Первой стадией проектирования является разработка технического задания (ТЗ). Оно разрабатывается совместно с техническо-экономическим обоснованием (ТЭО). Цель ТЭО — определение целесообразности разработки с определенными функциями и техническими характеристиками.
На стадии ТЗ основной целью является определение требования заказчика к разрабатываемой системе, в том числе к функциональным и обеспечивающим подсистемам системы; к организации работ по её созданию.
На всех этапах составления ТЗ проводятся работы по обеспечению надежности системы.
На этапе предварительного обследование основной целью является выявление главных предполагаемых источников эффективности создаваемой системы и сбор необходимых данных для выбора ТС. По надежности проводятся следующие работы: сбор данных об условиях и режимах работы объекта (дискретный или непрерывный, характер производства, наличие и характер среды, характер помех, наличие и величина колебаний уровня напряжения питающего потока и т.п.); сбор данных о существующей системе ТО и ремонта оборудования, контрольно-измерительных приборов, средств автоматизации средств ВТ; сбор данных о составе и организации работы ремонтно-эксплутационного персонала; сбор данных о надежности объекта; изучение видов и последствий отказов ТС. Работы на этом этапе заканчиваются материалами к ТЗ.
Обеспечение ИБ АСУ ТП АЭС: подходы и пути решения. Киберполигон АСУ ТП АЭС: цели и возможности
На втором этапе стадии ТЗ (предпроектные научно-исследовательские работы) производится подготовка ТЗ на создание системы. К работам по надежности на этом этапе относится анализ данных об объекте и определение предварительных требований к надежности системы, сбор и анализ данных о функциях надежности и условиях работы существующей системы и систем, аналогичных разрабатываемой, постановка и разработка методов решений новых задач по надежности системы.
На этапе эскизной разработки системы производится сбор данных о надежности КТС, который предполагается использовать в системе; анализ его функций, определение конкретного содержания формулировки понятия отказа отдельных функций и системы в целом, определение функций системы и видов их отказов, для которых необходимо нормировать требования к надежности; предварительная оценка надежности КТС по основным функциям системы; определение целесообразности и возможности применения основных путей повышения надежности системы по рассмотренным функциям.
На четвертом этапе – непосредственная разработка ТЗ производится определение требований к надежности функционирования системы вносимых в ТЗ, выбор методов оценки (контроля) надежности системы на дальнейших стадиях создания системы; утверждение ПОН разрабатываемой системы. Кроме того, на стадии ТЗ обосновывается необходимость учета особенностей алгоритмов и программ, а также действий оператора при оценки надежности системы на различных стадиях создания.
Второй стадией проектирования является технический проект. Он состоит из нескольких этапов. Главное назначение технического проекта – разработка и утверждение основных технических решений, затрат, экономической эффективности, требуемых рабочих площадей и штатов обслуживающего персонала. Технический проект системы оформляется в виде комплекса материалов, дающих полное представление о составе и функционировании системы. Большое внимание в проекте уделяется вопросам надежности функционирования системы и техники безопасности во время эксплуатации.
Подходы и инструменты управления процессом безопасной разработки
На этапе системотехнического синтеза системы с целью обеспечения её надежности производится анализ различных вариантов построения системы, предполагаемого состава используемых ТС, структуры и содержания алгоритмов функционирования системы, а также оперативного персонала; ориентировочная проектная оценка надежности перспективных вариантов системы.
На этапе аппаратно-технического синтеза определяется возможность и пути повышения надежности по различным вариантам системы; сравниваются варианты, и выбирается предпочтительный вариант по критерию надежности; разрабатываются требования по надежности отдельных подсистем и локальных устройств системы; подготавливаются исходные данные и проводятся предварительные расчеты параметров ТО; утверждение одиночного комплекта запасных элементов, состава и квалификации ремонтно-эксплутационного персонала системы; производится проектная оценка надежности её функционирования системы с учетом ТС, алгоритмов управления и действия оперативного персонала по выбранному варианту системы.
