Показатель риска для систем
Оценить состояние сложных и простых систем по показателям отдельных их элементов позволяет риск – анализ. В общем виде риск системы ρΣ можно определить по формуле полной вероятности где - вероятность отказа (риск) i – го элемента, имеющая смысл частоты аварий, а Ui – некий уровень значимости [12]. Если Ui выразить через натуральный ущерб, то данное выражение представляет каноническую трактовку риска, измеряемого через ущерб в единицу времени (5).
Для функции надежности экспоненциального вида в области высоких вероятностей
Откуда следует, что aij=ρij, то есть накопленное повреждение вполне характеризует риск эксплуатации и потерю работоспособности. Тогда возможно определять риск системы как
.
Поскольку aij изменяется со временем наработки, то подобно изменяется и величина ρΣ.
Чтобы избежать вычисления ущерба в натуральных единицах, удобно использовать для Uij относительные величины. Применяя в этом качестве отношение безусловной эффективности к эффективности идеальной машины, определяют надежность сложной технической системы [12]. Таким образом, решается противоречие, присущее правилу ΠRij, поскольку тогда коэффициент Uij характеризует уже систему в целом, но вероятность отказа ρij относится к отдельному элементу.
В практике обеспечения надежности известна процедура анализа последствий отказов FMEA, в которой критичность отказа элемента Cij оценивается в баллах. Тогда значимость Uij определяется через относительную критичность отказа:
Зная долю отказов соответствующей категории тяжести в возможных отказах системы πij, уровень значимости вычисляют как Тогда [12].
Если использовать ресурсную модель для определения ВБР, то в ней автоматически учитывается «временной» фактор эксплуатации, и необходимость контроля накопленного повреждения aij отпадает. Тогда для ФРД логнормального вида lgTp и для нормального закона распределения времени наработки tp риск системы с достаточной точностью можно определить как:
(3.2)
где и - соответственно, средний логарифм ресурса и логарифм средней наработки, для элемента I и повреждающего процесса j;
S и v – соответственно, СКО ресурса и коэффициент вариации наработки.
При изложенных методах оценки риска с учетом потенциального ущерба возможны сложности с обоснованием предельной величины [ρΣ]. Без ее значения не возможно диагностировать работоспособные состояния. Более объективно оперировать с частотной составляющей риска ρi. Такой оперативной характеристикой риска выступает отношение вероятности отказа к ВБР: [13].
Тогда предельная величина ρ’ будет равняться единице. Это происходит когда R=0.5, что указывает на бесполезность детерминированных расчетов для оценки безопасности. При диагностировании практический интерес представляют сроки наработки, когда R→0,98….0,95 и необходимо принимать решение о дальнейшей эксплуатации элемента. В таких областях оперативная характеристика риска, фактически, совпадает с вероятностью отказа: Поэтому частотная составляющая рисков элементов может характеризовать безопасное состояние системы.
Дата добавления: 2015-03-14; просмотров: 549;