Введение

Надежность является важным свойством современных технических систем. Специально для выполнения анализа надежности в SimInTech включен модуль SARA. Модели надежности, создаваемые с помощью SARA, значительно отличаются от других моделей SimInTech. Основными элементами такой модели являются случайные события – отказы компонентов анализируемой системы. Сама надежность и характеризующие ее показатели, такие как безотказность и готовность, являются стохастическими, вероятностными.

Задача SARA – это анализ надежности некоторого изделия, которое представляется в виде системы, состоящей из компонентов (подсистем, узлов, деталей). В данном случае компонент – это что-то материальное: двигатель, подшипник, шестеренка.

Модель – это формализованное описание моделируемого изделия (системы). Модель изделия представляет собой сложную структуру, включающую сущности (объекты) разных категорий. Эти сущности представляются абстрактными понятиями, такими как числа, графы, таблицы с данными, списки.

Анализ надежности может быть выполнен двумя основными методами: качественным и количественным. Под качественным анализом надежности подразумевают разбиение изделие на его составные части и описание того, какие части возможно откажут, как и с какими последствиями. Количественный анализ, напротив, включает в себя задание конкретных численных показателей надежности и проведение математических расчетов. Перед выполнением количественного анализа обычно выполняется качественный, но если изделие очень простое, то этот этап допускается пропустить.

Качественный анализ выполняется разбиением изделия на иерархию компонентов. Для этого есть специальный инструментарий «Компоненты». Для описания возможных отказов компонентов и их последствий для функций изделия применяется анализ видов и последствий отказов (FMEA). Этот анализ представляется в виде таблицы, строки которой привязываются к компонентам.

Затем проводится количественный анализ, который состоит из двух частей. Первая часть – это задание показателей надежности для компонентов. В самом простом случае для компонента достаточно указать всего два числа: интенсивность отказов и время восстановления (ремонта). Вторая часть – это расчет надежности всего изделия с использованием простых формул на основе определенных показателей надежности компонентов. Этот функционал доступен на вкладке «Компоненты».

Если необходим анализ сложных и уникальных систем, то потребуется уже более сложная иерархия, в которой элементы, то есть отказы компонентов, комбинируются сложным способом.

Важное понятие для расчета надежности – это графическая схема надежности (например, дерево отказов или блок-схема). Эти схемы состоят из абстрактных элементов: базисных событий, гейтов, блоков. Базисное событие (блок) обозначает какой-либо отказ определенного компонента. Теоретически у одного и того же компонента возможно существование двух или более видов отказа, которые будут характеризоваться разными вероятностями и последствиями. В итоге одному компоненту возможно сопоставление одного или несколько элементов в графической модели, или даже графическая модель целиком, в случае компонентов-сборки высокого уровня.

Таким образом, существуют элементы графических схем, которые являются частью общей модели, например, дерево отказов. Дерево отказов, как элемент графической схемы, также является элементом модели. Возникает терминологическая неясность, чтобы избежать неоднозначности, необходимо ввести следующие термины:

Компонент – это часть изделия или изделие целиком, то есть реальный объект, надежность которого необходимо проанализировать.
Объект модели – это часть модели.

Объекты подразделяются на категории: параметры, расчеты (то есть задания на расчет), деревья отказов, элементы графических схем, наборы граничных условий, таблицы FMEA и т. д. В модуле SARA проектируется и редактируются объекты модели. Модель – это совокупность всех ее объектов.

Элемент – это элемент графической схемы: базисное событие, гейт, блок, постулируемое событие.

Таким образом, SimInTech предоставляет мощный и всесторонний инструментарий для анализа надежности технических систем. Инженеры могут проводить как качественный, так и количественный анализ, используя готовые компоненты, объекты для построения моделей и элементы для создания графических схем.