Анализ видов и последствий отказов

Метод «дерева отказов»

В рамках вероятностного подхода к анализу безотказности и безопасности сложных технических систем не ограничиваются принципом единичного отказа, а рассматривают всевозможные пути развития отказов. Чтобы последовательно проводить перебор путей развития отказов, используют графический метод «дерева отказов» [7]. За основу «дерева отказов» берется исходное событие и в зависимости состояния подсистем, влияющих на протекание режима, анализируются различные пути развития отказа («ветви дерева отказов») и последствия этого (рис. 7.1).

Рис. 7.1 Вид «дерева отказов»

Верхние ветви после разветвления соответствуют работоспособному состоянию подсистемы, а нижние – неработоспособному; q – вероятность отказа подсистемы; 1 – q ~ 1, поскольку q <<1; Р(А) – вероятность (или интенсивность) исходного события.

В общем случае может быть 2ⁿ путей развития отказа, если на его протекание влияют n независимых подсистем, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний: работо- и неработоспособном. При наличии связей между подсистемами отдельные пути могут быть опущены как нелогичные, что позволяет упростить «дерево отказов».

Вероятность различных последствий определяется частотой исходного события и вероятностью отказа подсистем, необходимых для обеспечения безотказности.

В процессе вероятностного анализа безотказности могут быть допущены просчеты, если все отказы оборудования и подсистем рассматривать как независимые события. Поэтому значительные усилия затрачиваются на выявление потенциально возможных отказов по общей причине. Это многочисленные отказы в одной или разных подсистемах, возникающие в результате единого исходного события, или отказа. Для рассматриваемых подсистем или устройств они могут происходить вследствие общности места расположения, условий работы, вспомогательных подсистем (управляющих и обеспечивающих), способа технического обслуживания, проверок и ремонтов, конструкции, технологии изготовления, материалов и др. Для отказов по общей причине на разных этапах «жизненного» цикла установки характерны следующие признаки.

Анализ методом «дерева отказов» требует глубокого знания процесса проектирования, создания и эксплуатации соответствующего компонента или системы. Данным методом достигаются положительные или отрицательные результаты на каждом уровне или в логическом звене; его применение особенно целесообразно при анализе механических отказов. В процессе рассмотрения человеческих ошибок выявляется столь много промежуточных уровней между успешным выполнением задачи и неспособностью ее решения, что метод теряет свое значение.

При анализе более ясной картины причинно-следственных связей, ведущих к аварии или инциденту, легче определить уровни и области наиболее рационального применения процедур их предотвращения. Применительно к существующим техническим системам упомянутый метод анализа отказов способствует выявлению областей, в которых требуется принять более активные меры по предотвращению аварийных ситуаций.