На последующих этапах технического проекта производится разработка требований к надежности новых модернизированных средств автоматизации, разработанных для данной системы; к надежности оперативно — диспетчерского оборудования, не выпускающегося серийно; уточнение КТС, в том числе средств технической диагностики и запасных элементов.
Третья стадия проектирования системы — рабочий проект. Он включает в себя текстовую и графическую документацию, необходимую для внедрения и функционирования системы. Это пояснительные записки, различительные инструкции и спецификации, схемы, чертежи и т.д.
На этапе разработки рабочей документации КТС проводятся уточнение данных о надежности ТС, выбранных для окончательного варианта системы, а также данных о надежности действий оперативного персонала; даётся уточненния проектной оценки надежности КТС системы по основным функциям системы для окончательного варианта. На этапе составления запасных модификаций производят уточненный расчет одиночного комплекта запасных элементов системы, включая оборотную и расходную части.
На этапе разработки рабочей документации на программное и информационное обеспечение производится проектная оценка качества программного обеспечения (ПО). Производится проектная оценка надежности системы с учетом ТС, алгоритмов и программ; уточненная проектная оценка надежности функционирования системы с учетом ТС, особенностей структуры алгоритмов и программ, действий оперативного персонала, режимов и параметров технической эксплуатации системы.
На четвертой стадии создания системы — внедрение — производится исследование надежности создаваемой системы в условия опытной эксплуатации.
На этапе подготовки объекта к внедрению делают уточнение методик и форм сбора и обработки информации о надежности системы, при проведении испытаний и в условиях эксплуатации системы; разрабатывают программы экспериментной оценки надежности системы на этапе опытной эксплуатации. При наладке системы производят сбор и анализ информации о неисправностях ТС, их наладку; отладку программ, реализующей общий алгоритм функционирования системы и т.д.
На этапе приемо-сдаточного испытания системы на надежность (при необходимости) разрабатывают программы экспериментальной оценки (контроля надежности системы на этапе опытной эксплуатации). Кроме того, на стадии внедрения собирают и обрабатывают информацию о надежности системы в условиях опытной эксплуатации; уточняются (при необходимости) параметры технической эксплуатации, состав запасных элементов, состав функции и степени подготовленности оперативного персонала (и эксплуатационного); производится коррекция эксплуатационной документации.
На этом этапе определяют также частота и глубина профилактических и регламентных проверок на основе всестороннего рассмотрения вопросов будущей эксплуатации системы.
На последней стадии создания системы (анализ функционирования) проводится анализ надежности системы в условиях промышленной эксплуатации, собирается статистическая информация по этому вопросу.
На этапе исследования фактической технико-экономической эффективности системы собирается, обрабатывается и анализируется статистическая информация о надежности системы в целом, и её отдельных функций, подсистем, локальных устройств и технических средств в условиях промышленной эксплуатации, включая качество технического обслуживания электропитания, климатики и т.п.; производится оценка фактической надежности системы и её влияние на эффективность функционирования системы по результатам промышленной эксплуатации. На этой же стадии разрабатываются и реализуются рекомендации по совершенствованию системы с целью повышения её эксплутационной надежности; разрабатываются рекомендации по повышению и обеспечению надежности последующих образцов системы, по разработке типовых проектных решений.
Рассмотренные вопросы показывают, что теория надежности занимает одно из ведущих мест в процессе проектирования системы. Особенно важную роль она играет на ранних стадиях проектирования, когда решаются вопросы построения структуры системы, организации её функционирования и эксплуатации, так как методы надежности позволяют найти наиболее рациональное решение. Без высокой надежности не может быть и речи о эффективных и качественных АСОИУ.
Контрольные вопросы
1. Опишите зависимость эффективности от надежности.
2. Какова зависимость стоимости системы от ее надежности?
3. Как влияют на показатели стоимости системы этапы решения вопросов надежности на стадиях проектирования системы?
