---
title: "Без названия"
status: действует
canonical: "https://bukva.ai/docs/bez-nazvaniya-285"
---
## Без названия
# Документ 2269
Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального агентства
по техническому регулированию
и метрологии
от 14 декабря 2011 г. N 1492-ст
**НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ**
**НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ**
**УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ. ТЕХНИКА АНАЛИЗА БЕЗОТКАЗНОСТИ**
**ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ**
Dependability in technics. Dependability management.
Analysis techniques for reliability. General principles
**IEC 60300-3-1:2003**
**(NEQ)**
**ГОСТ Р 27.301-2011**
**ОКС 03.120.30**
Дата введения
1 сентября 2012 года
### Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения".
### Сведения о стандарте
1. Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ).
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 119 "Надежность в технике".
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2011 г. N 1492-ст.
4. Введен впервые.
5. Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта МЭК 60300-3-1:2003 "Управление надежностью. Часть 3-1. Техника анализа надежности. Руководство по методологии" (IEC 60300-3-1 "Dependability management: Part 3-1 - Application guide - Analysis techniques for dependability - Guide on methodology", NEQ).
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.
### 1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на изделия любых видов техники и устанавливает основные положения по анализу и прогнозированию безотказности изделий на стадии их разработки.
Отдельные методы настоящего стандарта могут применяться для анализа и прогнозирования долговечности изделий.
### 2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте применены нормативные ссылки на следующий стандарт:
ГОСТ Р 27.002-2009 Надежность в технике. Термины и определения
*Примечание.* При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
### 3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1. Анализ, прогнозирование безотказности: определение качественных и количественных характеристик и показателей безотказности еще не существующего изделия (на стадии разработки) или тенденций к изменению характеристик и показателей безотказности изделий в ходе их экспериментальной отработки.
*Примечание.* Определение показателей безотказности изделий на стадии производства по параметрам технологического процесса их изготовления или по результатам неразрушающих испытаний (разбраковки, отбраковки) также следует относить к прогнозированию безотказности.
3.2. Расчет безотказности: процедура определения количественных значений показателей безотказности изделия.
3.3. Элемент: составная часть изделия, рассматриваемая при прогнозировании как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению.
### 4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1. Прогнозирование безотказности изделия осуществляют на стадии разработки в соответствии с программой обеспечения надежности.
#### 4.2 Целями прогнозирования безотказности изделия являются:
- проверка выполнимости задаваемых требований или оценка возможности достижения требуемого уровня безотказности при выделенных ресурсах, обоснование необходимых корректировок заданных требований;
- сравнительный анализ безотказности вариантов схемно-конструктивного построения изделия и обоснование выбора рационального варианта;
- обоснование и оценка эффективности мер по доработкам конструкции изделия и технологии изготовления.
#### 4.3 Для достижения указанных целей решают следующие задачи:
- устанавливают порядок и правила прогнозирования безотказности;
- выбирают методы прогнозирования;
- определяют источники исходных данных для прогнозирования;
- устанавливают требования к методикам прогнозирования;
- оформляют (документируют) результаты прогнозирования.
### 5. ПОРЯДОК И ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
5.1. Прогнозирование безотказности в общем случае представляет собой процедуру определения и последовательного уточнения характеристик и показателей безотказности на каждом этапе стадии разработки [техническое предложение (аванпроект), эскизный проект, технический проект и изготовление опытного образца].
По мере отработки конструкции и технологии изготовления изделия, алгоритмов его функционирования, правил эксплуатации, технического обслуживания, уточнения критериев отказов и предельных состояний, накопления информации о факторах, определяющих надежность, применяют постепенно усложняющиеся, более детальные методы прогнозирования.
#### 5.2 Прогнозирование безотказности на каждом этапе стадии разработки включает в себя:
- идентификацию изделия;
- определение целей и задач на данном этапе, номенклатуры и требуемых значений прогнозируемых показателей и/или характеристик безотказности;
- выбор метода прогнозирования безотказности, адекватного особенностям изделия, этапу работ, наличию исходных данных;
- составление моделей прогнозирования (анализа, расчета) для каждого показателя безотказности;
- получение, анализ, оценку и предварительную обработку исходных данных для прогнозирования;
- разработку методики прогнозирования (при необходимости);
- выполнение процедуры прогнозирования;
- сопоставление результатов прогнозирования с требуемыми значениями показателей безотказности или требуемыми качественными характеристиками;
- оформление и представление результатов.
