(МЭК 61164:1995)
УДК 62-192:001.4.006.354 Группа Т58
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ
И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Менеджмент риска
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ
Статистические критерии и методы оценки
Risk management. Reliability growth. Statistical test and estimation methods
ОКС 03.120.30
ОКСТУ 0027
Дата введения - 2006-01-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО НИЦ КД) на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением развития, информационного обеспечения и аккредитации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 сентября 2005 г. № 235-ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61164:1995 "Повышение надежности. Статистические критерии и методы оценки" (IEC 61164:1995 "Reliability growth - Statistical test and estimation methods") для выполнения правовых или нормативно-правовых требований, установленных в Российской Федерации, путем внесения технических отклонений, объяснение которых дано во введении к настоящему стандарту.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет
Введение
Настоящий стандарт относится к комплексу стандартов, распространяющихся на менеджмент риска, и в части методов анализа риска развивает и дополняет ГОСТ Р 51901-2002 "Управление надежностью. Анализ риска технологических систем". Приведенные в стандарте методы могут быть применены для оценки вероятностных характеристик технических систем (далее - система) на этапе анализа и оценки риска. Стандарт описывает степенную модель повышения надежности и соответствующую модель прогнозирования и дает поэтапное руководство для их использования. Существует несколько моделей повышения надежности, однако степенная модель является одной из наиболее широко используемых. Настоящий стандарт устанавливает процедуры оценки некоторых или всех характеристик повышения надежности. Приведенные в стандарте методы в качестве исходных данных используют наработки до отказов системы и время завершения испытаний, если оно не совпадает со временем последнего отказа. Предполагается, что сбор исходных данных для построения модели начинается после завершения всех предварительных тестов по стабилизации начальной интенсивности отказов системы.
В отличие от применяемого международного стандарта в настоящий стандарт не включены ссылки на МЭК 60050 (191):1990 "Международный электротехнический словарь. Глава 191. Надежность и качество обслуживания", МЭК 60605-1:1978 "Испытания на надежность оборудования. Часть 1. Общие требования", МЭК60605-4:1986 "Испытания на надежность оборудования. Часть 4. Процедуры определения точечных оценок и доверительных границ по результатам определительных испытаний на надежность" и МЭК 60605-6:1986 "Испытания на надежность оборудования. Часть 6. Тесты для проверки предположения о постоянстве интенсивности отказов", которые нецелесообразно использовать в национальном стандарте из-за отсутствия принятых гармонизированных национальных стандартов. В соответствии с этим изменено содержание разделов 3 и 7.
1 Область применения
Настоящий стандарт описывает модели и количественные методы оценки повышения надежности, основанные на данных об отказах системы, полученных в соответствии с программой повышения надежности. Эти процедуры позволяют определять точечные оценки, доверительные интервалы и проверять гипотезы для характеристик повышения надежности системы.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:
ГОСТ Р 51901.6-2005 (МЭК 61014:2003) Менеджмент риска. Программы повышения надежности (МЭК 61014:2003 "Программы повышения надежности", MOD)
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 51901.6, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 отсроченная модификация (delayed modification): Корректирующие изменения, которые введены в систему после окончания испытаний.
Примечание - Отсроченную модификацию не проводят в процессе испытаний.
3.2 коэффициент эффективности улучшения (improvement effectiveness factor): Доля интенсивности отказов системы, на которую она уменьшилась в результате корректирующей модификации.
3.3 испытания типа I (type I test): Испытания, которые заканчиваются в заранее определенное время, или испытания, для которых данные об отказах могут быть получены в течение времени, не зависящего от отказов.
Примечание - Испытания типа I иногда называют испытаниями с ограниченным временем.
3.4 испытания типа II (type II test): Испытания на повышение надежности, которые заканчиваются после накопления указанного количества отказов, или испытания, данные которых могут быть получены в течение времени, заканчивающегося отказом.
Примечание - Испытания типа II иногда называют испытаниями с ограниченным количеством отказов.