4. Что представляет собой программа обеспечения надежности?
5. Какие вопросы надежности рассматриваются на стадии ТЗ?
6. Что исследуется в процессе технического проектирования системы?
7. Какие вопросы в части надежности системы рассматриваются на стадии рабочего проектирования?
8. Что производится на последней стадии проектирования системы?
глава 10. Методы экспериментальной оценки надежности
Источник: studopedia.su
Пример программы обеспечения надежности на автоматизированную информационную систему
В данной статье приведен пример разработки программы обеспечения надежности (ПОН). Данный документ составляется на этапах эскизного и/(или) технического проекта ОКР.
Общая структура данного документа обычно включает три раздела:
- Общие положения;
- Перечень мероприятий по обеспечению надёжности;
- Порядок контроля реализации и корректировки программы обеспечения надёжности.
В Общих положениях отражается:
- основание для разработки Программы обеспечения надёжности. Основанием для разработки ПОН автоматизированной информационной системы (АИС) является тактико-техническое задание (ТТЗ) на ОКР;
- нормативно-технические и организационно-методические документы, используемые при выполнении мероприятий ПОН. При выполнении мероприятий ПОН АИС используются следующие нормативно-технические и организационно-методические документы:
- Международный стандарт МЭК 300-1 (1993)/ ИСО 9000-4. Часть 1. Управление программой надежности;
- Международный стандарт НЭК 300-2 (проект). Управление надежностью. Часть 2. Элементы и задачи программы надежности;
- ГОСТ РВ 15.211-2002 Система разработки и постановки на производство военной техники. Порядок разработки программ и методик испытаний опытных образцов изделий. Основные положения;
- ГОСТ В 15.206-84 Система разработки и постановки на производство военной техники. Программы обеспечения надёжности. Общие требования;
- ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения;
- ГОСТ 27.003-90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности;
- ГОСТ 27.410-87 Надежность в технике. Методы контроля показателей надежности и планы контрольных испытаний на надежность;
- ГОСТ 40.9001-88 (ИСО 9001-87) Системы качества. Модель для обеспечения качества при проектировании и (или) разработке, производстве, монтаже и обслуживании;
- основные сведения о назначении, конструкции и эксплуатации автоматизированной информационной системы;
- требования по надёжности. В данном подразделе отражаются общие сведения по надежности, требования по безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости и специальные требования по надежности программного обеспечения (ПО). Программное обеспечение при выходе из строя или отключении отдельных АРМ должно обеспечить функционирование остальных АРМ в составе сети. Ошибочные действия пользователей не должны приводить к потере информации и к «зависанию» ПО. Программное обеспечение АИС должно обеспечивать обнаружение и диагностику ошибок с выдачей соответствующих сообщений пользователю. ПО при отсутствии сбоев и отказов технических средств должно функционировать в режимах, регламентированных требованиями программной документации, а также обеспечивать обработку информации вида и в объемах, регламентированных требованиями программной документации.
Раздел Перечень мероприятий по обеспечению надёжности разрабатывается в виде таблицы.
Таблица (пример)
| Разработка технического проекта | Решения в области обеспечения надежности АИС: принципы обеспечения надежности АИС при проектировании; стратегии обеспечения и повышения надежности программного обеспечения и элементной базы АИС | В сроки этапа |
Компания | ТТЗ на ОКР | Пояснительная записка технического проекта |
| … | … | … | … | … | … |
| Корректировка РКД по акту МВК | 1 Корректировка РКД в направлении внедрения мероприятий по повышению надёжности, перечисленных в акте МВК | В сроки этапа |
Компания | ГОСТ ХХХХ | Скорректированная РКД |
В разделе Порядок контроля реализации и корректировки программы обеспечения надежности указывается, на кого возлагаются обязанности по контролю за выполнением данной программы.
Более подробную информацию консультационного плана по разработке данной программы можно получить, связавшись со специалистами нашей компании.
