Из ГОСТ 27.310–95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения

Методика АВПО (АВПКО) должна содержать:

• общую схему (алгоритм) анализа одним из методов, установленных настоящим стандартом (раздел 3);
• формы и правила заполнения рабочих листов, применяемых при анализе. Рекомендуемые формы рабочих листов приведены в приложении Г;
• систему классификации отказов объекта по тяжести их возможных последствий или ссылку на соответствующий нормативный документ (при проведении АВПО);
• систему кодирования элементов, функций и видов отказов;
• показатели критичности отказов, методы оценки величин, входящих в расчетные выражения для указанных показателей;
• программные средства, применяемые при анализе, указания по их использованию, составу и содержанию вводимых данных;
• источники информации (или непосредственно сами данные), используемой при анализе и расчетах показателей критичности, требования к точности и достоверности используемых данных;
• требования к содержанию и оформлению отчетов по результатам анализа;
• требования к формам, правила составления и порядок ведения перечней критичных элементов и технологических процессов.

[из 5.4 Требования к методике анализа ГОСТ 27.310–95]

5.5.1 По результатам АВПО (АВПКО), проведенного на каждом этапе разработки, предусмотренном планом, должен быть составлен отчет, содержащий:

• формализованное описание объекта для целей анализа с указанием уровня его разукрупнения, до которого (или начиная с которого) выполнялся анализ;
• описание метода и алгоритма анализа;
• заполненные рабочие листы, применявшиеся при анализе;
• сводные результаты анализа, включающие:
  • перечень и классификацию возможных отказов объекта по видам, причинам и условиям возникновения, последствиям и критичности;
  • перечни критичных элементов и технологических процессов (Критичный технологический процесс по ГОСТ 27.310–95, Критичный технологический процесс по ГОСТ 27.310-95, /28346) изготовления.
• заключение о возможности перехода к следующему этапу разработки объекта или предложения по кардинальной переработке проекта, если выявленные недостатки не могут быть устранены на последующих этапах.

В отчете также приводят предложения и рекомендации, реализуемые на последующих этапах разработки и касающиеся:

• внесения изменений в конструкцию и алгоритмы функционирования объекта, направленных на снижение вероятности выявленных отказов до приемлемого уровня, или (и) на повышение устойчивости функционирования объекта в случае их возникновения, или на введение защиты от наиболее тяжелых последствий отказов;
• замены применяемых материалов и комплектующих изделий;
• направлений и задач экспериментальной отработки объекта, особенно в части отработки на надежность критичных элементов, проверки полноты выявления всех видов конструкционных отказов, проверки результативности внесенных изменений в конструкцию;
• изменения (введения дополнительных) средств контроля, диагностирования и индикации отказов, регламентов проверки технического состояния и технического обслуживания объектов в эксплуатации;
• введения в технологию изготовления объекта специальных мер по предупреждению, выявлению и устранению дефектов критичных элементов (повышение стабильности техпроцессов, введение дополнительных контрольных процедур, ужесточение программ отбраковки скрытых дефектов и т.п.);
• внесения в инструкции по эксплуатации соответствующих правил поведения обслуживающего персонала при возникновении критических или катастрофических отказов, нацеленных на минимизацию их последствий.

[из 5.5.1 ГОСТ 27.310–95]

5.5.2 Перечни критичных элементов (технологических процессов) составляют после завершения анализа на первом этапе разработки объекта, предусмотренном планом АВПКО, систематически корректируют на последующих этапах путем исключения элементов (процессов), эффективность доработок по которым подтверждена соответствующим анализом, расчетами, экспериментальными данными, и включения в перечень вновь выявленных критичных элементов (процессов).

Перечни критичных элементов (техпроцессов) утверждает руководитель разработки по согласованию с заказчиком (потребителем), принимающий решения о любых корректировках перечней и возможности перехода к последующему этапу видов работ на стадиях жизненного цикла объекта при текущем состоянии указанных перечней.

В перечни критичных элементов включают:

• элементы, возможная тяжесть последствий отказов которых, оцениваемая качественно или количественно, превосходит допустимый для рассматриваемого объекта уровень;
• элементы, отказы которых неизбежно вызывают полный отказ объекта;
• элементы с ограниченным сроком службы (ресурсом), не обеспечивающем требуемой долговечности объекта;
• элементы, по которым в момент проведения анализа отсутствуют достоверные данные о их качестве и надежности в рассматриваемых условиях применения и (или) возможных последствиях их отказов.

В перечень критичных техпроцессов (Критичный технологический процесс по ГОСТ 27.310–95, Критичный технологический процесс по ГОСТ 27.310-95, /28346) включают:

• технологические процессы, влияние которых на качество и надежность объекта и его элементов в момент проведения анализа неизвестно или недостаточно изучено. Для каждого элемента, включенного в перечень критичных элементов, должны быть указаны:
  • кодовое обозначение и ссылка на соответствующий рабочий лист АВПКО;
  • причины включения в перечень (категория тяжести последствий или значение показателя критичности отказов, другие признаки критичности);
  • описание возможных причин и последствий отказов.
• предлагаемые конструктивно–технологические и (или) эксплуатационные меры по минимизации вероятности отказов или по снижению возможной тяжести их последствий;
• предложения по повышению устойчивости объекта к данному виду отказов;
• предложения по проведению дополнительных исследований и испытаний с целью отработки данного элемента и (или) получения необходимых данных по его надежности в рассматриваемых условиях применения.

