Безопасность и надежность технических систем (770,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Л.Н. Александровская, И.З. Аронов, В.И. Круглов, А.Г. Кузнецов, Н.Н. Патраков, А.М. Шолом БЕЗОПАСНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Москва • «Логос» • 2004

Стр.1

УДК 681 ББК 22.172 А46 Рецензенты: доктор технических наук Грозовский Г.И. (ВНИИНМАШ), доктор технических наук Федоренко Г.И. (ВНИИС) Безопасность и надежность технических систем / Л.Н. Александровская, И.З. Аронов, В.И. Круглов, А.Г. Кузнецов, Н.Н. Патраков, А.М. Шолом: Учебное пособие. — М.: Логос, 2004. — 000 с.: ил. ISBN Даны основные понятия в области обеспечения безопасности и надежности технических систем и их наиболее важные показатели. Систематизированы методы обеспечения безопасности и надежности изделий на различных этапах их жизненного цикла: при разработке, производстве и эксплуатации. Основное внимание уделено методам качественного анализа («дерево отказов», метод анализа характера и последствий потенциальных отказов), превентивным методам борьбы с отказами (принципы обеспечения бездефектного производства, обнаружение предотказного состояния и предотвращение отказов в эксплуатации). Значительное место в пособии занимает системное изложение современной теории вероятностно-статистического анализа безопасности сложной технической продукции. В качестве базовой концепции принята методология «приемлемого риска». Применение методов вероятностного анализа безопасности проиллюстрировано на большом числе примеров. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся в высших учебных заведениях по техническим специальностям. Может использоваться при подготовке аспирантов, специализирующихся в области испытаний, проектирования и эксплуатации сложных технических систем. УДК 681 ББК 22.172 ISBN © «Логос», 2004

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Введение ................................................................................................... Часть I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Глава 1. Краткий обзор формирования методов обеспечения надежности и безопасности техники ..................................................................... 1.1. Три этапа в развитии научно-технического направления «Надежность»............................................................................. 1.2. Краткий обзор формирования методов анализа безопасности.............................................................................. Глава 2. Социально-экономические проблемы обеспечения надежности и безопасности техники ..................................................................... 2.1. Социальные аспекты безопасности ......................................... 2.2. Экономические аспекты безопасности ................................... Глава 3. Основные понятия в области надежности и безопасности ...... 3.1. Состояния объектов при анализе надежности и безопасности .......................................................................... 3.2. Основные показатели надежности и безопасности ............... 3.3. Связь между понятиями надежности, эффективности и безопасности сложных технических систем ........................ Контрольные вопросы .............................................................. Часть II. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Глава 4. Методы обеспечения потенциальной (проектной) надежности ... 4.1. Выбор запасов прочности ........................................................ 4.1.1. Модель «прочность—нагрузка» ...................................... 4.1.2. Примеры расчета безотказности с использованием модели «прочность—нагрузка» ...................................... 4.1.3. Переход от параметрических к непараметрическим моделям безотказности ................................................... 4.2. Выбор метода резервирования ................................................. 4.2.1. Пуассоновский процесс возникновения отказов ......... 4.2.2. Включение резервного оборудования замещением ..... 4.2.3. Параллельное соединение резервного оборудования системы............................................................................ 4.3. Качественный анализ надежности .......................................... 4.3.1. Общие положения .......................................................... 4.3.2. Построение «дерева отказов» ......................................... 4.4. Анализ зависимых отказов ....................................................... Глава 5. Методы обеспечения технологической надежности ................. 5.1. Статистические методы управления технологическими процессами ................................................................................ 44 44 44 50 53 56 56 59 63 66 66 70 84 91 91 3 9 9 12 14 14 19 21 21 26 38 43 7