Источник: itorum.ru
Обеспечение надежности
Решение проблем надёжности зависит не только от того, насколько глубоко разработаны теория надёжности и инженерные методы, но также и от того, как организована работа по обеспечению надёжности.
Чтобы объект был надёжным в работе, необходимо осуществить в определенной последовательности комплекс мероприятий на всех стадиях его разработки, изготовления и использования. Содержание таких мероприятий и их последовательность различны для разных видов объектов, так как при разработке мер по обеспечению надёжности должны учитываться особенности объекта, способы его изготовления и условия использования.
Типовая структура программы обеспечения надежности проектируемого объекта состоит из трёх основных этапов:
1. Предварительные исследования объекта, в ходе которых анализируются требования к объекту, изучается объём и характер информации, а также форма ее представления (передача по каналам связи и др.), выбирается техническое обеспечение с учётом возможности удовлетворения заявок на оборудование; изучаются характеристики надежности изделий, предназначенные для оборудования объекта; в случае необходимости проводятся специальные испытания материалов, комплектующих элементов и аппаратуры с целью проверки характеристик, влияющих на надежность (сопротивляемость износу и старению, устойчивость работы при воздействии неблагоприятных факторов и т. п.).
2. Техническое проектирование объекта, в составе которого решаются следующие вопросы обеспечения надёжности: обоснование выбора структуры объекта и математического обеспечения; выбор методов контроля за правильностью работы объекта и его техническим состоянием; обеспечение рабочих режимов работы элементов аппаратуры в пределах заданных технических условий; защита элементов от неблагоприятных воздействий; выбор способа резервирования. Решение этих вопросов сопровождается расчётами, испытаниями, математическим и физическим моделированием.
3. Производство и эксплуатация объекта; в течение этого этапа продолжается работа по обеспечению надежности, основы которой положены на этапе проектирования. К таким работам относятся выбор оптимальной технологии и программы производственных испытаний, оптимизация обслуживания объекта, обеспечение запасными изделиями, организация ремонта, сбора информации о надежности объекта в процессе эксплуатации.
Перечень мероприятий по обеспечению надёжности объекта на всех этапах его разработки, изготовления и эксплуатации с указанием сроков и исполнителей называется программой обеспечения надёжности (ПОН) объекта.Особенность такой программы в том, что она объединяет усилия большого числа исполнителей и выполняется на протяжении значительного периода времени. Программа обеспечения надежности изделия разрабатывается поэтапно. На каждой стадии создания изделия ПОН содержит полный перечень работ по обеспечению надежности, проводимых на следующей стадии и предварительной перечень работ для более поздних стадий.
Успешное выполнение этой программы зависит от качества организационного, технического, информационного и методологического решения.
Организационное обеспечение содержит порядок планирования и реализации работ по обеспечению надежности, организацию служб надежности, экономические, административные и правовые отношения между заказчиком, разработчиком и изготовителем продукции.
Техническое обеспечение определяется оснащением отраслей вычислительной техникой, экспериментальной и производственной базой, уровнем технологии и метрологии.
Информационное обеспечение – средства и способы сбора, накопления, обработки и использования данных о процессах разработки и эксплуатации систем, результатов анализа отказов и дефектов, данных об изменении документации, нарушении стабильности производства и других факторах отклонений от плана разработки и применения техники, а также данных по принятых мерам, предупреждения, контроля и защиты от последствий этих отклонений.
Методологическое обеспечение включает в себя теоретическую базу и инженерные методы анализа надежности систем на различных стадиях разработки, а также методы и алгоритмы, которые используются при реализации и анализе результатов внедрения программ обеспечения надёжности (ПОН).
Типовая программа обеспечения надежности состоит из четырёх разделов, в которых указываются общие положения, работы и мероприятия по обеспечению надёжности, методическое обеспечение ипорядок контроля выполнения и корректировки ПОН.