#### 5.3 Идентификация изделия для прогнозирования безотказности включает в себя получение и анализ следующей информации:
- назначение, область применения и функции;
- критерии качества функционирования, критерии отказов и предельных состояний;
- возможность критических отказов (неисправностей) и оценка последствий их наступления;
- структура изделия, состав и схема взаимодействия его составных частей;
- наличие, виды и способы резервирования, используемые в изделии, наличие избыточности функций и характеристик, присущих изделию;
- объем и степень сложности программного обеспечения;
- типовая модель эксплуатации, устанавливающая перечень возможных режимов эксплуатации и выполняемых функций, порядок чередования режимов, продолжительность пребывания изделия в каждом режиме, номенклатура и параметры нагрузок и внешних воздействий на изделие в каждом режиме;
- планируемое техническое обслуживание и ремонт (виды, периодичность, способы выполнения, техническое оснащение, материально-техническое обеспечение работ);
- распределение функций между операторами, численность и квалификация обслуживающего персонала, виды и характеристики человеко-машинных интерфейсов, последствия непредумышленного неправильного применения.
5.4. Выбор методов прогнозирования на каждом этапе работ осуществляют в зависимости от полноты идентификации изделия по 5.3 на данном этапе (с учетом отсутствия или невозможности получения части информации, предусмотренной 4.3).
### 6. МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
6.1. В настоящем стандарте приведены методы прогнозирования безотказности и готовности.
*Примечание.* При прогнозировании долговечности могут быть использованы методы прогнозирования безотказности, рассматриваемые применительно к событиям (отказам, повреждениям), характеризующим наступление предельного состояния изделий.
#### 6.2 Методы прогнозирования подразделяют на:
- качественные, в результате применения которых получают оценки характеристик безотказности типа: больше, меньше; возможно, невозможно; недопустимо, допустимо, полностью соответствует; низкая, средняя, высокая (например, опасность события) и пр.;
- количественные, в результате применения которых получают числовые значения показателей безотказности.
#### 6.3 Методы прогнозирования безотказности могут базироваться на следующих факторах:
- использование данных о безотказности изделий, близких к рассматриваемому изделию по назначению, принципам действия, схемно-конструктивному исполнению, технологии изготовления, элементной базе и применяемым материалам, условиям и режимам эксплуатации, с учетом выявленных тенденций к их изменению в процессе отработки, освоения производства и в ходе эксплуатации (изделий-аналогов), а также аналогов их составных частей или комплектующих изделий;
- представление изделия в виде логической схемы (структурно-функциональной, дерева неисправностей, дерева событий и т.п.), описывающей множество его состояний и событий, происходящих с ним, в зависимости от состояния составных частей, элементов и событий, происходящих с ними, подразделение множества состояний и событий на группы по различным признакам и вычисление количественных значений показателей безотказности и/или определение их качественных характеристик;
- применение математических моделей, описывающих физические, химические и иные процессы, приводящие к отказам изделий (достижению ими предельного состояния) и вычисление показателей безотказности с учетом нагрузок и условий применения, особенностей конструкции и технологии изготовления.
6.4. При прогнозировании безотказности конкретных изделий и их составных частей рекомендуется сочетать различные методы, применимые на данном этапе работ, с учетом их преимуществ и ограничений.
#### 6.5 Основными методами прогнозирования безотказности (готовности) являются:
- прогнозирование интенсивности отказов;
- анализ дерева неисправностей;
- анализ дерева событий;
- анализ блок-схемы безотказности;
- марковский анализ;
- сети Петри;
- анализ возможных причин и последствий отказов;
- исследование опасности и удобности эксплуатации;
- анализ влияния человеческого фактора на безотказность;
- анализ устойчивости к нагрузкам;
- таблица состояний;
- суммирование наработок.
#### 6.6 Вспомогательными методами прогнозирования безотказности являются:
- анализ паразитных цепей (связей);
- анализ наихудшего случая;
- имитационное моделирование.
