СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ЗАДАЧАХ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ
На основе теоретических результатов, представленных в первой части статьи, в данной части исследуются основные характеристики надежности системы k-из-n с произвольными распределениями времени безотказной работы и ремонта ее элементов. На основе преобразования меток, предложенного в первой части статьи, методом имитационного моделирования вычисляются и исследуются различные вероятностно-временные характеристики модели и исследуется их чувствительность к исходным распределениям и их параметрам.
Безопасное функционирование любых сложных распределенных систем во многом определяется уровнем развития инструментов анализа и прогнозирования происходящих на них событий. Помимо внешних факторов опасности, значимые угрозы создают т.н. опасные производственные объекты (ОПО). Аварии на таких объектах – предмет постоянного анализа и заботы эксплуатирующих организаций. Вместе с тем, статистика аварийности, накопленная за время функционирования таких объектов, часто неоднородна. Аварии и инциденты на ОПО происходят в разное время, при различном прогнозном фоне, что затрудняет построение и верификацию цифровых моделей подобных объектов. В настоящей работе предлагается алгоритм первичной обработки временных рядов наблюдений для выделения данных, которые можно использовать в дальнейшем для построения и обучения прогнозных моделей с требуемой точностью. Предлагаемый подход может быть реализован средствами языка R, который во многом стал стандартом для статистических расчетов.
СТРУКТУРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Цель. Целью работы является сокращение экономических издержек, связанных с простоем оборудования при выходе его из строя. Это особенно актуально для таких отраслей, как нефтедобывающая, в виду территориальной распределенности ремонтируемых объектов и удаленного расположения складов с запасными частями, что приводит к увеличению времени ремонта из-за ожидания нужной запчасти или экземпляра оборудования. В то же время на складе могут быть запчасти, которые в ближайшее время не пригодятся из-за нерационального их состава. Методы. Управление запасными частями оборудования, как правило, сводится к использованию вероятностных методов и составлению математических моделей для решения оптимизационных задач, однако такие методы требуют данных о техническом состоянии объекта, стоимостных характеристиках и др., что не всегда может быть доступно, поэтому присутствует необходимость в разработке метода без использования такой информации. Результаты. Предложен метод определения количества запасных экземпляров выходящих из строя объектов с использованием данных о наработках эксплуатируемых однотипных объектов и определения прогнозных вероятностей отказов, позволяющий при отсутствии статистических данных о техническом состоянии объектов свести к минимуму простой оборудования в ожидании запасных частей.
Систематическое увеличение относительного числа единиц оборудования, устройств и установок (далее – объектов) электроэнергетических систем, срок службы которых превышает нормативное значение, и связанные с этим фактом последствия, в том числе, недопустимые, требуют принятия решительных мер по повышению эффективности их работы. Основные усилия сегодня направлены на совершенствования методов распознавания и контроля их технического состояния. Иначе говоря, совершенно обоснованно на первый план выдвигаются проблемы повышения надежности работы и безопасности обслуживания. Контроль технического состояния воздушных ЛЭП с номинальным напряжением 110 кВ и выше предлагается проводить ежемесячно на основе показателей оперативной надежности. Излагаются новые методы и алгоритмы их оценки, сравнения и ранжирования. Поскольку показатели оперативной надежности многомерны, т.е. зависят от большого числа факторов, существующие методы сравнения и ранжирования одномерных статистических оценок к ним неприемлемы, так как пренебрежение предпосылками этих методов ведет к существенному росту риска ошибочного решения. Предлагаемые новые методы основаны на фидуциальном подходе, имитационном моделировании и теории проверки статистических гипотез. Громоздкость и трудоемкость ручного счета показателей оперативной надежности, наукоемкость методов расчета компенсируется переходом к автоматизированным системам, обеспечивающим информационную и методическую поддержку сведениями о техническом состоянии воздушных ЛЭП. Рекомендуемые методы входят в группу риск-ориентированных подходов повышения эффективности работы электроэнергетических систем.
При испытаниях на прочность внутренним давлением магистральных трубопроводов значение испытательного давления принимается равным 1,1 от рабочего для участков нормальной категории и 1,25 либо 1,5 для участков повышенных категорий. Приведенные значения имеют обоснования, уходящие своими корнями середину XX-го века, и, возможно, нуждаются в переосмыслении в свете современных реалий применения трубных материалов нового поколения. Целью проводимого исследования является выявление оптимального значения коэффициента запаса при испытаниях на прочность магистральных трубопроводов с учетом материала труб, а также изменения разрушающего усилия при многократном нагружении образцов. Получаемые результаты позволят подтвердить либо пересмотреть существующий подход к назначению давления при проведении испытаний на прочность магистральных трубопроводов и разработать теоретическое обоснование наблюдаемых явлений. На практике это позволит установить оптимальные параметры испытаний газопроводов, обеспечивающие необходимую надежность и безопасность. Исследование актуально с учетом постоянного совершенствования трубных сталей, а также в свете развития инновационных материалов, предназначенных для производства труб. Анализ зарубежных и отечественных экспериментальных исследований двукратного нагружения стальных образцов до разрушения указывает на возможность снижения разрушающего усилия при втором нагружении до 90% от величины первого усилия. При этом доступная статистическая выборка зарубежных и отечественных экспериментов невелика, а методика их проведения – сложна. В связи с этим авторами была разработана оригинальная методика, по которой были проведены эксперименты двукратного нагружения стальных образцов до разрушения и выполнен статистический анализ полученных результатов.
ВОПРОСЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ НА ТРАНСПОРТЕ
Приводится анализ системы стандартов по безопасности автоматизированных систем управления технологическими процессами железнодорожного транспорта, включающий основные тенденции развития стандартизации на ближайшую перспективу. Рассматриваются теоретические вопросы обеспечения функциональной безопасности, в том числе концепция безопасности зоны управления перевозочным процессом низового уровня и основные принципы обеспечения безопасности.
Цель. Цель исследований – сформулировать и продемонстрировать дополнительные экспертные возможности для рассмотрения проекта технических систем в контексте оценки нанесения ему возможного ущерба, которые могут быть использованы для относительного сравнения проектируемых, планируемых или применяемых объектов анализа, выработки стратегий и рекомендаций для дальнейшей эксплуатации. Метод. В статье применяются методы относительного анализа количественных закономерностей. Результат. Использование дополнительных экспертных подходов позволит провести наработку опыта для сравнения проектов, определение потенциальных их возможностей в разрезе осуществления дальнейших модификаций и модернизаций. Вывод. Предложенный подход относительного анализа количественных закономерностей позволяет выработать стратегии и рекомендации для выбора среди конкурирующих технологических решений, принятия решения по управлению системой, планировать финансирование производств на основании имеющихся, установленных экспертами, недостатков безопасности и «слабых звеньев» в техническом обеспечении или управлении организацией.
В связи со стремительным развитием нефтегазовой отрасли, интерес к вопросу оценки взрывоустойчивости зданий и сооружений на объектах транспорта и переработки многокомпонентных газовых смесей не теряет своей актуальности. В статье проведено исследование чувствительности к инициированию взрывного превращения метано-воздушных смесей водорода и гомологов метана в зависимости от компонентного состава. Получены оценки размеров детонационных ячеек метано-водородных смесей, что позволяет точнее определять класс чувствительности к детонации.