Стр.3

5.2. Комплексная параллельная разработка допусков .................. 5.3. Индексы воспроизводимости технологических процессов ..... 6.1. Классические методы обеспечения эксплуатационной безотказности ............................................................................ 6.1.1. Основные понятия.......................................................... 6.1.2. Определение коэффициента готовности систем различной конфигурации............................................... 6.2. Обобщенная математическая модель эксплуатации .............. 6.3. Определение количества запасных частей .............................. 6.4. Два подхода к планированию технического обслуживания систем......................................................................................... 6.4.1. Проблема перехода к обслуживанию по фактическому состоянию........................................................................ 6.4.2. Планирование обслуживания по фактическому состоянию ........................................................................ Контрольные вопросы .............................................................. Часть III. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Глава 7. Основные принципы обеспечения безопасности технических систем ................................................................................................. 7.1. Принципы обеспечения безопасности потенциально безопасных объектов................................................................. 7.2. Место и роль вероятностного анализа безопасности ............ 7.3. Основы регламентации (нормирования) риска...................... 7.4. Использование теории риска для обоснования форм подтверждения соответствия .................................................... 7.5. Международные стандарты в области анализа и оценки безопасности.............................................................................. Глава 8. Вероятностный анализ безопасности........................................ 8.1. Формулировка основных задач вероятностного анализа безопасности (этап 1) ............................................................... 8.2. Анализ исходных событий (этап 2) ......................................... 8.3. Анализ аварийных последовательностей (этап 3) .................. 8.4. Анализ конечных состояний (этап 4) ...................................... 8.5. Расчет риска (этап 5) ................................................................ 8.6. Анализ результатов расчета риска (этап 6) ............................. 9.1. Общие положения анализа видов, последствий и критичности отказов .............................................................. 9.2. Анализ видов, последствий и критичности отказов объекта .... 9.3. Анализ видов, последствий и критичности отказов процесса ..................................................................................... 4 171 171 177 179 182 190 195 195 198 202 207 208 211 Глава 9. Анализ видов, последствий и критичности отказов ................. 218 218 221 231 114 123 Глава 6. Методы обеспечения эксплуатационной надежности .............. 134 134 134 140 150 160 161 161 163 169

Стр.4

Глава 10. Мониторинг эксплуатационной безопасности ........................ 241 10.1. Роль статистического анализа безопасности на стадии эксплуатации объекта .............................................................. 10.2. Обоснование вероятностных показателей безопасности типа риск для стадии эксплуатации ....................................... 10.3. Методы вычисления точечных и интервальных оценок показателей рейтинга .............................................................. 10.4. Анализ безопасности технических систем по результатам выделения предвестников аварий........................................... 10.5. Статистический анализ безопасности парка однотипных объектов .................................................................................... 10.6. Разработка методов мониторинга безопасности технических систем на основе последовательного анализа ....................... 10.7. Анализ эффективности корректирующих мер на основе статистических решающих правил......................................... 10.8. Оперативное управление безопасностью технических систем........................................................................................ Глава 11. Влияние надежности персонала на эксплуатационную безопасность ....................................................................................... 11.1. Общие положения.................................................................... 11.2. Качественный анализ надежности персонала ....................... 11.3. Количественный анализ надежности персонала ................... Глава 12. Экспертиза результатов вероятностного анализа безопасности ...................................................................................... 12.1. Организация экспертизы безопасности ................................. 12.2. Особенности экспертизы результатов вероятностного анализа безопасности .............................................................. 12.2.1. Общие положения........................................................ 12.2.2. Порядок проведения экспертизы результатов вероятностного анализа безопасности ....................... 12.2.3. Экспертиза эффективности эксплуатации объекта .... 12.3. Экспертиза результатов вероятностного анализа безопасности и управление безопасностью ............................ Контрольные вопросы ............................................................. Часть IV. ОЦЕНИВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ И ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К НИМ Глава 13. Оценивание интенсивности отказов или среднего времени безотказной работы............................................................................ 13.1. Основные планы испытаний на надежность......................... 13.2. Подтверждение требований к интенсивности отказов или среднему времени безотказной работы .................................. 13.3. Выбор плана испытаний на надежность................................ 313 313 320 321 5 241 242 252 257 263 267 272 277 279 279 282 288 296 296 299 299 300 305 310 312

Стр.5

Глава 14. Выборочные методы контроля вероятности безотказной работы или уровня дефектности ........................................................ 14.1. Основные понятия выборочного контроля ........................... 14.2. Контроль методом однократной выборки ............................. 14.3. Контроль методом двухкратной выборки .............................. 14.4. Контроль методом последовательного анализа ..................... Глава 15. Параметрические методы в испытаниях на надежность и безопасность.................................................................................... 15.1. Непараметрический и параметрический толерантный интервалы ................................................................................. 15.2. Построение параметрического толерантного интервала для нормального закона распределения ................................ 15.3. Обобщение параметрического толерантного интервала на случай произвольного распределения ............................... Глава 16. Методы сокращения объемов испытаний при оценке надежности и безопасности ............................................................... 16.1. Краткая история байесовского подхода ................................. 16.2. Общие положения байесовской методологии ....................... 16.3. Процедура байесовского оценивания .................................... 16.4. Проверка статистической однородности априорных и экспериментальных данных .................................................... 16.5. Проблема байесовского оценивания ...................................... 16.6. Обобщение байесовского подхода для неоднородной объединяемой информации .................................................... Контрольные вопросы ............................................................. 324 324 326 330 333 336 336 338 340 346 346 348 353 363 363 370 373 Библиографический список ...................................................................... 374

Стр.6