4. Порядок выполнения работы

4.1. Описание программы

Программа¹ предназначена для выполнения лабораторных работ по теме "Количественный анализ надежности АСОИУ с помощью деревьев отказов". Она позволяет моделировать на экране компью­тера деревья отказов из набора базовых элементов (см. раздел 2), за­давать таблицу серьезности аварий при возникновении головного события и рассчитывать следующие величины: вероятность голов­ного события, ожидаемые потери и критичность. Программа позво­ляет исследовать до 10 альтернатив дерева в пределах одной лабора­торной работы. На основании данных, полученных при работе с про­граммой, можно легко перейти к таблице отношений "затраты-прибыль" (см. 3.3.е).

Основной экран, используемый во время работы, изображен на рис. 4.

Существует два варианта построения дерева отказов: с использо­ванием меню и без него. В таблице 2 приводится назначение пунк­тов меню. При использовании мыши следует использовать следую­щие рекомендации:

• При нажатии на правую кнопку мыши в тот момент, когда кур­сор находится в поле 3, возникает меню добавления нового элемен­та, из которого можно выбрать нужный. Для отмены добавления щелкните мышкой в свободной области.

• При нажатии на правую кнопку мыши в тот момент, когда кур­сор находится на одном из элементов дерева отказов, возникает меню из 3 элементов: "связать", "удалить связь", "свой­ства". При выборе пункта связи необходимо затем щелкнуть мыш­кой на элементе, с которым необходимо произвести связь.

• Элемент можно переместить на новое место, используя правую кнопку мыши.

4.2. Перемещение элемента

Поместите курсор на элемент, который необходимо переместить, нажмите левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, переместите курсор в нужную точку. Способ перемещения зависит от выбора в меню "Настройки - Групповое движение". Если данный пункт отмечен, то вместе с элементом будет перемещаться иерархи­чески подчиненная ему часть дерева.

4.3. Добавление нового элемента и его связь с деревом отказов

Установите курсор в свободную точку на поле 3 (при необходи­мости Вы можете воспользоваться элементами прокрутки 6), на­жмите правую кнопку мыши и выберите необходимый пункт поя­вившегося списка. Элемент будет размещен в области курсора, НО НЕ СВЯЗАН С ДЕРЕВОМ, даже если внешне они кажутся соеди­ненными.

Для непосредственной связи установите курсор на один из эле­ментов, которые необходимо связать, нажмите правую кнопку мы­ши, выберите пункт "связать" и щелкните мышкой на втором эле­менте. При этом очень важно учитывать, что элементы, расположен­ные ниже, графически считаются иерархически подчиненными верх­ним.

Для задания параметров элемента установите на него курсор, нажмите правую кнопку мыши, выберите пункт "свойства" и в поя­вившемся окне задайте символ, которым элемент будет представлен в дереве, краткое описание элемента и вероятность появления (для исходных событий).

4.4. Последовательность выполнения работы

4.4.1. Ознакомьтесь с теорией и назначением программы по дан­ному руководству.

4.4.2. По текстовому описанию задачи * выполните построение исходного дерева отказов, как это указано в разделе 7.

4.4.3. Заполните таблицу 1 (рис. 3) данными из задания.

Будем рассматривать отказ пылесоса в течение гарантийного срока по вине изготовителя.

1 - корпус

2 - узел сопряжения со шлангом

3 - мешок пылесборника

4 - фильтр безопасности двигателя

5 - крыльчатка

6 - двигатель

7 - микроактивный двигатель

8 - фильтр отработанного воздуха

Назначение пунктов меню Таблица 2 -

Наименование		Примечание
Общее	подменю
Файл	создать	Выберите этот пункт в начале лабораторной ра­боты
	открыть
	сохранить	В одном файле сохраняются все альтернативы и таблица
	сохранить как
	выход	Выберите данный пункт для окончания работы с программой
Редактирование	копировать на сле­дующее дерево	При построении различных альтернатив обычно удобно скопировать уже набранное дерево в дру­гое окно, затем перейти в него и внести необхо­димые изменения
Элемент	вставить
	удалить
	свойства
Связь	установить связь	После выбора данного пункта щелкните мышкой сначала на одном элементе, потом на другом
Настройки	групповое движение	При установке данного флага при перемещении какого либо элемента вместе с ним будут пере­мещаться все иерархически подчиненные ему элементы дерева отказов
	изящные линии	Улучшает оформление
	максимальное быстро­действие	Включить при недостаточном быстродействии компьютера
Расчеты	расчет вероятности Р
	расчет Е
	расчет С
Дерево		Выбор альтернативы (какое окно будет актив­ным)
Помощь

