ГОСТ Р МЭК 61165-2019

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Надежность в технике

ПРИМЕНЕНИЕ МАРКОВСКИХ МЕТОДОВ

Dependability in technics. Application of Markov techniques

ОКС 03.120.01;

        03.120.30;

       21.020

Дата введения 2019-12-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 119 "Надежность в технике"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 сентября 2019 г. N 635-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61165:2006 "Применение марковских методов" (IEC 61165:2006 "Application of Markov techniques", IDT).

________________
     * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ТС 56.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов, указанных в библиографии настоящего стандарта, соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в приложении ДБ

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р 51901.15-2005 (МЭК 61165:1995)

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Марковские методы являются методами анализа безотказности, готовности, ремонтопригодности и безопасности. Обзор других, применимых для этих целей, методов и их ключевых характеристик представлен в МЭК 60300-3-1.

В настоящем стандарте представлены основные термины и обозначения, используемые в марковских методах, приведено описание основных правил разработки, представления и применения марковских методов, а также указаны предположения и ограничения для использования данного подхода.

     1 Область применения

В настоящем стандарте установлено руководство по применению марковских методов для моделирования и анализа систем, а также определения оценок показателей безотказности, готовности, ремонтопригодности и безопасности систем.

Настоящий стандарт применяется во всех отраслях промышленности, где необходим анализ работы системы, функционирование которой может быть представлено совокупностью состояний и переходов между ними. Применение установленных в настоящем стандарте марковских методов предполагает, что интенсивности перехода - это не зависящие от времени константы. Подобные марковские методы называют однородными.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

IEC 60050(191):1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Chapter 191: Dependability and quality of service (Международный электротехнический словарь. Глава 191. Надежность и качество услуг)

IEC 60300-3-1, Dependability management - Part 3-1: Application guide - Analysis techniques for dependability - Guide on methodology (Менеджмент надежности. Часть 3-1. Руководство по применению. Методы анализа надежности. Руководство по методологии)

IEC 61508-4:2010, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems - Part 4: Definitions and abbreviations (Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 4. Термины и определения)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте использованы термины и определения по МЭК 60050(191): 1990, а также следующие термины и определения.

Примечание - При применении настоящего стандарта для анализа безопасности могут быть использованы термины, приведенные в стандартах серии МЭК 61508.

3.1 система (system): Совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

[ИСО 9000, 3.2.1]

Примечание 1 - В контексте надежности для системы определена цель в виде заданных функций, условий функционирования (использования) и установленных границ.

Примечание 2 - Структура системы может быть иерархической.

3.2 элемент (element): Объект, у которого в рамках данного рассмотрения не выделены составные части.

Примечание - Обычно предполагают, что элемент может существовать только в двух состояниях: работоспособном или неработоспособном (см. 3.4 и 3.5). Для удобства в настоящем стандарте используется термин "состояние элемента".

3.3 состояние системы X(t) (system state): Конкретная комбинация состояний элементов.

Примечание - X(t) - состояние системы в момент времени t. Существуют другие факторы, оказывающие влияние на состояние системы (например, режим функционирования).

3.4 работоспособное состояние (up state): Состояние объекта (системы или элемента), в котором объект способен выполнять требуемую функцию.

Примечание - Система может иметь несколько различных работоспособных состояний (например, состояние полного выполнения установленных функций и состояние ухудшения работоспособности).

3.5 неработоспособное состояние (down state): Состояние объекта (системы или элемента), в котором объект не способен выполнять требуемую функцию.

Примечание - Система может иметь несколько различных неработоспособных состояний.

3.6 опасность (hazard): Потенциальный источник получения травм или вреда здоровью людей или материального ущерба.

[МЭК 61508-4, 3.1.2, модифицировано]

3.7 опасный отказ (dangerous failure): Отказ, который может привести к тому, что система, связанная с безопасностью, перейдет в опасное состояние или в состояние невыполнения заданной функции.