В частности, в разделе 1 указываются исходные данные для разработки ПОН (сведения о назначении и структуре сложной системы, эксплуатационно-технические характеристики, пути обеспечения надежности, описание условий эксплуатации сложной системы). Указывается также перечень ПОН подсистем более низких уровней структуры сложной системы. В перечне приводятся требования, предъявляемые к надежности подсистем и научно-технические проблемы, которые должны быть решены при создании сложной системы.
Для наглядности и обобщения опыта реализации ПОН, возможности использования при машинной обработке разделов 2–4 оформляют в виде таблиц. Рекомендуемые формы приведены в таблице 31.1–13.5.
Работы и мероприятия по обеспечению надёжности
| Работы и мероприятия | Характер | Действитель-ность | Отказ | Исполнитель | Методическое обеспечение | Срок | Отчетность | Примечание |
| Шифр | Формули-ровка |
Распределение работ и мероприятий по типовым отказам
| Типовой отказ | Изделие | Период эксплуатации | Опас-ность появления | Опасность последствий | Мероприятия | При-меча-ние |
| Шифр | Формулировка | Предупредительные | Контрольные | Защитные |
Таблица 13.3
| Исполнитель | Работы и мероприятия | Методические документы | Примечание | ||||
| Шифр | Подразделение | Предприятие | Контроль | Исполнитель | Соисполнитель | Исполнитель | Соисполнитель |
Таблица 13.4
| Документ | Исполнители | Утверждение | Согласование | Мероприятия | Срок | Примечание |
| Шифр | Название |
Контрольные точки ПОН
| Событие | Контрольные мероприятия | Отчетность | Контролер | Примечание |
13.2 сертификация систем обеспечения надёжности
Стабильность уровня надежности продукции подтверждается сертификатом системы качества предприятия. Требования к системе качества при этом устанавливаются международными стандартами ИСО 9001—9003, а право выдачи сертификата имеют организации (органы по сертификации систем качества), аккредитованные в национальной или международной системе сертификации.
Ввиду того, что стандарты распространяются на все виды продукции, разработок и услуг, в них не выделяются особо требования и процедуры оценки эффективности обеспечения надежности на предприятии. Для изготовителей широкого круга продукции бытового и промышленного применения это обстоятельство не имеет особого значения, и сертификат на систему качества является достаточно полным доказательством наличия эффективных процедур обеспечения надёжности. Но для многих видов сложной наукоёмкой продукции и продукции двойного назначения, вследствие особой важности требований к ее надежности, необходимо некоторое специальное подтверждение наличия на предприятии эффективных мер по ее обеспечению.
международным стандартом ИСО 9000 – 4:93/МЭК 300-1:93 «Руководство по управлению программой обеспечения общей надежности» устанавливаются принципы такого подтверждения и соответствующие требования к системе обеспечения надежности.
Условием применения стандарта является наличие на предприятии сертифицированной системы качества в соответствии со стандартами ИСО 9001, ИСО 9002 или ИСО 9003. Стандарт устанавливает по отношению к требованиям ИСО 9001–9003 дополнительные требования по разделам:
· элементы программы, не зависящие от продукции или проекта;
· элементы программы, характерные для продукции или проекта.
Стандартом предусматривается возможность выборочного использования его требований в зависимости от конкретных обстоятельств, для этого заинтересованные стороны должны оформить письменное соглашение.
Терминология, принятая в стандарте, отличается от принятой в отечественной литературе. Центральными понятиями стандарта являются: программа обеспечения общей надёжности и план обеспечения общей надежности.
Программа обеспечения общей надёжности – организационные структуры, обязанности, процедуры и ресурсы, используемые для управления общей надежностью. Этот термин близок к понятию «система обеспечения надежности», принятому в российской документации. Программа относится к элементам, независящим от конкретной продукции или проекта, и должна содержать все стадии жизненного цикла продукции от планирования до эксплуатации и, возможно, до изъятия из обращения. Программа состоит из элементов, разбитых по задачам.