1 2 3 4 5 6

Рис. 4. Общий вид экрана:

1 - таблица ожидаемых потерь при разных последствиях

головного события (таблица распределения убытков);

2 - клавиши быстрого расчета искомых величин;

3 - поле построения дерева отказов;

4 - переключатель альтернатив (разные варианты деревьев в рамках одной лабораторной работы);

5 - полоса прокрутки таблицы;

6 - полоса прокрутки поля построения дерева отказов.

Будем рассматривать головное событие «Технический отказ пылесоса». Такой отказ возможен по одной из следующих причин:

a) Механическое повреждение;

b) Выход из строя двигателя (6);

c) Поломка узла сопряжения со шлангом (2);

d) По какой - либо другой причине (доля таких отказов мала).

Механическое повреждение происходит при ударе пылесоса в следующих случаях: корпус пылесоса выполнен из дешёвой пластмассы; cборка пылесоса была произведена некачественно.

Поломка узла сопряжения со шлангом происходит во время сильного рывка в случае застревания колеса и сильного натяжения сетевого шнура (все три события должны произойти одновременно). Выход из строя двигателя происходит при одновременном разрыве пылесборника, разрушении фильтра безопасности двигателя и наличии пыли.

Приведём вероятности основных (исходных) событий за срок гарантии.

Сильный рывок	0.95
Застревание колеса	0.1
Сильное натяжение сетевого шнура	0.1
Наличие пыли	0 .99
Дефект сборки	0.15
Разрушение фильтра безопасности двигателя	0.3
Разрыв пылесборника	0.2
Удар	0.95
Литьё из дешёвой пластмассы	0.1

Приведём некоторые возможные меры по увеличению надёжности:

Мера	Затраты	Эффект
Использование дополнительного тканевого фильтра	50	Снижает вероятность разрыва пылесборника до 0.05
Запрет в использовании в производстве дешёвой пластмассы	70	Снижает литье из дешёвой пластмассы до 0.01
Установка дополнительного контроля за сборкой на производстве	70	Снижает вероятность дефекта сборки до 0.06
Применение окантовки корпуса пылесоса резиновым жгутом	110	Снижает вероятность удара до 0.07
Использование альтернативного материала для изготовления шланга	97	Снижает вероятность сильного рывка до 0.8

Данные для таблицы распределения убытков:

С вероятностью:	Отказ приводит к:	При этом убытки составляют:
0.1	Временной неработоспособности пылесоса	20
0.2	Мелкому ремонту	300
0.65	Капитальному ремонту	1000
0.05	Замене	3000

4.4.4. Произведите расчет вероятности головного события, ожи­даемых потерь Е и критичности головного события С. Запишите эти данные в отчет. Следует учитывать, что ожидаемые потери Е не за­висят от вида дерева отказов и, следовательно, Е постоянно для всех альтернатив, в то время как вероятность головного события и кри­тичность можно менять путем изменения дерева отказов.

4.4.5. Рассмотрите влияние различных альтернатив на вероятность головного события, для чего скопируйте исходное дерево в новое окно (Редактирование - Копировать на следующее дерево), перейдите в него с помощью переключателя 4 (рис. 3), измените дерево от­казов (обычно меняется вероятность исходных событий), записывая при этом затраты *, связанные с этими изменениями, и произведите расчеты заново. Процесс можно повторить несколько раз и проана­лизировать затем соответствие решений (затрат) снижениям критич­ности (по сравнению с исходным деревом). Данные содержатся в индивидуальном задании.

4.4.6. Ваша задача - распределить имеющиеся ресурсы на обеспечение надежности* и при этом добиться снижения критичности и оптимального отно­шения "затраты/прибыль" (см. п.3.3.е). В отчете привести описание рассмотренных в работе альтернатив с указанием рассчитанных для них величин, таблицу соответствия из п. 4.4.5 и обоснованное решение по выбору одной из альтернатив снижения критичности.