[МЭК 61508-4, 3.6.7, модифицировано]

Примечание 1 - Возможность появления опасного отказа зависит от структуры системы.

Примечание 2 - В некоторых случаях в качестве синонима термина "опасный отказ" используют термин "небезопасный отказ".

3.8 безопасный отказ (safe failure): Отказ, который не приводит систему, связанную с безопасностью, в опасное состояние или в состояние невыполнения заданной функции.

[МЭК 61508, модифицировано]

3.9 переход (transition): Изменение одного состояния системы на другое.

Примечание - Как правило, переход является результатом отказа или восстановления. Также причиной перехода могут быть: ошибка человека, внешние события, перенастройка программного обеспечения и т.п.

3.10 вероятность перехода (transition probability): Условная вероятность перехода из состояния i в состояние j в течение периода времени (s, s+t) при условии, что в момент времени s (левая граница временного промежутка) системы находится в состоянии i.

Примечание 1 - Формально . Если марковский процесс однороден по времени, то не зависит от s и обозначается .

Примечание 2 - Для неприводимого марковского процесса (например, если каждое состояние может быть достигнуто из другого состояния) имеет место соотношение , где - асимптотическая стационарная или установившаяся вероятность состояния j.

3.11 интенсивность перехода (transition rate): Предел, если он существует, отношения условной вероятности перехода из состояния i в состояние j в течение периода времени , к при , стремящемся к нулю, и при условии, что система находилась в состоянии i в момент времени t.

Примечание - В данном случае также используют обозначения и .

3.12 начальное состояние (initial state): Состояние системы в момент времени t=0.

Примечание - Как правило, система начинает функционирование в момент времени t=0 из работоспособного состояния, в котором все элементы системы функционируют, и переходит в конечное неработоспособное состояние через другие работоспособные состояния, в которых система имеет меньшее количество функционирующих элементов.

3.13 поглощающее состояние (absorbing state): Состояние, из которого переходы невозможны.

3.14 восстанавливаемая система (restorable system): Система, содержащая элементы, которые могут быть восстановлены после отказа до работоспособного состояния; отказ элемента не обязательно вызывает отказ системы.

Примечание - В данном случае также используют термин "ремонтируемая система".

3.15 невосстанавливаемая система (non-restorable system): Система, диаграмма состояний которой содержит переходы только по направлению к состоянию отказа системы.

Примечание - В данном случае также используют термин "неремонтируемая система".

     4 Обозначения и сокращения

4.1 Обозначения для диаграммы состояний и переходов

Марковские методы графически представляют с помощью диаграмм состояний или диаграмм интенсивностей переходов.

В настоящем стандарте использованы представленные ниже обозначения и сокращения. При необходимости могут быть использованы другие обозначения.

4.1.1 Знак состояния

Состояние изображают в виде круга или прямоугольника.

Примечание - Для четкости неработоспособные состояния могут быть выделены жирными линиями, цветом или штриховкой.

4.1.2 Описание состояния

Описание, расположенное внутри знака состояния и представленное в виде слов или алфавитно-цифровых символов, определяющих комбинации отказавших и функционирующих элементов, характеризующих это состояние.

4.1.3 Обозначение состояния

Число или буква в круге расположены рядом со знаком состояния или при отсутствии описания состояния внутри знака состояния без него.

Примечание - Состояние часто изображают в виде круга с числом, обозначающим состояние.

4.1.4 Стрелка перехода

Стрелка указывает направление перехода (как результата отказа или восстановления). Интенсивность перехода записывают рядом со стрелкой перехода.

4.2 Другие обозначения и сокращения

Обозначения показателей безотказности, готовности, ремонтопригодности и безопасности соответствуют обозначениям, приведенным в МЭК 60050 (191). Приведенные ниже ссылки с числом 191 указывают на раздел МЭК 60050 (191). В настоящем стандарте представлены следующие обозначения и сокращения: