Блок-схема надежности

Блок -схема надежности (RBD) — это схематический метод, показывающий, как надежность компонентов влияет на успешность или неудачу резервной системы. RBD также известна как диаграмма зависимости (DD).

Блок-схема надежности

RBD изображается как ряд блоков, соединенных в параллельной или последовательной конфигурации . Параллельные блоки указывают на избыточные подсистемы или компоненты, которые способствуют снижению частоты отказов. Каждый блок представляет собой компонент системы с частотой отказов . RBD будут указывать тип избыточности в параллельном пути. ^[1] Например, для успешной работы системы группе параллельных блоков может потребоваться два из трех компонентов. Напротив, любой отказ вдоль последовательного пути приводит к отказу всего последовательного пути. ^{[2] [3]}

RBD может быть нарисован с использованием переключателей вместо блоков, где закрытый переключатель представляет работающий компонент, а открытый переключатель представляет неисправный компонент. Если путь может быть найден через сеть переключателей от начала до конца, система все еще работает.

RBD может быть преобразовано в дерево успеха или дерево отказов в зависимости от того, как определен RBD. Дерево успеха затем может быть преобразовано в дерево отказов или наоборот, путем применения теоремы де Моргана .

Для оценки RBD доступны решения в закрытой форме, когда блоки или компоненты обладают статистической независимостью .

Если статистическая независимость не обеспечивается, необходимо рассмотреть специальные формализмы и инструменты решения, такие как динамический RBD. ^[4]

Расчет RBD

Первое, что нужно определить при расчете RBD, это использовать вероятность или скорость. Частоты отказов часто используются в RBD для определения частот отказов системы. Используйте вероятности или скорости в RBD, но не то и другое.

Вероятности ряда рассчитываются путем умножения надежности (вероятности) компонентов ряда:

${\displaystyle R_{\text{SYS}}=R_{1}(t)\times R_{2}(t)\times \cdots \times R_{n}(t)}$

Параллельные вероятности рассчитываются путем умножения ненадежности ( Q ) последовательных компонентов, где Q  = 1 –  R , если для успешной работы системы необходимо функционирование только одного блока:

${\displaystyle Q_{\text{SYS}}=Q_{1}(t)\times Q_{2}(t)\times \cdots \times Q_{n}(t)}$

При постоянных частотах отказов частоты серий рассчитываются путем наложения точечных процессов Пуассона компонентов серии:

${\displaystyle \lambda _{\text{SYS}}=\lambda _{1}+\lambda _{2}+\cdots +\lambda _{n}}$

Параллельные скорости можно оценить с помощью ряда формул, включая эту формулу ^[5] для всех активных блоков с равными частотами отказов компонентов. Для успеха требуется n  −  q из n избыточных блоков. μ >> λ

${\displaystyle \lambda _{\text{SYS}}={\frac {n!\lambda ^{q+1}}{(n-q-1)!\mu ^{q}}}}$

Если компоненты в параллельной системе имеют n различных частот отказов, можно использовать более общую формулу, как показано ниже. Для восстанавливаемой модели Q  =  λ / μ, пока . ${\textstyle \mu \gg \lambda }$

${\displaystyle \lambda _{\text{SYS}}=\sum _{i=1}^{n}\left(\lambda _{i}\prod _{j=1;j\neq i}^{n}Q_{j}\right)}$

Смотрите также

• ARP4761
• Блок-схема
• Надежность техники
• Безопасность системы
• Анализ дерева неисправностей

Ссылки

1. Справочник по проектированию электронных устройств, MIL-HDBK-338B, 1 октября 1998 г.
2. Мохаммад Модаррес ; Марк Каминский; Василий Кривцов (1999). "4" (pdf) . Надежность техники и анализ рисков: практическое руководство . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Marcel Decker, Inc. стр. 198. ISBN 978-0-8247-2000-1. Получено 2010-03-16 .
3. "6.4 Моделирование и прогнозирование надежности". Electronic Reliability Design Handbook. B. Министерство обороны США . 1998. MIL–HDBK–338B. Архивировано из оригинала (pdf) 22-07-2011 . Получено 16-03-2010 .
4. Сальваторе Дистефано, Антонио Пулиафито. «Оценка надежности с помощью динамических блок-схем надежности и динамических деревьев неисправностей». IEEE Trans Dependable Sec. Comput. 6(1): 4–17 (2009)
5. Справочник по проектированию электронных устройств, MIL-HDBK-338B, 1 октября 1998 г.

Внешние ссылки

• http://www.reliabilityeducation.com/rbd.pdf (коммерческий сайт)
• Institut pour la Maîtrise des Risques, методические рекомендации, английская версия ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}