stringtranslate.com

Нагрузочное тестирование

Стресс-тестирование — это форма намеренно интенсивного или тщательного тестирования, используемого для определения стабильности данной системы, критической инфраструктуры или объекта. Это включает в себя испытания, выходящие за рамки обычных эксплуатационных возможностей, часто до предела, чтобы наблюдать за результатами.

Причины могут включать в себя:

Инженеры по надежности часто тестируют элементы в условиях ожидаемой или даже ускоренной нагрузки, чтобы определить срок службы элемента или определить виды отказа. [1]

Термин « стресс » может иметь более конкретное значение в некоторых отраслях, таких как материаловедение, и поэтому стресс-тестирование иногда может иметь техническое значение - одним из примеров являются испытания материалов на усталость.

В биологии животных существуют различные формы биологического стресса и биологических стресс-тестов , таких как сердечный стресс-тест у людей, часто проводимый по биомедицинским причинам. В физиологии упражнений зоны тренировок часто определяются в соответствии с протоколами метаболического стресса, количественным определением выработки энергии , поглощения кислорода или биохимических режимов крови.

Вычисление

В вычислительной технике стресс -тестирование (иногда называемое тестированием на пытки) может применяться как к аппаратному, так и к программному обеспечению. Он используется для определения максимальных возможностей компьютерной системы и часто используется для таких целей, как масштабирование для производственного использования и обеспечение надежности и стабильности. [2] Стресс-тесты обычно включают в себя запуск большого количества ресурсоемких процессов до тех пор, пока система не выйдет из строя или почти не выйдет из строя.

Материалы

Испытание IABG на усталость крыла Airbus A380 (показано отклоненное вверх крыло, наложенное на ненагруженное крыло). Крыло испытано в общей сложности в 47500 полетах, что в 2,5 раза превышает количество полетов за 25 лет эксплуатации. Моделирование каждого 16-часового полета на стенде для испытаний на усталость занимало 11 минут. [3]

Испытание на усталость — это специализированная форма механических испытаний , которая выполняется путем приложения циклической нагрузки к купону или конструкции. Эти испытания используются либо для получения данных об усталостной долговечности и росте трещин, определения критических мест или демонстрации безопасности конструкции, которая может быть подвержена усталости. Испытания на усталость используются для широкого спектра компонентов, от купонов до полноразмерных испытательных изделий, таких как автомобили и самолеты .

Усталостные испытания купонов обычно проводятся с использованием сервогидравлических испытательных машин , которые способны применять циклические нагрузки с большой переменной амплитудой . [4] Испытание постоянной амплитуды также можно проводить с помощью более простых осциллирующих машин. Усталостная долговечность купона — это количество циклов, необходимое для разрушения купона. Эти данные можно использовать для создания кривых «напряжение-жизнь» или «деформация-жизнь». Скорость роста трещин в купоне также можно измерить либо во время испытания, либо после него с помощью фрактографии . Испытания купонов также можно проводить внутри климатических камер , где можно контролировать температуру, влажность и окружающую среду, которые могут повлиять на скорость роста трещин.

Из-за размера и уникальной формы полноразмерных испытательных образцов создаются специальные испытательные стенды для приложения нагрузок посредством ряда гидравлических или электрических приводов . Приводы призваны воспроизводить значительные нагрузки, испытываемые конструкцией, которые в случае самолета могут состоять из маневра, порыва ветра, удара и нагрузки «земля-воздух-земля» (GAG). Репрезентативный образец или блок нагрузки применяется неоднократно до тех пор, пока не будет продемонстрирован безопасный срок службы конструкции или не возникнут неисправности, которые необходимо устранить. На конструкции установлены такие приборы, как тензодатчики , тензодатчики и датчики смещения , чтобы гарантировать правильное приложение нагрузки. Периодические проверки конструкции вокруг критических концентраций напряжений, таких как отверстия и фитинги, проводятся для определения времени обнаружения обнаруживаемых трещин и обеспечения того, чтобы любые возникающие трещины не затрагивали другие области испытуемого изделия. Поскольку не все нагрузки могут быть приложены, любые несбалансированные нагрузки на конструкцию обычно воздействуют на испытательную площадку через некритическую конструкцию, такую ​​как ходовая часть.