6.7. Рекомендации по применению указанных методов прогнозирования безотказности (готовности) для различных видов изделий и этапов разработки приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование метода | Вид изделий | Этап разработки |
| Прогнозирование интенсивности отказов | Относительно простые изделия электротехники и электронной техники без резерва и избыточности | Концептуальные и ранние этапы разработки |
| Анализ дерева неисправностей | Изделия электротехники и электронной техники, механические изделия, аппаратные средства вычислительной техники, программное обеспечение | Ранние этапы разработки с последующим развитием на других этапах |
| Анализ дерева событий | То же | То же |
| Анализ блок-схемы безотказности | Изделия электротехники и электронной техники с резервом, избыточностью, неремонтируемые или с простыми видами ремонта и стратегиями технического обслуживания | " |
| Марковский анализ | Изделия с функционально сложной структурой, изменяющейся конфигурацией систем изделий, со сложными видами ремонта и стратегиями обслуживания | Поздние этапы разработки |
| Сети Петри | То же | То же |
| Сложно взаимодействующие аппаратные средства вычислительной техники и/или программное обеспечение |
| Анализ возможных причин и последствий отказов | Изделия различных технологий (электрические, механические, гидравлические, программное обеспечение и т.д.) с простыми функциональными структурами, для которых риск или опасность ожидаются уже на ранних этапах разработки | Ранние этапы разработки с последующим развитием на других этапах |
| Исследование опасности и удобности эксплуатации | То же | Середина и поздние этапы разработки |
| Анализ влияния человеческого фактора на безотказность | Изделия (системы изделий) различных технологий, для которых ошибочные действия человека могут приводить к критическим последствиям | Поздние этапы разработки |
| Анализ устойчивости к нагрузкам | Комплектующие изделия, детали, механические компоненты | Ранние этапы разработки с последующим развитием на других этапах |
| Таблица состояний | Изделия электротехники и электронной техники | Середина и поздние этапы разработки |
| Суммирование наработок | Изделия электротехники и электронной техники с резервом, избыточностью, неремонтируемые или с различными видами ремонта и стратегиями технического обслуживания | Ранние этапы разработки с последующим развитием на других этапах |
| Анализ паразитных цепей (связей) | Сложные системы в незапланированных режимах (космические, атомной энергетики и др.) | Поздние этапы разработки |
| Анализ наихудшего случая | Изделия (системы), состоящие из нескольких компонентов | То же |
| Имитационное моделирование | Изделия любых видов и степени сложности | " |
6.8. Характеристики указанных методов прогнозирования безотказности приведены в Приложении А.
### 7. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
#### 7.1 Исходными данными для прогнозирования безотказности изделия могут быть:
- статистические данные о безотказности изделий-аналогов, составных частей и комплектующих изделий по опыту их применения в аналогичных или близких условиях и нагрузках;
- значения интенсивностей отказов комплектующих изделий (включая виды и параметры распределений) и модели пересчета их от номинальных нагрузок и условий применения к заданным нагрузкам и условиям;
- характеристики старения применяемых материалов;
- расчетные и/или экспериментальные оценки параметров нагруженности составных частей и элементов конструкции.
#### 7.2 Источниками исходных данных могут быть:
- стандарты и технические условия на составные части изделия, комплектующие изделия межотраслевого применения, вещества и материалы;
- справочники по безотказности элементов, свойствам веществ и материалов;
- справочники по нормативам продолжительности (трудоемкости, стоимости) типовых операций технического обслуживания и ремонта;
- банки данных о безотказности изделий-аналогов, составных частей, комплектующих изделий, по веществам и материалам;
- результаты прочностных, электрических, тепловых и иных расчетов изделия и его составных частей.
7.3. При наличии нескольких источников данных необходимо установить приоритеты в их использовании на основании заключений экспертов.
### 8. ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДИКАМ АНАЛИЗА
#### 8.1 Для анализа и прогнозирования безотказности изделий применяют:
- типовые методики, разрабатываемые для группы (вида, типа) однородных по принципам обеспечения безотказности изделий, оформляемые в виде соответствующих национальных стандартов, стандартов организаций или иных нормативных документов;
- методики прогнозирования безотказности конкретных изделий, разрабатываемые на основе типовых методик и учитывающие специфические особенности, которые не могут быть учтены в типовых методиках, оформляемые в виде разделов отчетных документов по прогнозированию безотказности на стадии разработки.
#### 8.2 Типовая методика должна содержать:
- перечень прогнозируемых показателей безотказности изделия и его составных частей;
- цели и задачи методики;
- методы, применяемые для прогнозирования каждого показателя или группы показателей;
- алгоритмы вычислений;
- программное обеспечение (при необходимости);
- требования к исходным данным (состав, достоверность и др.);
- правила сопоставления результатов прогнозирования с требованиями безотказности;
- оценку устойчивости результатов прогнозирования к отклонениям от принятых предположений и допущений;
-
требования к форме представления результатов прогнозирования.
