УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ОТКАЗА СЛОЖНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Устройство относится к вычислительной технике и может быть применено для оценки потенциального отказа сложной технической системы в процессе ее разработки и постановки на производство по совокупности количества потенциальных отказов и оценки тяжести возможных последствий для заказчика.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому устройству является «Прогнозатор постепенных отказов» для прогнозирования момента наступления отказов в технологических и автоматизированных системах управления (авторское свидетельство СССР №1053113, 1983 г. /1/), содержащее блок управления, генератор тактовых импульсов, два блока умножения, блок отображения, счетчик импульсов и блок памяти. Данное устройство принято авторами за прототип.
Однако известное устройство не позволяет решать задачу по оценке потенциального отказа сложной технической системы в процессе ее разработки и постановки на производство по совокупности количества потенциальных отказов и оценки тяжести возможных последствий для заказчика.
Цель полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства по совокупности количества потенциальных отказов и оценки тяжести возможных последствий для заказчика за счет использования итерационной процедуры расчетов.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для оценки потенциального отказа сложной технической системы, содержащее блок управления, два блока умножения и блок отображения дополнительно введены два блока сравнения, причем первый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 2 умножения, второй выход блока 1 управления соединен с управляющими входами блока 3 умножения, третий выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 4 сравнения, четвертый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 5 сравнения, вход устройства Кп (коэффициент, учитывающий значение последствий отказов для потребителей) соединен с первым информационным входом блока 2 умножения, вход устройства Ко (коэффициент, учитывающий вероятность отказа) соединен со вторым информационный входом блока 2 умножения, выход блока 2 умножения соединен с первым информационным входом блока 3 умножения, вход устройства Кн (коэффициент, учитывающий вероятность обнаружения отказа до возникновения последствий непосредственно у потребителя) соединен со вторым информационным входом блока 3 умножения, выход блока 3 умножения соединен с первым информационным входом блока 4 сравнения, вход устройства 100 соединен со вторым информационным входом блока 4 сравнения, первый выход блока 4 сравнения соединен с выходным устройством Э (устройством отображения информации), второй выход блока 4 сравнения соединен с первым информационным входом блока 5 сравнения, вход устройства 40 соединен со вторым информационным входом блока 5 сравнения, первый выход блока 5 сравнения и второй выход блока 5 сравнения соединены с выходным блоком Э (блоком отображения информации).
Устройство реализует следующие теоретические положения /2-5/:
Приоритетный коэффициент риска Кр, физический смысл которого заключается в обобщении оценки, указывающей на степень опасности данного дефекта (причины) для предприятия-изготовителя. Коэффициент Кр может принимать значения от 1 до 1000 и вычисляется как произведение трех балльных оценок по формуле (1):
где: Кп - коэффициент, учитывающий значение последствий отказов для потребителей. Экспертная оценка, проставляемая обычно по 10-ти балльной шкале, причем наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут юридическую ответственность;
- Ко - коэффициент, учитывающий вероятность отказа. Также экспертная оценка, проставляемая по 10-ти балльной шкале, причем наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет 1/4 и выше;
- Кн - коэффициент, учитывающий вероятность обнаружения отказа до возникновения последствий непосредственно у потребителя. Он является 10-ти балльной экспертной оценкой, причем наивысший балл проставляется для «скрытых» дефектов которые не могут быть выявлены до наступления последствий /2, 3/.
Приоритетный коэффициент риска показывает, в каких отношениях друг к другу в находятся причины возникновения потенциальных дефектов. Дефекты с наибольшим коэффициентом приоритета риска (коэффициент Кр больше, либо равен 100÷120) подлежат устранению в первую очередь /4/. Отказы по которым Кр имеет значения более 100÷120 подвергаются изменениям, т.е. для них разрабатываются корректирующие мероприятия. После проведения корректирующих мероприятий пересчитывается потенциальный риск Кр. Если не удалось его снизить до приемлемых пределов (малого риска Кр <40 или среднего риска 40<Кр<100), разрабатываются дополнительные корректировочные мероприятия.