Стандарты летной годности обычно требуют проведения испытаний на усталость больших самолетов перед сертификацией для определения их безопасного срока службы . [5] Небольшие воздушные суда могут продемонстрировать безопасность посредством расчетов, хотя обычно используются больший разброс или коэффициенты безопасности из-за дополнительной неопределенности.

Критическая инфраструктура

Критическая инфраструктура (КИ), такая как автомагистрали, железные дороги, электроэнергетические сети, плотины, портовые сооружения, магистральные газопроводы или нефтеперерабатывающие заводы, подвергается многочисленным природным и антропогенным опасностям и факторам стресса, включая землетрясения , оползни , наводнения , цунами , лесные пожары , последствия изменения климата или взрывы . Эти стрессовые факторы и внезапные события могут привести к сбоям и потерям и, следовательно, могут привести к прерыванию основных услуг для общества и экономики. [6] Таким образом, владельцам и операторам CI необходимо выявить и количественно оценить риски, создаваемые CI из-за различных стрессоров, чтобы определить стратегии смягчения последствий [7] и повысить устойчивость CI. [8] [9] Стресс-тесты — это современные и стандартизированные инструменты для оценки опасности и риска КИ, которые включают как события с низкой вероятностью и высокими последствиями (LP-HC), так называемые экстремальные или редкие события , а также систематические применение этих новых инструментов к классам CI.

Стресс-тестирование — это процесс оценки способности CI поддерживать определенный уровень функциональности в неблагоприятных условиях, тогда как стресс-тесты учитывают события LP-HC, которые не всегда учитываются в процедурах проектирования и оценки рисков, обычно принятых общественными организациями. властями или заинтересованными сторонами в промышленности. В рамках европейского исследовательского проекта STREST [10] разработана методология многоуровневого стресс-тестирования CI, состоящая из четырех этапов: [11]

Этап 1: Предварительная оценка , в ходе которой собираются доступные данные о CI (контекст риска) и о явлениях, представляющих интерес (контекст опасности). Определяются цель и задачи, сроки, уровень стресс-тестирования и общие затраты на стресс-тестирование.

Фаза 2: Оценка , во время которой выполняется стресс-тестирование компонента и объема системы, включая анализ хрупкости [12] и риска [13] CI для стрессоров, определенных на этапе 1. Стресс-тест может привести к трем результатам. : Пройдено, частично пройдено и не пройдено на основе сравнения количественных рисков с приемлемыми уровнями подверженности рискам и системой штрафов.

Этап 3: Принятие решения , в ходе которого анализируются результаты стресс-теста в соответствии с целью и задачами, определенными на этапе 1. Определяются критические события (события, которые с наибольшей вероятностью вызывают превышение заданного уровня убытков) и стратегии снижения рисков.

Этап 4: Отчет , в ходе которого формулируются и представляются заинтересованным сторонам результаты стресс-теста и рекомендации по снижению рисков на основе результатов, полученных на этапе 3.

Эта методология стресс-тестирования была продемонстрирована шести CI в Европе на уровне компонентов и систем: [14] нефтеперерабатывающий и нефтехимический завод в Милаццо, Италия; концептуальная альпийская насыпная плотина в Швейцарии; трубопровод Баку-Тбилиси-Джейхан в Турции; часть национальной сети хранения и распределения газа Gasunie в Нидерландах; портовая инфраструктура Салоник, Греция; и промышленный район в регионе Тоскана, Италия. Результатом стресс-тестирования стало определение критических компонентов и событий, а также стратегий снижения рисков, которые были сформулированы и доведены до сведения заинтересованных сторон.