-
правила идентификации изделия для применения соответствующего метода и необходимые для этого исходные данные;
-
номенклатуру прогнозируемых показателей безотказности и их требуемые значения;
Любая задача, выполняемая человеком, может повлечь за собой его ошибки. После определения задач каждая из них анализируется в целях выявления и идентификации возможных ошибок в схожих ситуациях. Этот метод представляет собой метод анализа видов, последствий и критичности отказов для задач, решаемых человеком.
А.1.9.3. Ключевыми элементами, характеризующими анализ человеческого фактора, являются следующие:
-
описание персонала, рабочей окружающей среды и выполняемых задач;
-
анализ интерфейсов системы "человек - машина";
-
анализ задач, возникающих перед оператором при выполнении своих функций;
-
анализ ошибок, совершаемых оператором при выполнении своих функций;
-
документирование результатов.
А.1.9.4. Преимуществом метода является то, что он вносит существенный вклад в удобность и безопасность применения изделий. Анализ аварий и несчастных случаев показывает, что надежная работа человека является ключевым фактором для обеспечения безотказности системы "человек - машина". Если человеческие факторы игнорируются, прогнозирование безотказности системы может быть несовершенным.
А.1.9.5. Причинами ограничения применения метода являются:
-
необходимость глубокого знания характеристик человеческой работоспособности;
-
использование субъективных экспертных оценок вероятностей ошибок человека при отсутствии необходимых статистических данных.
А.1.10. Анализ устойчивости к нагрузкам
А.1.10.1. Анализ устойчивости к нагрузкам заключается в определении способности компонента или изделия противостоять электрическим, механическим или другим нагрузкам и воздействиям окружающей среды, которые могли бы быть причиной их отказа. Этот анализ определяет физические последствия воздействий на компоненты, а также механические или физические способности компонентов выдерживать нагрузки. Соотношения нагрузок и устойчивости к ним определяют безотказность компонентов.
А.1.10.2. Анализ устойчивости к нагрузкам используется прежде всего при определении вероятности безотказной работы или эквивалентной интенсивности отказов механических компонентов. Его также используют в физике отказов для определения возможности возникновения определенных видов отказов из-за отдельных индивидуальных дефектов в компонентах.
Безотказность компонента зависит от силы воздействий и устойчивости к ним. Способность переносить нагрузки представляют случайной величиной, а прикладываемую нагрузку - другой случайной величиной. Вероятностное сопоставление этих величин осуществляют в так называемых моделях "нагрузка-прочность".
А.1.10.3. Ключевым элементом метода является детальное знание материалов и конструкции компонентов, а также других свойств, необходимых для адекватного моделирования ожидаемых нагрузок.
А.1.10.4. Преимуществом метода является то, что он может обеспечивать точное представление безотказности компонента как функции возможных механизмов отказов, благодаря чему метод обеспечивает более реалистичное физическое понимание последствий разнообразных нагрузок.
А.1.10.5. Причинами ограничения применения метода являются:
-
громоздкость математической стороны проблемы в случае одновременного воздействия многих нагрузок, и особенно при взаимодействии или корреляции между двумя или более нагрузками;
-
необходимость профессионального математического программного обеспечения;
-
возможность ошибочных выводов при неправильном предположении о распределении одной или более случайных величин.
А.1.11. Таблица состояний
А.1.11.1. Метод таблицы состояний, также называемый структурным функциональным анализом, широко распространен в некоторых областях, в частности в электротехнике и электронике. Метод состоит в выявлении и включении в перечень (таблицу) всех возможных комбинаций состояний (работоспособных и неработоспособных) различных компонентов, которые составляют систему, и в исследовании последствий состояний.
А.1.11.2. Первые шаги применения метода аналогичны методу анализа видов и последствий отказов. Все виды отказов компонентов должны быть внесены в список. Каждый компонент характеризуется работоспособным состоянием и состоянием отказа. Вектор состояний определяется комбинацией составляющих состояний каждого компонента, представленных или его работоспособным состоянием, или его состоянием отказа.
Таблицу состояний разрабатывают, анализируя последствия всех векторов состояний. Изучение каждого вектора состояний должно также включать в себя анализ отказов (или неисправностей), чтобы выявить вероятные типовые причины отказа.
А.1.11.3. Преимуществом метода является то, что он предполагает изучение всех возможных комбинаций взаимодействия работоспособных и неработоспособных состояний компонентов, и, таким образом, является весьма эффективным. Чтобы получать относящиеся к делу комбинации состояний, таблица состояний может быть сокращена с помощью метода булевой алгебры.
А.1.11.4. Причиной ограничения применения метода является его трудная применимость для сложных систем, когда число состояний становится очень большим.
