Preview

Надежность

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

Анализ дерева отказов в среде программирования R

https://doi.org/10.21683/1729-2646-2018-18-1-4-13

Полный текст:

Аннотация

Цель. Анализ дерева отказов (АДО) - это один из основных методов анализа надежности сложных технических систем. Для его проведения часто применяются коммерческие программные средства, такие как Saphire, Risk Spectrum, Арбитр и т.д. Каждый из них обладает как определенными преимуществами, так и отдельными недостатками. Необходимо отметить, что основная цель вышеуказанных программных средств состоит в проведении качественного анализа дерева отказов. При этом, в качестве дополнительных возможностей программного комплекса предлагается ряд статистических методов,  позволяющих, в частности,  проводить анализ неопределенностей, получать интервальные оценки показателей, выполнять прочие статистические исследования. Набор таких процедур невелик и жестко регламентирован некоторым множеством предлагаемых распределений и функций. В данной работе рассмотрим возможность решения задачи анализа дерева отказов с помощью средств языка программирования R. Язык программирования R, в первую очередь, создавался и продолжает совершенствоваться как средство статистической обработки данных. АДО в этой среде всего лишь один из 10 с лишним тысяч пакетов. Т.е., если проводить сравнение с коммерческими пакетами, направленность которых состоит в АДО, R ставит перед собой гораздо более масштабные цели и обладает возможностями проведения существенно более качественного анализа. При этом несомненное преимущество R это свободно распространяемая среда с открытым программным кодом. Цель данной статьи состоит в представлении небольшого числа основных процедур пакета FaultTree языка R, позволяющих проводить АДО: построение дерева отказов и его графический вывод, расчет вероятностей по узлам и нахождение минимальных сечений.

Методы. Для выполнения расчетов и демонстрации возможностей АДО применялись скрипты пакета FaultTree языка программирования R.

Выводы. В статье подробно разобраны три примера. Вначале рассчитывается дерево по известным вероятностям, затем определяется функция распределения наработки до отказа технической системы. В последнем примере выполняется АДО для систем с элементами, которые описываются различными моделями функционирования и обслуживания. В заключительной части статьи предполагается описание возможностей АДО в среде R позволяющих учитывать, к примеру, отказы по общей причине.

Об авторах

А. В. Антонов
АО РАСУ г. Москва, Обнинский институт атомной энергетики
Россия

доктор технических наук, профессор, начальник отдела

отдел расчетных обоснований проектных решений 



Е. Ю. Галивец
АО РАСУ г. Москва
Россия
заместитель директора департамента – руководитель управления проектирования


В. А. Чепурко
АО РАСУ г. Москва, Обнинский институт атомной энергетики
Россия

кандидат физико-математических наук, доцент, главный специалист

отдел расчетных обоснований проектных решений 

VAChepurko@rasu.ru 



А. Н. Черняев
АО РАСУ г. Москва
Россия
кандидат технических наук, заместитель технического директора – директор департамента проектирования


Список литературы

1. Michael J. Crawley. The R Book (2nd ed.). Wiley Publishing. 2012. –1076 p.

2. Шипунов А. Б., Балдин E. М., Волкова П. А., Коробейников А. И., Назарова С. А., Петров С. В., Суфиянов В. Г. Наглядная статистика. Используем R! - М.: ДМК Пресс. 2012.- 298 с.

3. Роберт И. Кабаков "R в действии. Анализ и визуализация данных в программе R" ДМК Пресс, 2014 год, 588 стр.

4. Антонов А.В. Теория надежности. Статистические модели: Учеб. пособие/ Антонов А.В.. Никулин М.С.. Никулин А.М.. Чепурко В.А. – М.: ИНФРА-М. 2015. – 576 с.

5. Гнеденко Б.В.. Беляев Ю.К.. Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности.– М.: «НАУКА». 1965. — 524 с.

6. Надежность технических систем: Справочник. Ю. К. Беляев. В. А. Богатырев. В. В. Болотин и др.; Под ред. И. А. Ушакова. — М.: Радио и связь. 1985.— 608 с. ил.

7. Антонов А.В. Статистические модели в теории надежности: Учеб. пособие/ Антонов А.В.. Никулин М.С. – М.: Абрис. 2012. – 390 с.

8. https://ru.wikipedia.org/wiki/R_(язык_программирования)

9. http://www.openreliability.org/fault-tree-analysis-on-r/

10. A. Mosleh, et. al., “Procedures Guidelines in Modeling Common Cause Failures in Probabilistic Risk Assessment (NUREG/CR-5485)”, 1998.

11. Программный комплекс автоматизированного структурно-логического моделирования и расчета надежности и безопасности АСУТП на стадии проектирования (ПК АСМ СЗМА). Техническая документация. СПб.: ОАО «СПИК СЗМА», 2003.

12. C. L. Smith, S. T. Wood, W. J. Galyean, J. A. Schroeder, M. B. Sattison:

13. Systems Analysis Programs for Hands-on Integrated Reliability Evaluations

14. (SAPHIRE) Version 8-Vol. 2, NUREG/CR-7039 INL/EXT-09-17009 (June 2011).


Для цитирования:


Антонов А.В., Галивец Е.Ю., Чепурко В.А., Черняев А.Н. Анализ дерева отказов в среде программирования R. Надежность. 2018;18(1):4-13. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2018-18-1-4-13

For citation:


Antonov A.V., Galivets E.Y., Chepurko V.A., Cherniaev A.N. Fault tree analysis in the R programming environment. Dependability. 2018;18(1):4-13. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2018-18-1-4-13

Просмотров: 338


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