Структурный метод оценки надежности

Метод предназначен для оценки надежности человека-оператора в системах управления. С увеличением степени автоматизации роль человека как звена в системе управления постоянно возрастает, так как он переходит на более высокие уровни управления. Отказ человека-оператора в системе управления современным технологическим процессом приводит к значительным потерям.

Первые работы в области оценки надежности человека как звена в системе управления появились в СССР в 1964 – 1965 гг. Попытки первых исследователей перенести идеи и методы классической теории надежности на новый объект исследования – на человека – не увенчались успехом. Так, оказалось, что человеку свойственен принципиально новый тип отказа — ошибка в деятельности (временный неустойчивый отказ), а математические модели в рамках теории надежности технических систем этот тип отказа не учитывают.

Оценку надежности человека-оператора можно реализовать структурным методом[2]. В его основе лежит формализация деятельности человека-оператора в процессе решения в виде последовательной структуры. Структура – специальная логическая цепь, отображающая процесс функционирования системы человек-техника с количественными характеристиками единиц деятельности. Каждое звено имеет свои показатели надежности, которые потом используются в расчете надежности всей системы.

Деятельность человека последовательно представляется состоящей из операционных, функциональных и программных единиц.

Низший уровень рассмотрения деятельности человека-оператора – уровень операционных единиц.

Операционная единица – отдельный психофизиологический акт – является наименьшей единицей, до которой расчленяется деятельность человека-оператора, например, поворот ключа, нажатие кнопки и т. д.

Функциональная единица – группа операционных единиц, объединенных в структуре деятельности человека, в технологическом или смысловом отношении. Это специальные функциональные операции (блоки операций), подразделяемые на основные и вспомогательные функциональные единицы.

Основные единицы – единицы (блоки), в результате деятельности которых происходит достижение цели. К ним относят рабочий блок, блок задержки, блок принятия решений.

Вспомогательные блоки вводятся в структуру деятельности для увеличения безошибочности выполнения операций. При идеальной работе человека-оператора они не нужны (блок контроля ошибок, блок диагностического контроля).

Программная единица – совокупность функциональных единиц, объединенных в законченные блоки (программы), например, пуск насоса, подача топлива и т. д.

22 Рассмотрим показатели надежности функциональных единиц (функционально-программные надежности и функционально-временной надежности).

К основным блокам функциональных единиц относятся блоки, при невыполнении или ошибочном выполнении хотя бы одного из которых цель не будет достигнута. Основные блоки – рабочий блок, блок решения, блок задержки.

Рабочие блоки – блоки операций, в результате выполнения которых обеспечивается достижение цели (рис. 2.12).

Структурный метод оценки надежности

Рис. 2.12. Условное обозначение рабочего блока

Показатели функционально-программной надежности рабочего блока: вероятность безошибочного выполнения операции Структурный метод оценки надежности и вероятность ошибочного выполнения операции Структурный метод оценки надежности .

Показатели функционально-временной надежности – математическое ожидание времени выполнения рабочего блока М(Тр) и дисперсия времени выполнения рабочего блока D(Tр).

Блоки задержки – операции выдержки во времени, – необходимые для “переключения” человека на новый вид деятельности или выполнение новых операций, а также время ожидания, пока произойдет отработка необходимых функций используемыми техническими средствами (рис. 2.13).

Структурный метод оценки надежности

Рис. 2.13. Условное обозначение блока задержки

Показатели надежности аналогичны показателям надежности рабочих блоков.

Блоки решения (логические блоки) – многоальтернативные блоки операций, отражающие процесс логического определения нужного исхода (рис. 2.14).

Структурный метод оценки надежности

Рис. 2.14. Условное обозначение блока решения

Показатели функционально-программной надежности блока решения:

b11 – условная вероятность выбора 1-го исхода (альтернативы) при фактической необходимости его выбора;

b22 – условная вероятность выбора 2-го исхода при фактически необходимости его выбора;

b12 = (1 — b11) – условная вероятность ошибочного выбора 2 исхода при фактической необходимости выбора 1-го исхода;

b21 = (1 — b22) – условная вероятность ошибочного выбора 1 исхода при фактической необходимости выбора 2-го исхода.

Показатели функционально-временной надежности:математическое ожидание времени выполнения блока решения М(Т) и дисперсия времени выполнения блока решения D(T).

К вспомогательным блокам функциональных единиц относятся блоки операций, вводимые в структуру деятельности человека для увеличения вероятности безошибочного выполнения операций, в которых не было бы необходимости при идеально надежной работе человека и технических средств. Вспомогательные блоки – блок контроля ошибок, блок диагностического контроля.

Блоки контроля ошибок (самоконтроля) – блоки операций, целью которых является проверка безошибочности выполнения предшествующих основных блоков (рис. 2.15). Блок имеет 1 вход и два исхода.

Структурный метод оценки надежности

Рис. 2.15. Условное обозначение блока контроля ошибок

Показатели функционально-программной надежности:

К11 – условная вероятность безошибочного признания проверяемых операций безошибочными (при условии, что они фактически выполнены безошибочно);

К10 – условная вероятность ошибочного признания проверяемых операций ошибочными (при условии, что они фактически выполнены безошибочно), К10 =(1–К11);

К00 – условная вероятность безошибочного признания ошибок в проверяемых операциях (при условии, что они фактически есть);

К01 – условная вероятность ошибочного признания проверяемых операций безошибочными (при условии, что ошибки фактически есть), К01 =(1–К00).

Функционально-временные показатели надежности:математическое ожидание времени выполнения блока контроля ошибок М(Тк) и дисперсия времени выполнения блока контроля ошибок D(Тк).

Блоки предоперационного диагностического контроля – блоки операций, целью которых является проверка исправности технических средств, используемых при выполнении основных блоков (рис. 2.16).

Структурный метод оценки надежности

Рис. 2.16. Условное обозначение блока предоперационного диагностического контроля

Функционально-программные показатели надежности:

П11 – условная вероятность признания фактически работоспособных технических средств работоспособными;

П10 = (1 — П11) – условная вероятность ошибочного признания технических средств неработоспособными (при условии, что они фактически работоспособны);

П00 – условная вероятность признания фактически неработоспособных технических средств неработоспособными;

П01 = (1 – П00) – условная вероятность ошибочного признания технических средств работоспособными (при условии, что фактически они неработоспособны).

Функционально-временные показатели надежности: математическое ожидание времени выполнения блока диагностического контроля М(ТД.) и дисперсия времени выполнения блока диагностического контроля D(TД).

Случайные записи:

Оценка надежности автомобилей — Денис Загарин


Похожие статьи:

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.