А.1.12. Суммирование наработок
А.1.12.1. Метод применяют в электротехнике и электронике для расчетов показателей безотказности изделий (составных частей) с резервом или избыточностью.
Общее свойство изделий с резервом состоит в том, что очередной отказ элемента может быть или не быть отказом изделия в целом в зависимости от того, исчерпан или нет резерв. При этом случайную величину, характеризующую безотказность изделия с резервом (например, наработку до отказа или между отказами), можно представить в виде суммы случайного числа случайных слагаемых. Такое представление наиболее полным и вместе с тем наиболее простым образом характеризует резерв любого вида.
А.1.12.2. Метод состоит из следующих этапов:
-
представление наработки до отказа или между отказами изделия в виде суммы случайного числа случайных слагаемых;
-
вычисление среднего значения и дисперсия наработки до отказа или между отказами изделия по известным формулам для суммы случайного числа случайных величин;
-
вычисление значения коэффициента вариации;
-
аппроксимация распределения наработок до отказа или между отказами изделия двухпараметрическим распределением Вейбулла или экспоненциальным распределением.
А.1.12.3. Преимуществом метода является то, что по своим возможностям он превосходит возможности метода анализа блок-схемы безотказности и вместе с тем является более простым. Метод применим для любых видов резерва или избыточности.
А.1.12.4. Причиной ограничения применения метода является необходимость предположения о постоянстве распределений случайных слагаемых.
А.1.13. Сравнительные характеристики основных методов прогнозирования безотказности приведены в таблице А.1.
Таблица А.1
| Метод | Характеристика метода |
| Применимый для сложной системы | Применимый для разработки новых видов изделий | Применимый для комбинаций неисправностей | Применимый для зависимых последовательностей событий | Применимый для распределения требований безотказности | Требуемая подготовка специалистов | Признанность и общность метода | Потребность в программном обеспечении | Готовность программного обеспечения |
| Прогнозирование интенсивности отказов | Нет | Да | Нет | Нет | Да | Низ. | Выс. | Ср. | Выс. |
| Анализ дерева неисправностей | Да | Да | Да | Нет | Да | Ср. | Выс. | Ср. | Выс. |
| Анализ дерева событий | НР | НР | НР | Да | НР | Выс. | Ср. | Ср. | Ср. |
| Анализ блок-схемы безотказности | НР | НР | Да | Нет | Да | Низ. | Ср. | Ср. | Ср. |
| Марковский анализ | Да | Да | Да | Да | Да | Выс. | Ср. | Выс. | Ср. |
| Сети Петри | Да | Да | Да | Да | Да | Выс. | Низ. | Выс. | Низ. |
| Анализ причин и последствий отказов | НР | НР | Нет | Нет | НР | Низ. | Выс. | Низ. | Выс. |
| Исследование опасности и удобности эксплуатации | Да | Да | Нет | Нет | Нет | Низ. | Ср. | Низ. | Ср. |
| Анализ влияния человеческого фактора на безотказность | Да | Да | Да | Да | Нет | Выс. | Выс. | Ср. | Ср. |
| Анализ устойчивости к нагрузкам | - | - | - | - | Нет | Выс. | Ср. | Выс. | Ср. |
| Таблица состояний | Нет | Да | Да | Нет | Да | Выс. | Ср. | Выс. | Низ. |
| Суммирование наработок | Да | Да | Да | Да | Да | Ср. | - | Ср. | Ср. |
| Принятые сокращения и обозначения: |
| Выс. - высокая; Низ. - низкая; Ср. - средняя. |
| Да - метод применим для данной характеристики. |
| Нет - метод неприменим для данной характеристики. |
| НР - не рекомендуется как типовой метод, но может использоваться для простых систем или совместно с другими методами |
| "-" - Нет данных о применении этого метода. |
А.2. Вспомогательные методы анализа безотказности
А.2.1. Анализ паразитных цепей (связей)
А.2.1.1. Анализ паразитных цепей представляет собой компьютеризированный подход для отыскания паразитных цепей, которые определяются как скрытые последовательности событий (дорожки), приводящие к выполнению нежелательных или незапланированных функций или блокирующие выполнение требуемых функций. Дорожка может состоять из проводов, составных частей, интерфейсов программного обеспечения и источников энергии.
А.2.1.2. Анализ паразитных цепей используется при анализе незапланированных режимов работы в космических системах, атомной энергетике и других областях.