Финансы

В финансах стресс -тест – это анализ или моделирование, предназначенное для определения способности данного финансового инструмента или финансового учреждения справиться с экономическим кризисом . Вместо того, чтобы делать финансовый прогноз на основе «наилучшей оценки», компания или ее регулирующие органы могут проводить стресс-тестирование, в ходе которого они смотрят, насколько устойчив финансовый инструмент в определенных случаях краха, что является формой сценарного анализа . Они могут испытывать прибор, например, при следующих нагрузках:

  • Что произойдет, если уровень безработицы вырастет до v% в определенном году?
  • Что произойдет, если в этом году фондовые рынки рухнут более чем на w%?
  • Что произойдет, если ВВП упадет на x% в данном году?
  • Что произойдет, если процентные ставки вырастут как минимум на y%?
  • Что, если половина инструментов в портфеле расторгнут свои контракты на пятом году?
  • Что произойдет, если цены на нефть вырастут на z%?
  • Что произойдет, если в определенном регионе возникнет полярный вихрь?

Этот тип анализа становится все более распространенным и используется различными правительственными органами (такими как PRA в Великобритании или межправительственными органами, такими как Европейское банковское управление (EBA) и Международный валютный фонд ) в качестве нормативного требования. на определенные финансовые учреждения, чтобы обеспечить адекватные уровни распределения капитала для покрытия потенциальных убытков, понесенных во время экстремальных, но вероятных событий. Главный экономист Saxo Bank назвал регуляторные стресс-тесты EBA «прогулкой по парку» . [15]

Этот акцент на адекватном определении капитала с поправкой на риск еще больше усилился благодаря изменениям в банковских правилах, таких как Базель II . Модели стресс-тестирования обычно позволяют тестировать не только отдельные стрессоры, но и комбинации различных событий. Также обычно существует возможность проверить текущую подверженность известному историческому сценарию (например, дефолт по российскому долгу в 1998 году или теракты 11 сентября ), чтобы гарантировать ликвидность учреждения. В 2014 году 25 банков не прошли стресс-тест, проведенный EBA .

Медицинский

Сердечный

Сердечный стресс-тест — это кардиологическое обследование, которое оценивает реакцию сердечно-сосудистой системы на внешний стресс в контролируемых клинических условиях. Эту стрессовую реакцию можно вызвать с помощью физических упражнений (обычно беговой дорожки) или внутривенной фармакологической стимуляции сердечного ритма. [16]

По мере того, как сердце работает все тяжелее (нагружено), его состояние контролируется с помощью монитора электрокардиограммы (ЭКГ). Он измеряет электрические ритмы сердца и более широкую электрофизиологию . Частота пульса, артериальное давление и такие симптомы, как дискомфорт в груди или усталость, одновременно контролируются лечащим персоналом клиники. Клинический персонал будет расспрашивать пациента на протяжении всей процедуры, задавая вопросы, связанные с болью и ощущением дискомфорта. Нарушения артериального давления, частоты сердечных сокращений, ЭКГ или ухудшение физических симптомов могут указывать на ишемическую болезнь сердца . [17]

Стресс-тестирование не позволяет точно диагностировать все случаи ишемической болезни сердца и часто может указать на то, что она существует у людей, у которых нет этого заболевания. Тест также может выявить нарушения сердечной деятельности, такие как аритмии , и состояния, влияющие на электрическую проводимость в сердце, такие как различные типы фасцикулярных блокад. [18]

«Нормальный» стресс-тест не дает каких-либо существенных гарантий того, что будущая нестабильная коронарная бляшка не разорвется и не заблокирует артерию, вызывая сердечный приступ . Как и во всех медицинских диагностических процедурах, данные предоставляются только за определенный момент времени. Основная причина, по которой стресс-тестирование не воспринимается как надежный метод выявления ИБС, заключается в том, что стресс-тестирование обычно выявляет только сильно суженные артерии (~ 70% и более). [19] [20] [21]

Роды

Стресс - тест на сокращение (CST) проводится ближе к концу беременности (34 недели беременности), чтобы определить, насколько хорошо плод справляется с родовыми схватками . Цель состоит в том, чтобы вызвать схватки и контролировать состояние плода , чтобы проверить наличие нарушений сердечного ритма с помощью кардиотокографа . КСТ — это один из видов метода дородового наблюдения за плодом.

