представлена взаимосвязь отношения респондентов к беспилотному пассажирскому транспорту от частоты их поездок на общественном транспорте. Определены достоинства и недостатки от внедрения беспилотного транспорта в городскую среду, отмеченные респондентами. Заключение. В статье выявлено отношение жителей мегаполиса к внедрению беспилотного транспорта. Представлены результаты анкетирования жителей Санкт-Петербурга по выявлению их страхов и готовности использования беспилотного пассажирского городского общественного транспорта. Респонденты предпочитают не быть первыми, кто опробует инновационный транспорт, а предпочитают подождать опыта и мнения других людей. В первую очередь люди опасаются сбоев в системе и ее коммуникации как с пассажирами, так и с другими участниками дорожного движения, также отмечаются проблемы юридического аспекта и уязвимость программного обеспечения перед возможными хакерскими атаками. Из преимуществ респондентами было отмечено, что при появлении на дорогах беспилотного транспорта повысится уровень соблюдения правил дорожного движения, снизится количество пробок и уменьшится риск возникновения дорожно-транспортного происшествия.

УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

53-60 51
Аннотация
Резюме. Цель. Основные результаты в области защиты от киберугроз в настоящее время получены в областях анализа трафика, выявлении зловредного программного обеспечения, блокировании злоумышленников от доступа во внутреннюю сеть, анализе инцидентов и других способах защиты корпоративного периметра. Между тем, эффективность этих методов зависит от своевременности и качества данных об угрозах. Целью работы является исследование способов повышения осведомленности о киберугрозах и возможностях анализа текстов в открытых источниках для задач прогнозирования кибератак, выявления и мониторинга новых угроз, обнаружения уязвимостей нулевого дня до их опубликования и обнаружения утечек. Методы. Для извлечения общественно доступных знаний о кибербезопасности используется непрерывный сбор данных из сети Интернет (включая фрагменты его неиндексируемой части и специализированные источники) и других сетей общего доступа (включая большое количество профильных ресурсов и площадок в сети TOR). Собранные тексты на разных языках анализируются с помощью методов обработки естественно-языковых текстов для извлечения из них сущностей и событий, которые затем группируются в канонические сущности и события, и вся эта информация используется для непрерывного наполнения событийно-сущностной онтологии, значимой для предметной области: в нее входят общие виды сущностей и событий, необходимые для контекста, и специализированные виды событий и сущностей для задач кибербезопасности (технические идентификаторы, векторы атаки, виды атак, хеши, идентификаторы и так далее). Такая онтология может функционировать как база знаний и использоваться для структурированных запросов от аналитиков в области компьютерной безопасности. Результаты. Предложенный метод и построенная на его базе система применимы для анализа информации о компьютерной безопасности, мониторинга, обнаружения уязвимостей нулевого дня до их официального опубликования и обнаружения утечек. Извлеченная системой информация может быть использована в качестве признаков с высокой информативностью в статистических моделях: на базе нее построен классификатор, определяющий риск появления эксплойтов для конкретной уязвимости, и балльная система скоринга IP-адресов, которая может использоваться для автоматической блокировки. Кроме того, был разработан метод рискового ранжирования событий и сущностей, связанных с киберугрозами, который позволяет выявить среди всего обилия информации сущности и события, которые требуют особого внимания, а также вовремя принимать соразмерные предупредительные меры. Заключение. Предложенный метод имеет непосредственную практическую ценность в задачах аналитики, рискового ранжирования киберугроз и мониторинга, а также может использоваться для анализа большого объема текстовой информации и создания информативных признаков для повышения качества работы моделей машинного обучения, используемых в компьютерной безопасности.
61-67 54
Аннотация
Резюме. С целью обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов в настоящее время, наряду с традиционным надзорным, применяется риск-ориентированный подход, являющийся значительно более гибким. Процедура количественной оценки аварийного риска опасных производственных объектов по существу является одной из процедур оценки соответствия, поскольку включает сравнение полученных в результате расчета (либо экспертизы) показателей риска с их нормативными значениями. Целью статьи является постановка проблемы неопределенности, сопутствующей всем этапам процедуры количественной оценки аварийного риска, краткий исторический экскурс, анализ ее типов и источников, описание подходов, применяемых для количественной оценки этой неопределенности. В настоящее время принято выделять терминологический, параметрический и модельный типы неопределенности, в статье приведены их примеры. Анализ показывает, что к ним следует добавить четвертый – вычислительный тип – вклад которого в ряде случаев может быть значительным. Показано, что в силу ряда обстоятельств, скалярные числа, обычно используемые для задания значений параметров физико-математических моделей аварийных процессов, на самом деле являются лишь маркерами интервалов, в которых может меняться их величина. Для учета неопределенности величины параметров аварийного риска в настоящее время используются вероятностные и детерминированные подходы, а также нечеткие числа. Методы. Для целей количественной оценки неопределенности в статье используются методы интервального анализа. В наиболее общем случае без привлечения гипотезы о поведении величины параметра внутри диапазона его возможных изменений параметрическая неопределенность может быть задана интервальным числом. В таком случае все необходимые расчеты выполняются интервальными методами. Естественная (наивная) версия интервального анализа обладает серьезным недостатком, заключающимся в необоснованном увеличении ширины интервального числа, являющегося результатом интервальных расчетов, если один или несколько входных параметров модели входит в расчетное соотношение неоднократно, либо входные параметры функционально взаимозависимы. В современном интервальном анализе разработаны методы нивелирования этого эффекта, кратко описанные в статье. Показано, что при наличии статистической информации о поведении величины параметров в пределах интервалов их изменения результаты интервальных вычислений показателей аварийного риска могут быть значительно улучшены. Предложенный метод уменьшения вычислительной неопределенности количественной оценки аварийного риска в интервальной постановке проиллюстрирован на численном примере расчета показателей риска для сценария аварии «огненный шар». Приведены результаты интервального расчета индивидуального аварийного риска для взрывопожароопасного объекта «резервуар с легковоспламеняющейся жидкостью» тремя способами: а) наивным; б) с принятием мер по учету влияния взаимозависимости параметров; в) дополнительно, с учетом имеющейся статистической информации. Выводы. Интервальные методы позволяют не только учитывать наличие неопределенности у параметров аварийного риска, но и непосредственно количественно оценивать ее. Существуют эффективные способы нивелировать негативные особенности интервальных вычислений.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.