Детерминированный подход

Роль точных академических подходов в решении задач проектирования и эксплуатации в энергетике не должна переоцениваться. Математические подходы всегда требуют ряд идеалистических допущений, т. к. результаты должны обладать математической строгостью. Зачастую такие результаты не будут иметь реального смысла и возможности их применить. Вдобавок, математический подход требует наполнения его абстракций конкретными данными экспериментов, данными реальной эксплуатации и т. д.

Функциональная надежность

Вопросы функциональной надежности максимально приближены к решению реальных задач, к реальным требованиям технической документации, т. е. самым обусловленным и зависимым является блок функциональной надежности. В правилах устройства электроустановок (ПУЭ) содержится описание трех категорий электроснабжения. К первой категории электроснабжения относятся такие виды потребителей, которые в результате своего простоя без электричества могут повлечь опасность для жизни людей, безопасности государства, нанести большой материальный ущерб, поломку сложного и дорогого оборудования или нарушения сложного техпроцесса, работы сфер коммунального хозяйства, элементов экстренной (в первую очередь военной) связи. В эту категорию также входит особая группа потребителей, которая должна быть всегда запитана в силу возможности возникновения пожаров, взрывов и человеческих смертей. Запитка потребителей этой категории при нормальной работе должна предусматривать два независимых резервируемых источника электропитания, у которых перерыв для возобновления электроснабжения должен составлять секунды. Для особой группы потребителей первой категории должен предусматриваться и третий независимый источник. В роли резервных источников первой категории могут использоваться как собственные электростанции, так и общие энергосистемы (напр., шины генераторного напряжения), различные аппараты бесперебойного электропитания, аккумуляторные батареи и т. д. Ко второй категории электроснабжения относятся потребители, внезапное отключение которых может привести к массовому возникновению брака или недоотпуска продукции, длительному простою рабочих, оборудования, техпроцесса, общему нарушению обыденной жизнедеятельности существенного количества населения. Предполагается также один-два независимых резервирующих источников электропитания, но допускается некоторое существенное время на переключение (время выезда дежурного персонала или бригады на объект, для осуществления необходимого переключения и восстановления электроснабжения). Третья категория электроснабжения включает всех потребителей, не вошедших в первую и вторую категорию. Для неё допускается осуществление электроснабжения от одного источника, при том условии, что на восстановление электропитания после поломки потребуется не более одних суток. Примером потребителя данной категории может служить здание учебного заведения, в т. ч. вуза.

Приписывание потребителям той или иной категории электроснабжения устанавливается на этапе проектирования и задаётся исходя из непосредственных требований к общей надёжности, с учетом зависимости стоимости реализации соответствующего проекта от категорийности.

Прогнозирование надежности функционирования сложного устройства – весьма непростая задача. Причин выхода его из строя может быть масса.

Существует много методик анализа надежности, специфических для отдельных отраслей промышленности и приложений. Наиболее частые из них:

· Анализ видов и последствий отказов (АВПО)

· Имитационное моделирование надежности

· Анализ схем функциональной целостности (СФЦ)

· Анализ опасностей (Hazard analysis)

· Анализ структурных схем надежности (RBD)

· Анализ деревьев неисправностей

· Ускоренные испытания

· Модели ускорения жизни

· Модели деградации

· Анализ роста надежности

· Вейбулл-анализ (анализ эмпирических данных испытаний и эксплуатации)

· Анализ смеси распределений

· Устранение критичных отказов

· Анализ ремонтопригодности, ориентированной на безотказность

· Анализ диагностики отказов

· Анализ ошибок человека-оператора

Все чаще и чаще применяются так называемые ускоренные испытания в динамически меняющейся среде для оценивания качества и надежности высококачественной и высоконадежной продукции, в том числе и структурно-сложных систем с учетом их старения, усталости, износа и деградации в ходе их эксплуатации. Для этого за последние двадцать лет в статистике ускоренных испытаний разработаны специальные модели ускорения жизни (см., например, Nelson (1990), Meeker and Escobar (1998), Singpurvalla (1995))