Preview

Надежность

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

Исследование модели учета отказов по общей причине бета-фактора

https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-2-9-17

Полный текст:

Аннотация

Цель. Отказы по общим причинам (ООП) представляют собой зависимые отказы группы из нескольких элементов, происходящие одновременно или в течение короткого промежутка времени (т.е. почти одновременно), вследствие действия одной общей причины (например, резкое изменение климатических условий эксплуатации, затопление помещения эксплуатации и пр.). Зависимый отказ – это множественный отказ нескольких элементов системы, вероятность которого не может быть выражена просто как произведение вероятностей безусловных отказов отдельных элементов. Для расчета вероятностей ООП существуют несколько различных общепринятых моделей: модель греческих букв, альфа-, бета-фактора и различные их вариации. Наиболее простой с точки зрения моделирования зависимых отказов и проведения дальнейших расчетов надежности является модель бета-фактора. Остальные модели при моделировании подразумевают комбинаторный перебор зависимых событий в группе из n событий, который при большом числе n становится трудозатратным. В статье для выбранных структурных схем надежности подробно разобрана методика расчета вероятности отказа системы с учетом ООП для модели бета-фактора.

Цель данной статьи состоит в подробном анализе методики бета-фактора для трех структурных схем надежности, в исследовании влияния параметров модели на конечный результат, в нахождении ограничений применимости модели бета-фактора.

Методы. Для выполнения расчетов применялись численные методы решения уравнений, аналитические методы исследования функций.

Выводы. В статье подробно разобрана методика расчета ненадежности с учетом ООП по модели бета-фактора для трех структурных схем. В первом примере для выбранной структурной схемы из n параллельных элементов с одинаковой надежностью аналитически показано, что учет ООП не обязательно приводит к увеличению ненадежности. Во втором примере с основным соединением из n элементов с одинаковой надежностью показано, что учет ООП в зависимости от значения параметров приводит как к увеличению, так и к уменьшению ненадежности. Обнаружено существование множества значений параметров модели бета-фактора, приводящих к недопустимым значениям вероятности отказа системы. Эти множества значений соответствуют относительно большим значениям параметров модели и, с практической точки зрения, в расчетах реальных систем с высоконадежными составляющими вряд ли достижимы. В третьем примере исследуется классическая схема-мостик с двумя группами ООП. Показано сложное неоднозначное влияние параметров модели бета-фактора на вероятность отказа. Как и во втором примере, обнаружены ограничение на применимость модели бета-фактора.

Об авторах

А. В. Антонов
АО РАСУ
Россия

Александр В. Антонов – доктор технических наук, профессор, главный эксперт Международного центра подготовки персонала

Москва



В. А. Чепурко
АО РАСУ
Россия

Валерий А. Чепурко – кандидат физико-математических наук, доцент, главный специалист отдела расчетных обоснований проектных решений

Москва



А. Н. Черняев
АО РАСУ

Алексей Н. Черняев – кандидат технических наук, заместитель технического директора – директор департамента проектирования

Москва



Список литературы

1. ГОСТ Р МЭК 61226-2011 Атомные станции. Системы контроля и управления, важные для безопасности. Классификация функций контроля и управления [Текст]. – Введ. 2011–09–26. – М.: Стандартинформ, 2011. – V, 22 с.: ил.

2. ГОСТ Р МЭК 62340-2011 Атомные станции. Системы контроля и управления, важные для безопасности. Требования по предотвращению отказов по общей причине [Текст]. – Введ. 2012–07–01. – М.: Стандартинформ, 2012. – V, 18 с.

3. Антонов А.В. Анализ дерева отказов в среде программирования R [Текст] / А.В. Антонов, Е.Ю. Галивец, В.А. Чепурко, А.Н. Черняев // Надежность. – 2018. – № 18(1). – С. 4-13. DOI:10.21683/1729-2646-2018-18-1-4-13.

4. Антонов А.В. Анализ дерева отказов в среде программирования R. Учет отказов по общей причине [Текст] / А.В. Антонов, Е.Ю. Галивец, В.А. Чепурко, А.Н. Черняев // Надежность. – 2018. – № 18(3). – С. 3-9. DOI:10.21683/1729-2646-2018-18-3-3-9.

5. Перегуда А.И. Математическая модель надежности компьютерных сетей [Текст] / А.И. Перегуда, А.А. Перегуда, Д.А. Тимашев // Надежность. – 2013. – № 4. – С. 18-43. DOI:10.21683/1729-2646-2013-0-4-18-43.

6. Алпеев А.С. Надежность программного обеспечения управляющих систем и безопасность атомных станций [Текст] / А.С. Алпеев // Надежность. 2015;(4):75-80. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2015-0-4-75-80.

7. Mosleh A. Procedures Guidelines in Modeling Common Cause Failures in Probabilistic Risk Assessment [Text] / A. Mosleh, D.M. Rasmuson, F.M. Marshall // NUREG/CR-5485. – Univercity of Maryland, 1998.

8. O’Connor Andrew N. A General Cause Based Methodology for Analysis of Dependent Failures in System Risk and Reliability Assessments [Text] / A.N. O’Connor, A. Mosleh. – Univercity of Maryland, 2013. – URL: http://hdl.handle.net/1903/14285 (дата обращения 09.04.2019).

9. Smith C.L. Systems Analysis Programs for Handson Integrated Reliability Evaluations (SAPHIRE) Version 8: Technical Reference [Text] / C. L. Smith, S. T. Wood, W. J. Galyean, J. A. Schroeder, M. B. Sattison // NUREG/ CR-7039 INL/EXT-09-17009. – Vol. 2. – U.S. Nuclear Regulatory Comission, Washington, D.C., 2011.

10. A.N. O’Connor. «A general cause based methodology for analysis of dependent failures in system risk and reliability assessments», 2013.


Для цитирования:


Антонов А.В., Чепурко В.А., Черняев А.Н. Исследование модели учета отказов по общей причине бета-фактора. Надежность. 2019;19(2):9-17. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-2-9-17

For citation:


Antonov A.V., Chepurko V.A., Cherniaev A.N. Study of the beta-factor model application for common cause failure modeling. Dependability. 2019;19(2):9-17. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-2-9-17

Просмотров: 84


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