Нормирование надежности
Для любой системы одной из первых инженерных задач надежности является адекватное нормирование показателей надежности, например в терминах требуемой готовности. Нормирование надежности это установление в проектной или иной документации количественных и качественных требований к надежности. Требования по надежности относятся как к самой системе и ее составным частям, так и к планам испытаний, к точности и достоверности исходных данных, формулированию критериев отказов, повреждений и предельных состояний, к методам контроля надежности на всех этапах жизненного цикла изделия. Например, требования по ремонтопригодности могут включать в себя показатели стоимости и времени восстановления. Оценивание эффективности процессов технического обслуживания и ремонта является частью процесса FRACAS (failure reporting, analysis and corrective action system – система отчетов об отказах, анализа и коррекции действий).
Прогнозирование и повышение надежности
Прогнозирование надежности (reliability prediction) включает в себя разработку модели системы и оценивание входных параметров этой модели в виде параметров модели компонентов этой систем для решения конечной задачи – оценки выходных параметров надежности системы. Прогнозирование надежности является одной из наиболее общепринятых форм анализа надежности (reliability analysis). Прогнозирование надежности используется для оценивания проектных возможностей системы, сравнения альтернативных проектных решений, определения областей потенциальных отказов и контроля процессов улучшения надежности.
Прогнозирование надежности играет большую роль в инженерной практике. Влияние предлагаемых проектных решений на изменение надежности изделия определяется сравнением результатов прогнозирования показателей надежности существующего проекта с предлагаемым вариантом. Результатом анализа надежности может быть решение о введение избыточности на уровне элемента или подсистемы, мероприятия по совершенствованию технического обслуживания и ремонта.
Существуют справочники и стандарты (например, MIL-HDBK-217, Bellcore/Telcordia для электронных изделий, NSWC для механических устройств), которые позволяют сформировать данные об интенсивности отказов или средней наработки между отказами (MTBF), которые используются в качестве входных параметров математической модели надежности системы. Для создания математической модели надежности технических систем наиболее часто используются программные средства, реализующие такие технологии, как анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), структурные схемы надежности (ССН) или деревья неисправностей.
Прогнозирование надежности позволяет также обосновать объем и номенклатуру запасных элементов.
Параметры системной надежности
Нормирование надежности осуществляется через параметры (показатели) надежности. Наиболее часто в качестве параметра надежности используется среднее время до отказа (MTTF), которое может быть определено через интенсивность отказов или через число отказов на заданном отрезке времени. Интенсивность отказов математически определяется как условная плотность вероятности возникновения отказа изделия при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не произошел. При увеличении интенсивности отказов, среднее время до отказа уменьшается, надежность изделия падает. Обычно среднее время до отказа измеряется в часах, но также может выражаться в таких единицах как циклы и мили.
В других случаях надежность может выражаться через вероятность выполнения задачи. Например, надежность полетов гражданской авиации может быть безразмерной, или иметь размерность процентов, как это делается в практике системной безопасности.
В специальных случаях задача системы может выполняться одноразово, например, подушки безопасности в автомобили. Для таких систем задается вероятность врабатывания или, как, например, для ракет, вероятность попадания в цель. Для таких систем мерой надежности является вероятность срабатывания.
Для восстанавливаемых систем может задаваться такой параметр, как среднее время восстановления (ремонта) и время проверки (тестирования).
Часто параметры надежности задаются в виде соответствующих статистических доверительных интервалов.