Во время сокращений матки ухудшается оксигенация плода. Позднее замедление сердечного ритма плода , возникающее во время сокращений матки, связано с увеличением смертности плода, задержкой роста и неонатальной депрессией. [22] [23] Этот тест позволяет оценить частоту сердечных сокращений плода в ответ на сокращения матки с помощью электронного мониторинга плода . Маточную деятельность контролируют с помощью токодинамометра . [24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Нельсон, Уэйн Б. (2004), Ускоренное тестирование - статистические модели, планы тестирования и анализ данных , John Wiley & Sons, Нью-Йорк, ISBN  0-471-69736-2
  2. ^ «Сохраняйте стабильность, глупый! Как провести стресс-тестирование оборудования вашего ПК» . ПКМир . Проверено 11 марта 2023 г.
  3. ^ «Программа испытаний и сертификация» . Проверено 27 февраля 2020 г.
  4. ^ «Высокоскоростные испытательные системы» (PDF) . МТС . Проверено 26 июня 2019 г.
  5. ^ «ЧАСТЬ 23 FAA — Стандарты летной годности: Самолеты нормальной категории» . Проверено 26 июня 2019 г.
  6. ^ Пескароли, Джанлука; Александр, Дэвид (01 мая 2016 г.). «Критическая инфраструктура, панархия и пути уязвимости каскадных бедствий». Стихийные бедствия . 82 (1): 175–192. дои : 10.1007/s11069-016-2186-3 . ISSN  1573-0840.
  7. ^ Миньян, А.; Карвунис, Д.; Броккардо, М.; Вимер, С.; Джардини, Д. (март 2019 г.). «Включение мер по снижению сейсмического риска в нормированную стоимость электроэнергии в усовершенствованных геотермальных системах для оптимального размещения». Прикладная энергетика . 238 : 831–850. дои : 10.1016/j.apenergy.2019.01.109 . hdl : 20.500.11850/322346 .
  8. ^ Линьков, Игорь; Бриджес, Тодд; Крейциг, Феликс ; Декер, Дженнифер; Фокс-Лент, Кейт; Крёгер, Вольфганг; Ламберт, Джеймс Х.; Леверманн, Андерс; Монтрей, Бенуа; Натвани, Джатин; Найер, Раймонд (июнь 2014 г.). «Изменение парадигмы устойчивости». Природа Изменение климата . 4 (6): 407–409. Бибкод : 2014NatCC...4..407L. дои : 10.1038/nclimate2227. ISSN  1758-6798. S2CID  85351884.
  9. ^ Аргирудис, Сотириос А.; Митулис, Стергиос А.; Хофер, Лоренцо; Занини, Мариано Анджело; Тубальди, Энрико; Франгопол, Дэн М. (апрель 2020 г.). «Система оценки устойчивости критически важной инфраструктуры в среде с множеством опасностей: практический пример транспортных активов» (PDF) . Наука об общей окружающей среде . 714 : 136854. Бибкод : 2020ScTEn.714m6854A. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.136854. PMID  32018987. S2CID  211036128.
  10. ^ «Гармонизированный подход STREST к стресс-тестированию критически важных инфраструктур на предмет стихийных бедствий. Финансируется из Седьмой рамочной программы Европейского Союза FP7/2007-2013, в рамках грантового соглашения № 603389. Координатор проекта: Доменико Джардини; Менеджер проекта: Арно Миньян, ETH Цюрих».
  11. ^ Эспозито Симона; Стоядинович Божидар; Бабич Анже; Долшек Матяж; Икбал Сарфраз; Сельва Якопо; Броккардо Марко; Миньян Арно; Джардини Доменико (01 марта 2020 г.). «Многоуровневая методология на основе рисков для стресс-тестирования критически важных инфраструктурных систем». Журнал инфраструктурных систем . 26 (1): 04019035. doi :10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000520. S2CID  214354801.
