Оценка надежности и безопасности структурно-сложных технических систем

• Автор: Нозик, Александр Абрамович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ

СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Положения, выносимые на защиту.

Глава 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ РАЗРАБОТКИ КОМПЛЕКСА МЕТОДОВ

И МЕТОДИК ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ССТС

1.1. Особенности ССТС как объекта моделирования и расчета показателей надежности и безопасности
1.2. Результаты сравнительного анализа существующих технологий автоматизированного моделирования надежности и безопасности систем
1.2.1. Общая характеристика технологий анализа надежности и безопасности структурносложных систем
1.2.2. Анализ технологии классических логиковероятностных методов моделирования с использованием графов связности.
1.2.3. Анализ технологии деревьев отказов и деревьев событий
1.2.4. Анализ технологии автоматизированного структурнологического
моделирования с использованием схем функциональной целостности
1.3. Общая постановка частных задач разработки комплекса методов и
методик оценки надежности и безопасности технических систем.
Выводы по главе 1.
Глава 2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕТОДОВ И МЕТОДИК ОДНОСВЯЗНОЙ СТРУКТУРНОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ МОДЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ССТС
2.1. Основные положения односвязной структурной декомпозиции вОЛВМ.
2.2. Декомпозиция на этапе постановки задач.
Пример 1. Фрагмент автоматизированной системы управления
2.3. Декомпозиция на этапе построения логических ФРС
2.4. Метод преобразования СФРС в явную форму логической ФРС.
2.5. Декомпозиция на этапе построения многочленов ВФ
2.6. Структурная декомпозиция на этапе расчетов вероятностных
показателей надежности и безопасности ССТС.
2.6.1. Метод последовательной многоуровневой подстановки и методика его применения для расчетов статических показателей надежности и безопасности ССТС.
2.6.2. Расчет вероятностновременных показателей безотказности невосстанавливаемых ССТС
2.6.3. Методика расчета показателей значимости элементов ССТС
2.6.4. Методики расчета показателей надежности восстанавливаемых ССТС
Выводы по главе 2.
Глава 3. СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ССТС И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ.
3.1. Разработка общей структуры и требований к программному комплексу автоматизированного моделирования и расчета надежности и безопасности ССТС.
3.1.1. Назначение и общие требования к интерфейсу пользователя
3.1.2. Назначение и общие требования к подготовке и вводу исходных данных и режимов моделирования
3.1.3. Назначение и общие требования к средствам информационного обеспечения.
3.1.4. Назначение и общие требования к модулям математического моделирования в ПК АСМ
3.1.5. Назначение и общие требования к модулям расчета показателей
надежности и безопасности ССТС
Пример 2. Оценка безотказности подсистемы АСУ.
3.2. Разработка методики автоматизированного моделирования и расчета ожидаемого ущерба от аварии на опасном производственном объекте
Пример 3. Оценка ожидаемого ущерба на основе дерева событий аварии на установке первичной переработки нефти
3.3. Основные положения методических рекомендаций по применению технологии и программных комплексов АСМ надежности и безопасности ССТС на промышленных предприятиях.
3.3.1. Общие положения
3.3.2. Руководящие и нормативные документы
3.3.3. Цели и задачи методических рекомендаций
3.3.4. Общая характеристика технологии автоматизированного структурнологического моделирования.
3.3.5. Порядок применения технологии автоматизированного структурнологического моделирования.
Пример 4. Моделирование и расчет технического риска фрагмента
установки вторичной переработки нефти.
Выводы по главе 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Выполнена общая постановка частных задач разработки комплекса методов и методик автоматизированного моделирования и расчета показателей надежности и безопасности технических систем большой размерной и высокой структурной сложности. Во второй главе исследованы формы проявления проблемы размерности на различных этапах общего логиковероятностного метода технологии автоматизированного структурнологического моделирования сложных систем. Разработан комплекс методов и методик реализации положений односвязной структурной декомпозиции на всех этапах технологии , обеспечивающих автоматизированное моделирование и оценку надежности и безопасности систем большой размерности и высокой структурной сложности. В третьей главе разработана общая структура базового образца программного комплекса автоматизированного моделирования и расчета показателей надежности и безопасности структурносложных технических систем. Разработаны основные положения методики применения технологии и ПК АСМ для решения задач оценки надежности и безопасности сложных систем на предприятиях. На практических примерах показана высокая эффективность реализации в технологии и ПК ЛСМ разработанного комплекса методов и методик односвязной структурной декомпозиции и новой методики расчета ожидаемого ущерба от возможной аварии опасного производственного объекта. Комплекс методов и методик, обеспечивающих решение проблемы размерности в технологии автоматизированного структурнологического моделирования надежности и безопасности структурносложных технических систем различных видов, классов и назначения. Общая структура базового образца программного комплекса автоматизированного структурнологического моделирования и оценки надежности и безопасности технических систем. Основные методические положения и рекомендации по применению технологии и ПК АСМ для оценки надежности и безопасности структурносложных технических систем на предприятиях. Глава 1. Современная наука рассматривает надежность как одно из важных комплексных свойств объектов общепромышленного назначения, от которого зависят их качество, экономичность, ресурсосбережение, конкурентоспособность и безопасность. Сформировалось и активно развивается во всем мире научнотехническое направление НАДЕЖНОСТЬ 2, призванное обеспечить безотказность, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость сложных организационнотехнических систем различного назначения на всех стадиях их жизненного цикла исследования, проектирования, монтажа и эксплуатации. Международная Организация по Стандартизации 0 совместно с Международной электротехнической комиссией МЭК с года проводит работы по стандартизации в области надежности сложных систем. К этим работам подключились более развитых стран мира, включая Российскую Федерацию. Как отмечено в 2, с г. НАДЕЖНОСТЬ. Центральное место в этом направлении занимают системные методы качественного и количественного анализа надежности сложных промышленных объектов и процессов. В последние годы все большую актуальность приобретают вопросы моделирования и расчета показателей безопасности производственных объектов . Поэтому, условием решения главной научной задачи настоящего исследования является совместное рассмотрение надежности и безопасности ССТС, что соответствует объективным потребностям практики и действующим отечественным и международным нормативнотехническим документам 2, 4, , , , . Самостоятельным этапом при разработке проектов и эксплуатации современных ССТС является количественная оценка их надежности и безопасности, которая во многом определяет качество как ССТС, так и объектов их установки и использования. До настоящего времени во многих организациях эти работы не выполняются изза отсутствия научнообоснованной проработки методических вопросов постановки задач, построения моделей надежности и безопасности систем, выполнения расчетов показателей и использования этих результатов при выработке и обосновании проектных и эксплуатационных решений. Для постановки задач разработки комплекса методов и методик анализа надежности и безопасности ССТС необходимо, прежде всего, выделить их особенности как объектов автоматизированного структурнологического моделирования.