Устройство, реализует приведенные теоретические положения и представлено на фиг.1.
Оно содержит блок управления, два блока умножения, два блока сравнения и блок отображения
Устройство для оценки потенциального отказа сложной технической системы функционирует следующим образом.
Работа устройства осуществляется в определенной последовательности, задаваемой тактовыми импульсами блока 1 управления.
Начальная установка блоков устройства происходит при подаче импульса на вход устройства "П", в результате чего запускается блок 1 управления, происходит обнуление блоков устройства и на информационные входы устройства подаются значения характеристик Кп (коэффициента, учитывающего значение последствий отказов для потребителей), Ко (коэффициента, учитывающего вероятность отказа), Кн (коэффициента, учитывающего вероятность обнаружения отказа до возникновения последствий непосредственно у потребителя), 100 (числовое значение, равное 100), 40 (числовое значение равное 40).
Первый тактовый импульс с первого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 2 умножения и инициирует его работу. В результате чего на первый информационный вход блока 2 умножения поступает значение Кп, на второй информационный вход блока 2 умножения поступает значение Ко, на выходе блока 2 умножения формируется значение Кп*Ко.
Второй тактовый импульс со второго выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 3 умножения и инициирует его работу. В результате чего на первый информационный вход блока 3 умножения с выхода блока 2 умножения поступает значение Кп*Ко, на второй информационный вход блока 3 умножения поступает значение Кн, на выходе блока 3 умножения формируется значение Кп*Ко*Кн.
Третий тактовый импульс с третьего выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 4 сравнения и инициирует его работу. В результате чего на первый информационный вход блока 4 сравнения с выхода блока 3 умножения поступает значение Кп*Ко*Кн, на второй информационный вход блока 4 сравнения поступает значение 100. Если значение Кп*Ко*Кн больше 100, то на первом выходе блока 4 сравнения значение Кп*Ко*Кн выводится на выходной блок Э (блок отображения информации) с одновременным сообщением «высокий риск», иначе, на втором выходе блока 4 сравнения формируется значение Кп*Ко*Кн.
Четвертый тактовый импульс с четвертого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 5 сравнения и инициирует его работу. В результате чего на первый информационный вход блока 5 сравнения со второго выхода блока 4 умножения поступает значение Кп*Ко*Кн, на второй информационный вход блока 5 сравнения поступает значение 40. Если значение Кп*Ко*Кн больше 40, то на первом выходе блока 5 сравнения значение Кп*Ко*Кн выводится на выходной блок Э (блок отображения информации) с одновременным сообщением «средний риск», иначе, на втором выходе блока 5 сравнения значение Кп*Ко*Кн выводится на выходной блок Э (блок отображения информации) с одновременным сообщением «малый риск».
Таким образом, применение устройства позволит сократить время и избежать рутинной вычислительной работы, связанной с оценкой потенциального отказа сложной технической системы в процессе ее разработки и постановки на производство по совокупности количества потенциальных отказов и оценки тяжести последствий для заказчика.
Список использованных источников
1. Зубрилов А.П. Прогнозатор постепенных отказов // Авторское свидетельство СССР №1053113, 1983.
2. Николаева Н.Г., Горюнова С.М. FMEA - анализ видов и последствий отказов: учебное пособие/ Н.Г.Николаева, С.М.Горюнова. - Казань: Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2007. - 96 с.
3. Годлевский В.Е. Применение метода анализа видов и последствий потенциальных отказов (FMEA) на различных этапах жизненного цикла продукции /В.Е.Годлевский [и др.]; под. ред. В.Я.Кокотова - Самара: ГП «Перспектива», 2002. - 160 с.
4. ГОСТ Р 51814.2 Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов.. - М.: Издательство стандартов, 2001. - 23 с.
5. ГОСТ Р 27.310 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. - М.: Издательство стандартов, 1995. - 14 с.