4 Обозначения
В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:
|
l, b |
- параметры масштаба и формы для степенной модели; |
|
CV |
- критические значения для проверки гипотез; |
|
d |
- количество интервалов для анализа сгруппированных данных; |
|
Ei, Ej, |
- индивидуальные коэффициенты эффективности улучшения и их среднее; |
|
J |
- количество различных типов наблюдаемых отказов категории В; |
|
i, j |
- универсальные индексы; |
|
KA |
- количество отказов категории А; |
|
KB |
- количество отказов категории В; |
|
Ki |
- количество наблюдаемых отказов i-го типа категории В; |
|
M |
- параметр статистического критерия Крамера-Мизеса; |
|
N |
- количество отказов; |
|
Ni |
- количество отказов в i-м интервале; |
|
N(T) |
- накопленное количество отказов до истечения времени испытаний Т; |
|
E[N(T)] |
- математическое ожидание накопленного количества отказов до истечения времени Т; |
|
t(i - 1); t(i) |
- границы i-го интервала времени испытаний для сгруппированных данных; |
|
T |
- время испытаний; |
|
Ti |
- наработка до i-го отказа; |
|
TN |
- общая продолжительность испытаний типа II; |
|
T* |
- общая продолжительность испытаний типа I; |
|
- квантиль c2-распределения с v степенями свободы уровня g; |
|
|
z |
- общее обозначение для параметра потока отказов; |
|
ug |
- квантиль стандартного нормального распределения уровня у; |
|
zp |
- прогнозируемый параметр потока отказов; |
|
Z(T) |
- параметр потока отказов в момент времени Т; |
|
q(T) |
- текущее значение среднего времени между отказами; |
|
qp |
- прогнозируемая средняя наработка между отказами. |
5 Степенная модель
В статистических процедурах для степенной модели повышения надежности в качестве исходных данных используют отказы и наработки в процессе испытаний. За исключением метода прогнозирования (см. 7.6), модель применяют к общей совокупности отказов [см. ГОСТ Р 51901.6, рисунок 2, характеристика (3)] без подразделения на категории.
Основные уравнения для степенной модели приведены в настоящем разделе, а теоретическая информация о модели приведена в приложении В.
Математическое ожидание общего количества отказов до истечения времени испытаний дописывается степенной функцией:
E[N(T)] = lTb, l > 0, b > 0, T >0, (1)
где l - параметр масштаба;
b - параметр формы (функция общей эффективности улучшения соответствует: повышению надежности, если 0 < b < 1; сохранению надежности, если b = 1; снижению надежности, если b > 1).
Параметр потока отказов в момент времени T описывается уравнением
, где Т > 0. (2)
Таким образом, оба параметра l и b влияют на параметр потока отказов. Уравнение (2) представляет собой угол наклона касательной N(T) к оси T в момент времени Т [см. ГОСТ Р 51901.6, рисунок 6].
Значение среднего времени между отказами по истечении времени испытаний дописывается уравнением
. (3)
В 7.1 и 7.2 приведены оценки максимального правдоподобия для параметров l и b. В 7.3 приведены критерии согласия для модели, а в 7.4 и 7.5 - процедуры определения доверительного интервала. Применение модели для прогноза повышения надежности описано в 7.6.
Модель имеет следующие характерные особенности:
- модель проста для определения оценок;
- если параметры были оценены по прошлым программам, это - удобный инструмент для планирования будущих программ, использующих аналогичные условия испытаний и такие же коэффициенты эффективности улучшения (см. раздел 5 и ГОСТ Р 51901.6, раздел 6);
- иногда модель дает нереальные значения [например, z(T) = ¥ в момент времени Т = 0, z(T) стремится к нулю при Т, стремящемся к бесконечности], однако эти ограничения не влияют на практическое использование модели;
- модель является относительно инертной и нечувствительной к увеличению надежности сразу после корректирующей модификации и может давать заниженную (пессимистическую) оценку q(Т), если только не используется для прогнозирования (см. 7.6);
- обычный метод оценки предполагает, что известно точное значение наблюдаемых наработок, но возможен альтернативный подход, когда отказы сгруппированы в пределах известного интервала времени (см. 7.2.2).
6 Использование модели для планирования программ улучшения надежности
В качестве исходных данных для процедур, описанных в 6.3 ГОСТ Р 51901.6, используют две величины, определяемые с помощью моделей повышения надежности:
- общее время испытаний в часах, необходимое для выполнения целей программы;
- математическое ожидание количества отказов за это время (общее время испытаний в часах, необходимое для выполнения целей программы).
Время испытаний затем должно быть преобразовано в календарное время с запланированным временем испытаний в неделю или месяц с учетом ожидаемого полного времени простоя (см. ниже) и других непредвиденных обстоятельств, а количество отказов увеличено с учетом появления посторонних отказов и прогноза полного времени простоя.
В качестве исходных данных могут быть использованы параметры модели, оцененные по предыдущим программам, отобранные с учетом будущего применения для испытаний подобных элементов, испытательной среды, процедур управления и других существенных факторов.
