2.4. Оценка надёжности производственных систем

Количественный анализ надёжности производственной системы позволяет оценивать фактически достигнутый уровень реализации решений в рамках производственной программы, например, производства продукции и качества управления производством.

Представляется возможным выявлять причины отказов в управлении, устанавливать степень влияния тех или иных организационных факторов, определять степень влияния внешней и внутренней среды, выявлять недостатки отношений, сложившихся между различными организациями, участвующими в реализации проекта. Такой анализ создает предпосылки к прогнозированию стохастических воздействий и к повышению надёжности плана и позволяет устанавливать зависимости между надёжностью реализации производственной программы и структурой и качеством информационного обеспечения.

Качество управления может быть охарактеризовано величиной отклонения фактического значения того или иного параметра от заданного по результатам контроля выполнения управляющих команд (решений). Этим и определяется надёжность реализации производственных планов (программ). В данном случае под отказом будем понимать невыполнение объектом управления любого управленческого решения или же невыполнение любой позиции планового задания, сформированного субъектом управления и обеспечивающего достижение конечной цели в соответствии с установленным критерием.

Для проведения таких расчетов в сложных организационных структурах используются различные методы сбора информации.

В частности, эффективны методы, применяемые для сбора данных в социологических исследованиях, которые характеризуются:

• видом и назначением - непосредственное наблюдение и регистрация фактических данных об исследуемом процессе;

• способом выполнения - систематически получаемые данные, поступающие с документов, графиков, специально проводимых опросов и проверок и др.;

• характером источников информации - предполагающие включение (или невключение) исследователя в состав контролируемой производственной структуры.

Надёжность системы оценивается следующими показателями:

• отказ;

• продолжительность безотказной работы;

• наработка на отказ;

• вероятность безотказной работы.

Расчет показателей надёжности производственной системы можно считать достоверным, если число наблюдений превышает 100 и статистические данные приведены в сопоставимый вид.

Допустим, что производственная система S состоит из n элементов е₁, е₂, …, е_n. Надёжности элементов (вероятности безотказной работы) известны р₁, р₂, …, р_n. Для безотказной работы системы, состоящей из нескольких последовательно соединённых элементов (например станков, объединённых в технологическую линию), нужно, чтобы работал безотказно каждый из её элементов. Тогда по правилу умножения вероятностей независимых событий надёжность Р системы равна

Рис. 23. Система из последовательно соединённых

элементов

Задача. Определить надёжность системы, состоящей из десяти последовательно соединённых элементов, надёжность каждого из которых равна р = 0,95. Поскольку вероятности безотказной работы для всех элементов одинаковы, то вместо произведения используем возведение в степень

Р = рⁿ = 0,95¹⁰ ≈ 0,6.

Одним из путей повышения надёжности системы является резервирование её элементов. При этом дублирующие элементы включаются в систему параллельно тем, надёжность которых недостаточна. В этом случае надёжность Р системы определяется из выражения

.

Рис. 24. Система из параллельно соединённых элементов

Определим, например, надёжность системы, состоящей из трёх дублирующих друг друга элементов, надёжность каждого из которых составляет р = 0,9. Поскольку вероятности безотказной работы для всех элементов одинаковы, то вместо произведения используем возведение в степень

Р = 1 – (1 – 0,9)³ = 0,999.

Как видно, производственная система, имеющая резервные элементы (оборудование), работающие параллельно, более надёжна, чем система из множества элементов, которые необходимо использовать последовательно один за другим в соответствии с технологическим процессом.

Для системы смешенного типа, включающей, как последовательно, так и параллельно используемые элементы, вычисления проводятся поэтапно. Рассмотрим следующую систему, включающую последовательно две группы параллельно работающих элементов:

Использую ранее приведённые данные, получим:

Р = 0,999 · 0,999 = 0,998.