Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЕРЕВА ОТКАЗОВ С ЛОГИЧЕСКИМИ ПЕТЛЯМИ


https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-

Полный текст:


Аннотация

Цель. При проведении анализа отказобезопасности сложных технических систем с использованием метода деревьев отказов могут возникать логические петли, когда, с точки зрения структуры дерева отказов, система поддерживает саму себя. Рекурсия в структуре дерева отказов нарушает логическое уравнение и не позволяет провести расчет и соответствующий анализ. Под сложной понимается система, выполняющая множество функций, обладающая свойствами отказоустойчивости за счет различных видов резервирования, наличием межсистемных связей и высокой степенью интеграции аппаратных и программных компонентов. В настоящей статье разбирается частный случай решения проблемы логической зацикленности дерева отказов, произошедшей при анализе системы электроснабжения воздушного судна на соответствие нормам летной годности и авиационным правилам.

Метод. В рамках работы проводится обзор известных способов решения поставленной задачи (как ручных, так и автоматических), описываются достоинства и недостатки, применимость и, в конечном счете, дается их сравнительная оценка по результатам расчета вероятности наступления различных отказов системы электроснабжения воздушного судна. Представленный в настоящей работе метод разрешения зацикленности дерева отказов основан на выявлении в структуре дерева рекурсивных элементов и последующем сведении циклической связи в форму сужающейся спирали посредством моделирования начального состояния анализируемой системы.

Результаты. Расчет исследуемого в статье дерева отказов осуществлялся как посредством представленного в работе метода, так и наиболее применимых в конкретном случае известных способов разрешения зацикленности. Помимо этого демонстрируются сравнительные результаты расчета других особых ситуаций, не являющихся объектом рассмотрения настоящей работы, но демонстрирующих особенности работы различных методов. Результаты расчета показывают, что наибольшее расхождение между методами регистрируется при наличии в системе резерва и обратных связей.

Выводы. Представленный в статье метод был апробирован при анализе отказобезопасности системы электроснабжения воздушного судна. Разработанный способ позволяет в ручном режиме разрешить в некоторых случаях проблему логических петель в дереве отказов без существенного увеличения вычислительных ресурсов и с сохранением аналитического решения (минимальные сечения дерева отказов). С другой стороны, данный способ решения может вызвать стремительный рост размерности дерева отказов при анализе на межсистемном уровне. В частных случаях может произойти смешение в структуре дерева отказов несовместных событий типа «работоспособность» и «отказ», что приводит к необходимости использования инверсии через оператор «НЕ» и, соответственно, к кратному увеличению времени расчета. Другим ограничением на использование метода могут быть ситуации, когда невозможно выделить «исходное» или «нормальное» состояние анализируемой системы. С учетом всего вышесказанного, представленный метод классифицирован автором как инженерный метод ограниченного применения.


Об авторе

Е. П. Сороколетов
ГК "Би Питрон"; Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Россия

руководитель направления отказобезопасность;

аспирант, кафедра приборостроения,

Санкт-Петербург 



Список литературы

1. ASME Standard for probabilistic risk assessment for nuclear power plant application, - The American Society of Mechanical Engineers - NY, 2002.

2. Coles G.A., Powers T.B. Breaking the logical loop to complete the probabilistic risk assessment // Proceeding of PSA 89 : International Topical Meeting Probability, Reliability, and Safety Assessment. PA, USA, 1989. P. 1155–1160.

3. Demichela M., Piccinini N., Ciarambino I., Contini S. How to avoid the generation of logic loops in the construction of fault tree // Reliability Engineering and System Safety. 2004. Vol 84. P. 197–207.

4. NUREG-0492 Fault tree hand-book, - US Nuclear Regulatory Comission - Washington, D.C., 1981.

5. SAE ARP4761 Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment, - SAE International – PA, 1996.

6. SAE ARP4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems- SAE International – PA, 2010.

7. ГОСТ 24898-81 Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Методика расчета показателей безотказности. – Введ. 1983-01-01. – М. Изд-во стандартов, 1982. – 45 с.

8. ГОСТ Р 27.302-2009 Надёжность в технике. Анализ дерева неисправностей. – Введ. 15-12-2009. – М. Стандартинформ, 2011. – 27 с.

9. Ciarambino I., Contini S., Demichela M., Piccinini N. How to avoid the generation of loops in the construction of fault tree Proceedings on RAMS – Seattle, 2002.

10. Han, S. H., Lim, H. Top event probability evaluation of a fault tree having circular logics by using Monte Carlo method // Nuclear Engineering and Design. 2012. Vol 243. P. 336–340.

11. Jung W.S., Han S.H. Development of an analytical method to break logical loops at the system level // Reliability Engineering and System Safety. 2005. Vol. 90. P. 37–44.

12. Lim H.G., Jang S.C. An analytic solution for a fault tree with CLs in which the systems are linearly interrelated // Reliability Engineering and System Safety. 2007. Vol. 92. P. 804–807.

13. Lim H.G., Jang S.C. Systematic treatment of circular logics in a fault tree analysis // Nuclear Engineering and Design. 2012. Vol. 245. P. 172-179.

14. Matsuoka T. An exact method for solving logical loops in reliability analysis // Reliability Engineering and System Safety. 2009. Vol. 94. P. 1282–1288.

15. Vaurio J. A recursive method for breaking complex logic loops in Boolean system models // Reliability Engineering and System Safety. 2007. Vol. 92. P. 1473–1475.

16. Yang J.E., Han S.H., Park J.H., Jin Y.H. Analytic method to break logical loops automatically in PSA // Reliability Engineering and System Safety. 1997. Vol. 56. P. 101–105.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Сороколетов Е.П. ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЕРЕВА ОТКАЗОВ С ЛОГИЧЕСКИМИ ПЕТЛЯМИ. Надежность. 2017;17(4):10-15. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-

For citation: Sorokoletov Y.P. AN EXAMPLE OF CALCULATION OF A FAULT TREE WITH LOGIC LOOPS. Dependability. 2017;17(4):10-15. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-

Просмотров: 1576

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


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


ISSN 1729-2646 (Print)
ISSN 2500-3909 (Online)