[из 5.5.2 ГОСТ 27.310–95]

6.1 АВПО (АВПКО) проводят одним из следующих методов:

• структурным;
• функциональным;
• комбинированным.

[из 6.1 ГОСТ 27.310–95]

6.2 Структурные методы АВПО (АВПКО) относят к классу индуктивных методов (анализ «снизу вверх»), применяемых для относительно простых объектов, отказы которых могут быть четко локализованы, а последствия каждого отказа элементов выбранного начального уровня разукрупнения могут быть прослежены на всех вышестоящих уровнях структуры объекта.

Общая схема (алгоритм) АВПО (АВПКО) структурным методом включает следующие основные операции:

• в соответствии с планом анализа устанавливают минимальный уровень разукрупнения, с которого начинают АВПО;
• на основе функциональной блок–схемы объекта идентифицируют все элементы выбранного уровня разукрупнения;
• для каждого идентифицированного элемента данного уровня на основе имеющихся классификаторов отказов, инженерного анализа, имеющихся априорных данных, опыта и знаний исследователя составляют перечень возможных видов отказов данного элемента;
• для каждого вида отказов выбранного элемента определяют его возможные последствия на рассматриваемом и следующих уровнях структуры объекта;
• для элементов, отказы которых определенного вида непосредственно приводят к отказу объекта или снижению качества его функционирования, оценивают категорию тяжести последствий отказов (при АВПО) или рассчитывают показатели критичности (при АВПКО);
• повторяют описанные выше операции последовательно для элементов всех вышестоящих уровней разукрупнения. Последствия отказов элементов нижестоящего уровня, которые не могут быть выражены в виде влияния на функционирование элементов рассматриваемого уровня, рассматривают как самостоятельные виды отказов на этом уровне;
• выделяют отказы, категория тяжести последствий или оценки показателей критичности которых превосходят пределы, установленные планом анализа, а элементы, соответствующие этим отказам, включают в перечень критичных элементов.

Для каждого критичного элемента:

• определяют наличие и оценивают достаточность предусмотренных средств и методов обнаружения, локализации и индикации отказов;
• определяют возможные меры, обеспечивающие сохранение работоспособности объекта при возникновении данного отказа (введение резервирования, перестраиваемая структура, изменение алгоритма функционирования) и оценивают целесообразность их введения;
• определяют возможные меры по снижению вероятности отказов (применение в облегченном режиме, введение защиты от перегрузок, дополнительных проверок и испытаний в процессе изготовления и эксплуатации, введение профилактического обслуживания и плановых замен в эксплуатации и т.п.) и оценивают их эффективность;
• определяют возможные способы предупреждения наиболее опасных последствий отказов (аварийная защита и сигнализация, специальные правила поведения персонала при возникновении отказов и т.п.).

Примечание — При углубленном анализе возможно рассмотрение на каждом уровне разукрупнения комбинаций отказов двух и более элементов.

[из 6.2 ГОСТ 27.310–95]

6.3 Функциональные методы АВПО (АВПКО) относят к классу дедуктивных (анализ по схеме «сверху вниз») методов, применяемых для сложных многофункциональных объектов, отказы которых трудно априорно локализовать и для которых характерны сложные зависимые отказы.

Общая схема (алгоритм) АВПО (АВПКО) функциональным методом включает следующие операции:

• идентифицируют все функции, выполняемые объектом;
• для каждой функции на основе априорных данных, опыта исследователя, инженерного анализа и другими доступными способами определяют перечень возможных нарушений (отклонений) данной функции;
• для каждого нарушения функции оценивают качественно тяжесть возможных последствий этого нарушения (через АВПО) или количественно — ожидаемый ущерб (при АВПКО).

Выделяют критические нарушения функции, тяжесть возможных последствий которых или ущерб от которых превосходит пределы, установленные планом анализа:

• для каждого выделенного критического нарушения, принимая его возникновение в качестве «вершинного события», строят дерево отказов, охватывающее отказы элементов всех уровней разукрупнения, вплоть до нижнего уровня, установленного планом анализа;
• с помощью построенного дерева выделяют одиночные элементы, приводящие к критическому нарушению функций изделия, и сочетания элементов, совместные отказы которых ведут к указанному нарушению;
• оценивают вероятности отказов одиночных элементов и вероятности выделенных комбинаций отказов элементов, с использованием которых при проведении АВПКО рассчитывают показатели критичности соответствующих отказов (сочетаний отказов);
• составляют перечни критичных элементов в соответствии с общими правилами, изложенными выше (3.2).

[из 6.3 ГОСТ 27.310–95]

6.4 Для сложных объектов АВПКО (АВПО) проводят, как правило, комбинированными методами, сочетающими элементы структурных и функциональных методов [из 6.4 ГОСТ 27.310–95]

6.5 Независимо от применяемого метода АВПО (АВПКО) в качестве первого этапа анализа включают:

• составление перечня и описаний всех задач, выполняемых объектом в эксплуатации, и необходимых для реализации каждой задачи рабочих функций объекта в целом и его элементов вплоть до установленного для данного этапа анализа или предельно возможного уровня разукрупнения. При этом идентифицируют все элементы заданного и вышестоящего уровней, участвующие в выполнении каждой функции объекта;
• кодирование каждой функции и элементов объектов в соответствии с установленной системой кодирования;
• описание режимов и условий выполнения каждой задачи в виде временных диаграмм и циклограмм нагружения объекта и его элементов;
• составление функциональной блок–схемы объекта и структурной схемы его надежности.

[из 6.5 ГОСТ 27.310–95]