План обеспечения общей надёжности — документ, определяющий специфический порядок обеспечения общей надежности, ресурсы и последовательность действий в отношении конкретного вида продукции, контракта или проекта. Этот термин аналогичен понятию «программа обеспечения надежности», принятому в российской документации. План относится к элементам, характерным для продукции или проекта и входит составной частью в общий производственный план или план проекта.
Под общей надежностью понимается «некоторый собирательный термин, используемый для определения характеристики эксплуатационной готовности и влияющих на нее факторов, а именно: характеристик надежности, ремонтопригодности и материального обеспечения технического обслуживания и текущего ремонта». Термин используется только для общих описаний без количественной оценки.
Раздел стандарта «Обязанности руководства» включает ряд дополнительных по отношению к устанавливаемым стандартами ИСО 9001-9003 требований к элементам (процедурам) системы качества. В частности, к ним относятся следующие требования:
На предприятии утверждается и исполняется документ, выражающий политику предприятия, области обеспечения надёжности своей продукции и связанных с ней услуг. Этот документ может быть составной частью политики в области качества или разрабатываться и выполняться как самостоятельный документ.
На предприятии должны быть утверждены, и поддерживаться элементы программы обеспечения надёжности и соответствующие ресурсы. Элементы и ресурсы могут быть составной частью соответствующих элементов и ресурсов системы качества, но при этом отличаться от них.
Деятельность предприятия на ранних этапах планирования и проектирования продукции должна основываться на некотором документально оформленном задании по обеспечению надёжности продукции, включающем количественные характеристики (по стандарту — «технические условия по общей надёжности»), составленные на базе изучения рынка. Эти требования должны быть распределены по составным частям разрабатываемой продукции (п. 6.3 ИСО 9001).
Анализ со стороны руководства (п. 4.1.3 ИСО 9001) должен содержать анализ программ общей надёжности. Помимо этого на предприятии должна быть утверждена, и соблюдаться процедура систематического, рекуррентного (когда каждый последующий связан с предыдущим) и независимого анализа соответствия принятых процессов, процедур и средств установленным целям и задачам. Следует отметить, что этот анализ должен давать оценку экономической эффективности программы с точки зрения фактического повышения надёжности, снижения затрат на техническое обслуживание и др.
Раздел «Элементы программы, независящие от продукции или проекта» определяет общие для всех видов продукции или работ требования по обеспечению надёжности, в том числе:
· к порядку оформления структуры и элементов программы;
· к методам и моделям, применяемым для прогнозирования, анализа и оценки надежности;
· к банкам данных о надёжности продукции при испытаниях и/или эксплуатации;
· к регистрации документов и данных, относящихся к обеспечению надёжности.
Раздел «Элементы программы, характерные для продукции или проекта» содержит широкий спектр конкретных требований к практическим методам обеспечения надежности на предприятии:
· планирование и управление;
· анализ контракта и контрактных связей;
· требования общей надежности;
· поступающая продукция из внешних источников;
· анализ, прогнозирование и рассмотрение проекта;
· проверка, оценка и испытания;
· программа стоимости продукции с учётом срока службы;
· планирование режима эксплуатации и материального обеспечения технического обслуживания и текущего ремонта;
· усовершенствования и модификация;
· практика связи с потребителями.
Контрольные вопросы:
1. Эффективны ли экономически мероприятия по повышению надёжности?
2. К чему приводит недостаточно высокий уровень надёжности?
3. Основные этапы программы обеспечения надежности.
4. От чего зависит успешное выполнение программы обеспечения надежности?
5. Что является независимым подтверждением стабильного уровня надежности на предприятии?
6. Дайте определение термина «план обеспечения общей надежности»?
7. Какие объекты рассматриваются в курсе теории надёжности? Приведите примеры этих объектов.
8. Перечислите все виды отказов возможных для электрической лампочки.
9. Перечислите все виды отказов для автомобильного крана.
Источник: mydocx.ru