ГОСТ Р 27.015-2019 (МЭК 60300-3-15:2009) Надежность в технике. Управление надежностью. Руководство по проектированию надежности систем

     4 Обеспечение надежности системы при проектировании

4.1 Общие сведения

Надежностью называют свойство системы сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в соответствии с заданными целями и условиями применения (см. также 3.1.5 ГОСТ 27.002-2015). Свойства системы описывают показатели надежности (готовность, безотказность, ремонтопригодность, долговечность и др.), а также такие характеристики, как отказоустойчивость, восстанавливаемость, целостность, безопасность и обеспеченность техническим обслуживанием. Надежность системы означает, что система способна выполнять по запросу требуемые функции и удовлетворять потребности пользователя. Цель, структура, свойства системы и условия, влияющие на надежность системы, описаны в ГОСТ Р 27.014, в котором приведено руководство по определению соответствующих функций системы для установления требований к надежности системы.

Существует четыре основных аспекта проектирования надежности систем:

a) процесс обеспечения надежности - устанавливает технические процессы разработки системы, позволяющие обеспечить выполнение требований к надежности системы. Этот процесс состоит из разработки последовательности действий, осуществляемых на каждой стадии жизненного цикла для достижения установленных целей надежности системы. Процесс обеспечения надежности должен быть полностью интегрирован в процессы проектирования и управления;

b) достижение целей надежности - использование эффективных методов проектирования и экспериментальных знаний применительно к стадиям жизненного цикла системы. Целью является достижение целей надежности в отношении компонент и функций системы на уровне подсистем, пригодных для реализации и интеграции системы (повышение безотказности);

c) анализ показателей надежности и характеристик системы - определение показателей надежности и других характеристик системы и анализ достижения целей эксплуатации системой с такими показателями и характеристиками. Этот процесс определяет конкретные свойства надежности и характеристики системы для удовлетворения требований проекта, определяет методологию и дает обоснование определения этих показателей и характеристик;

d) оценка (измерение) показателей надежности и характеристик системы - количественное определение показателей надежности и других характеристик системы для включения в контракты, спецификации. Этот процесс состоит в присвоении количественного значения или числа целевому показателю надежности или характеристике системы. Целью является составление заявления о намерениях в виде количественных величин для облегчения взаимного понимания проблемы при подготовке и выполнении договоров.

4.2 Свойства, показатели надежности и характеристики системы

Надежность и особенности системы представляют набором конкретных свойств и зависящих от времени параметров, присущих системе в соответствии с конструкцией. Некоторые характеристики системы, такие как параметры производительности, могут быть количественными и измеримыми. Другие характеристики, которые не могут быть описаны количественно, могут представлять собой некоторую величину или полезную информацию относительно свойств системы. Такие характеристики могут быть описаны качественно для определения их субъективной оценки. Как количественные, так и неколичественные показатели имеют важное значение для описания надежности и других свойств системы. Примеры неколичественных характеристик включают значение бренда, доброжелательное отношение пользователя и информативность инструкции. Примеры количественных показателей включают продолжительность безотказной работы, частоту простоев, среднее время между отказами и время восстановления системы до работоспособного состояния.

Важными свойствами надежности и характеристиками системы являются следующие:

a) готовность: свойство системы быть в состоянии выполнять требуемые функции в соответствии с заданными требованиями к системе. Показателями готовности являются процент продолжительности работоспособного состояния системы в соответствии с требованиями и продолжительность неработоспособного состояния;

b) безотказность: свойство системы непрерывно выполнять требуемые функции в течение данного периода времени, в заданных условиях. Показателями безотказности, которые можно измерить, являются среднее время между отказами и продолжительность безотказной работы;

c) ремонтопригодность: свойство системы, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению состояния, в котором она способна выполнять требуемые функции, путем технического обслуживания и ремонта. Измеримыми показателями ремонтопригодности являются такие, как среднее время до восстановления и время восстановления;

d) обеспеченность технического обслуживания и ремонта: свойство организации технического обслуживания в заданных условиях по запросу обеспечивать объект ресурсами, требуемыми для технического обслуживания. Измеримыми показателями данного свойства являются: коэффициент использования ресурсов для технического обслуживания и ремонта, необходимость обучения, возможность применения инструментов и оборудования, продолжительность логистических простоев обслуживания и время оборота запасов запчастей.

Существуют другие свойства системы, характеризующие ее работу для конкретных применений. Они включают, но не ограничиваются следующими:

e) восстанавливаемость: свойство системы, заключающееся в ее способности восстановления в состояние, в котором она может выполнять необходимые функции, после отказа без ремонта аппаратного или программного обеспечения. Измеримым показателем этого свойства является среднее время восстановления;

f) тестируемость: свойство системы быть протестированной на определенных уровнях технического обслуживания (по выполнению действий по замене/ремонту) для определения зоны неисправности. Измеримым показателем является процент тестового покрытия;

g) доступность услуги: способность услуги быть полученной в пределах заданных границ и других условий по запросу пользователя. Измеримым показателем является вероятность доступности услуги;

h) сохранение услуги: свойство услуги однажды полученной пользователем быть непрерывно поддерживаемой в заданных условиях в течение требуемого периода. Измеримым показателем является вероятность сохранения услуги в течение заданного периода времени.

Показатель восстанавливаемости зависит от конструкции системы, ее отказоустойчивости и способности к самовосстановлению. Показатели функционирования системы зависят от свойств оборудования системы, ее конструкции, а также структуры распределения ресурсов. Свойства системы полностью зависят от ее конструкции. Показатели функционирования системы определяют на основе возможностей системы и ее надежности.

Показатели надежности системы определяют на основе измерений времени (наработки) и параметров, характеризующих инцидент. Инцидент - это нежелательное или непредвиденное событие, наблюдаемое в процессе испытаний или эксплуатации системы. Следует документировать и расследовать все инциденты. Это необходимо для определения причин возникновения инцидента (отказ системы, ошибка человека или ошибка наблюдений). Отказ элементов системы может привести к отклонению параметров функционирования системы от требуемых значений. Однако это не всегда приводит к полному прекращению выполнения всех функций системы, а может лишь ухудшить работу системы. Для измерений следует определить состояние системы, классифицируемое как отказ системы в целом.

________________

См. 3.4.1 ГОСТ 27.002-2015.