А.2.1.3. Метод состоит из следующих этапов:
-
экспертиза цепей;
-
поиск непредусмотренных дорожек.
А.2.1.4. Преимуществом метода является то, что он уменьшает ошибки разработки и человеческие ошибки в системе.
А.2.1.5. Причинами ограничения применения метода являются:
-
потребность в высококвалифицированных специалистах;
-
потребность в масштабных компьютерных системах и программном обеспечении.
А.2.2. Анализ наихудшего случая
А.2.2.1. Анализ наихудшего случая - это подход, основанный на определении и подтверждении, может ли работоспособность системы так или иначе нарушаться в пределах технических условий при всех возможных комбинациях заданных предельных значений ее параметров.
А.2.2.2. В общем случае метод используют для систем, состоящих из нескольких компонентов.
А.2.2.3. Метод состоит из следующих этапов:
-
идентификация системы и ее компонентов;
-
идентификация математической или логической функции, характеризующей работоспособность системы;
-
идентификация пределов изменения параметров системы;
-
анализ характеристик работоспособности системы для всех комбинаций заданных пределов изменения параметров;
-
сравнение результатов с данными технических условий;
-
разработка рекомендаций для доработки конфигурации системы;
-
проверка выполнения рекомендаций.
А.2.2.4. Преимуществами метода являются:
-
уверенность в том, что система имеет высокую надежность при дрейфе составляющих параметров и характеристик;
-
не требует сложной математической обработки;
-
аналитические результаты часто оказываются точными.
А.2.2.5. Причиной ограничения применения метода является необходимость знаний математических и логических связей между параметрами, которые могут быть весьма сложными.
А.2.3. Имитационное моделирование
А.2.3.1. Имитационное моделирование представляет собой набор статистических подходов, которые используют для того, чтобы подтверждать и определять, действительно ли работоспособность системы может нарушаться при всех комбинациях заданных изменений параметров изделия в пределах технических условий. Имитационное моделирование подразделяется на метод моментов и метод Монте-Карло.
Первый метод базируется на линейном приближении функции параметров, определяющих работоспособность изделия рядом Тейлора относительно номинальных значений.
Второй метод основан на стохастическом моделировании случайных реализаций значений параметра из заданных распределений.
А.2.3.2. Имитационное моделирование часто используют совместно с методом наихудшего случая. Моделирование Монте-Карло выполняют с помощью соответствующих компьютерных программ.
А.2.3.3. Имитационное моделирование состоит из следующих шагов:
а) общие шаги обоих методов:
-
идентификация системы и ее компонентов;
-
идентификация функций, характеризующих работоспособность системы;
-
идентификация пределов изменения параметров системы;
б) метод моментов:
-
установление линейного приближения функции, характеризующей работоспособность изделия рядом Тейлора;
-
идентификация номинальных значений и отклонений проектируемых параметров;
-
идентификация номинальных значений и отклонений работоспособности, вычисленных по проектируемым параметрам;
в) моделирование Монте-Карло:
-
идентификация распределения вероятности для каждого параметра изделия;
-
генерация случайных значений параметров с помощью компьютерной программы;
-
идентификация результатов моделирования: распределения вероятности, среднего значения и дисперсии работоспособности системы;
г) общие шаги обоих методов:
-
проверка результатов с данными технических условий;
-
разработка рекомендаций для доработки конфигурации системы;
-
проверка выполнения рекомендаций;
-
документирование полученных результатов.
А.2.3.4. Преимущества
а) метод моментов:
-
разработчик может быть уверен, что система имеет установленную надежность при дрейфе характеристик компонентов;
-
аналитические результаты обеспечивают более точную интервальную оценку по сравнению с методом наихудшего случая;
б) моделирование Монте-Карло:
-
разработчик может быть уверен, что система имеет установленную надежность при дрейфе характеристик компонентов;
-
метод удобен для компьютеризированной обработки;
-
можно моделировать любые распределения вероятностей;
-
моделируемые результаты обычно являются близкими к оптимальным результатам;
-
не требуются сложные математические методы обработки.
А.2.3.5. Причины ограничения применения
а) метод моментов:
-
требуются математические модели, допускающие дифференцирование (разложение в ряд);
-
для получения обоснованных аналитических результатов должны быть учтены все компоненты изделия;
-
необходимо применять сложные математические методы обработки;
б) моделирование Монте-Карло:
-
требуются математические модели для моделирования;
-
для получения обоснованных аналитических результатов должны быть учтены все компоненты изделия;
-
необходимо моделировать большое количество реализаций работы системы.
---