  12. ^ Питилакис, К.; Кроули, Х.; Кайния, AM, ред. (2014). SYNER-G: Определение типологии и функции хрупкости физических элементов, подверженных сейсмическому риску . Геотехническая, геологическая и сейсмическая инженерия. Том. 27. Дордрехт: Springer Нидерланды. дои : 10.1007/978-94-007-7872-6. ISBN 978-94-007-7871-9. S2CID  133078584.
  13. ^ Питилакис, К.; Франчин, П.; Хазай, Б.; Венцель, Х., ред. (2014). SYNER-G: Системная сейсмическая уязвимость и оценка риска сложных городских, коммунальных систем, систем жизнеобеспечения и критически важных объектов . Геотехническая, геологическая и сейсмическая инженерия. Том. 31. Дордрехт: Springer Нидерланды. дои : 10.1007/978-94-017-8835-9. ISBN 978-94-017-8834-2. S2CID  107566163.
  14. ^ Аргирудис, Сотириос А.; Фотопулу, Ставрула; Карафагка, Стелла; Питилакис, Кириазис; Сельва, Якопо; Сальзано, Эрнесто; Баско, Анна; Кроули, Хелен; Родригес, Даниэла; Матос, Хосе П.; Шляйсс, Антон Дж. (2020). «Методология многоуровневого стресс-тестирования на основе рисков: применение к шести критически важным неядерным инфраструктурам в Европе» (PDF) . Стихийные бедствия . 100 (2): 595–633. дои : 10.1007/s11069-019-03828-5. ISSN  1573-0840. S2CID  209432723.
  15. ↑ Косгрейв, Дженни (27 октября 2014 г.). «Руководители центральных банков поддерживают стресс-тесты на фоне вихрей критики». CNBC . Проверено 5 марта 2015 г.
  16. ^ «Стресс-тесты: медицинский тест MedlinePlus» . medlineplus.gov . Проверено 9 ноября 2023 г.
  17. ^ «ЭКГ с нагрузкой». Британский кардиологический фонд . Проверено 9 ноября 2023 г.
  18. ^ Ладапо, Джозеф А.; Блекер, Саул; О'Доннелл, Майкл; Джумхавала, Саахил А.; Дуглас, Памела С. (18 августа 2016 г.). «Соответствующее использование сердечного стресс-тестирования с визуализацией: систематический обзор и метаанализ». ПЛОС ОДИН . 11 (8): e0161153. Бибкод : 2016PLoSO..1161153L. дои : 10.1371/journal.pone.0161153 . ISSN  1932-6203. ПМК 4990235 . ПМИД  27536775. 
  19. ^ Вилкант, Вилиан; Зельцер, Роман (2023 г.), «Стресс-тестирование на беговой дорожке», StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID  29763078 , получено 9 ноября 2023 г.
  20. ^ Шенхаген, Пол; Зиада, Халед М.; Кападия, Самир Р.; Кроу, Тимоти Д.; Ниссен, Стивен Э.; Тузку, Э. Мурат (15 февраля 2000 г.). «Степень и направление ремоделирования артерий при стабильных и нестабильных коронарных синдромах: внутрисосудистое ультразвуковое исследование». Тираж . 101 (6): 598–603. дои : 10.1161/01.CIR.101.6.598 . ISSN  0009-7322. ПМИД  10673250.
  21. ^ Стидс, Ричард П; Уилер, Ричард; Бхаттачарья, Санджив; Рейкен, Джозеф; Нихояннопулос, Петрос; Старший, Рокси; Монаган, Марк Дж; Шарма, Вишал (28 марта 2019 г.). «Стресс-эхокардиография при ишемической болезни сердца: практическое руководство Британского общества эхокардиографии». Эхо Исследования и Практика . 6 (2): G17–G33. doi : 10.1530/ERP-18-0068. ISSN  2055-0464. ПМК 6477657 . ПМИД  30921767. 
  22. ^ Рональд С. Гиббс; и др., ред. (2008). Акушерство и гинекология Дэнфорта (10-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 161. ИСБН 9780781769372.
  23. ^ Алан Х. ДеЧерни; Т. Мерфи Гудвин; и др., ред. (2007). Текущая диагностика и лечение: Акушерство и гинекология (10-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 255. ISBN 978-0-07-143900-8.
  24. ^ III, Фрэнсис Таласка Фишбах, Маршалл Барнетт Даннинг (2009). Руководство по лабораторным и диагностическим исследованиям (8-е изд.). Филадельфия: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. стр. 1030–31. ISBN 9780781771948.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )