Основные понятия и определения метода приведения

В рамках метода приведения даются формализованные определения ряду понятий и терминов, широко используемых при проведении анализа безопасности полета. В связи с этим указанные понятия и термины приобретают строгий характер и, самое главное, однозначно определя­ются для конкретной конструкции системы самолета.

"Функциональная система" — совокупность агрегатов, рассматривае­мая при проведении анализа как единая система. Уровень выделения агрегатов произволен и определяется тем, кто выполняет анализ.

Для каждого агрегата системы определяется модель технического состояния (МТС). МТС агрегатов описывает нормальные входные и выходные сигналы агрегата (модель нормального функционирования) и нарушенные входные и выходные сигналы агрегата (модель нарушения функционирования). Модель нормального функционирования вклю­чает: элементы связи агрегата; входные и выходные сигналы; параметры входных и выходных сигналов; характерные значения параметров входных и выходных сигналов.

Модель нарушенного функционирования дополнительно включает виды нарушений значений параметров входных и выходных сигналов и их причины.

В качестве элементов связи рассматриваются все элементы агрегата, воспринимающие или передающие рассматриваемые для агрегата входные и выходные сигналы и воздействия. Параметры входных и выходных сигналов в рамках МТС классифицированы в соответствии со стандартными формализованными типами. Типы параметров агрегатов играют важную роль при определении полного перечня ФО системы.

В совокупности модели нормального и нарушенного функциониро­вания образуют МТС. В рамках МТС каждый параметр входных и выходных сигналов, характерные значения параметров, а также и виды их нарушений имеют стандартную модель. В качестве вида отказа агрегата рассматривается конкретное нарушение работоспособности агрегата в целом или его элементов.

Источником информации о видах отказов служат испытания и опыт эксплуатации агрегата и его аналогов. Возникновение вида отказа агрегата должно обязательно приводить к нарушению хотя бы одного выходного сигнала агрегата, в противном случае речь идет о виде неисправности агрегата.

В соответствии с методом приведения "функция системы" и "функцио­нальный отказ системы" определяются через выходные сигналы входящих в систему агрегатов.

Функция системы — выходной сигнал какого-либо агрегата системы, который не передается агрегатам данной системы или среди параметров которого (в соответствии с МТС) имеется хотя бы один параметр определенного типа. Функция системы описывается элементом связи агрегата, параметрами выходного сигнала и его характерными значениями.

Функциональный отказ — возможный вид нарушения функции системы. ФО системы описывается элементом связи агрегата, параметра­ми выходного сигнала и его характерными значениями, видом нарушения параметра и причинами нарушения. Вся эта информация содержится в ‘МТС агрегата.

Из определения ФО следует, что в соответствии с методом приведения любой ФО рассматриваемой системы однозначно приводит к нарушению выходного сигнала какого-либо агрегата системы или сочетанию таких нарушений.

Сформулированные положения позволяют сделать некоторые принципиальные выводы. Полный перечень ФО системы однозначно определяется моделями состояний агрегатов системы, т. е. определяется перечнем агрегатов системы.

Соединение агрегатов в системе не влияет на перечень исходных ФО системы, а определяет причины возникновения исходных ФО и, следовательно, определяет наличие общих причин возникновения двух и более исходных ФО, Кроме того, от соединения агрегатов зависят последствия ФО для систему и самолета в целом.

Таким образом, в соответствии с методом приведения технология получения полного перечня ФО выглядит следующим образом.

1. Определение перечня агрегатов системы. В перечень включаются агрегаты системы, указанные на структурных, принципиальных, монтажных и полумонтажных схемах и чертежах. Не включение в перечень агрегатов, имеющихся на схемах и чертежах, должно быть оговорено с указанием причины.

2. Определение перечня сигналов, получаемых рассматриваемой системой из других систем (в том числе от экипажа, пассажиров, внешней среды, других ЛА, наземных служб). Должны быть перечислены все получаемые системой сигналы и указаны агрегаты, на которые эти сигналы приходят. Система может получать электрические, гидравличес­кие, механические (угол поворота, ход, усилие) сигналы и сигналы других типов.

3. Определение перечня сигналов, передаваемых рассматриваемой системой в другие системы (в том числе экипажу, пассажирам, внешней среде, другим ЛА, наземным службам). Должны быть перечислены все передаваемые системой сигналы и указаны агрегаты, которые эти сигналы передают. Система может передавать электрические, гидравли­ческие, механические (угол поворота, ход, усилие) сигналы и сигналы других типов.

4. Определение МТС для каждого агрегата системы.

5. Определение перечня функций системы.

6. Определение перечня исходных ФО системы. Для каждого сигнала из перечня функций системы рассматриваются все возможные его нарушения (искажения) по каждому из параметров. Каждому рассмотрен­ному нарушению должен соответствовать ФО системы. Полученные ФО образуют перечень исходных ФО системы.

7. Определение результирующего перечня ФО системы. Для каждого ФО из перечня исходных ФО определяется его логическое уравнение, где элементарными событиями являются виды отказов агрегатов системы. На основании анализа полученных логических уравнений выявляются ФО, имеющие общие причины. Перечень исходных ФО и их логические уравнения должны быть преобразованы таким образом, чтобы логические уравнения не содержали общих причин. Это достигается путем объединения ФО (если они имеют полностью одинаковые логические уравнения) или выделения из двух или более ФО нового ФО, заключающегося в их совместном возникновении. Полученные ФО, не имеющие общих причин, с добавлением при необходимости сочетаний этих ФО, образуют результирующий полный перечень ФО анализируе­мой системы.

Следует отметить, что приведенный алгоритм распространяется на так называемые ФО 1-го рода, т. е. ФО, описывающие нарушения функций системы. ФО 2-го рода описывают события типа взрывов, пожаров, образование токсичных смесей и т. д. В отличие от ФО 1-го рода перечень этих ФО не является однозначной функцией конструкции системы (перечня агрегатов и их соединений), но зависит также от пространственной компоновки системы и самолета в целом, свойств материалов и рабочих тел, условий обслуживания и др. Перечень ФО 2-го рода получается экспертно с учетом указанных факторов.

Предлагаемый метод определения перечня ФО системы имеет следующие главные преимущества перед экспертным методом:

• решена проблема полноты перечня ФО (1-го рода) и определение перечня ФО перестает быть "искусством", а становится инженерным методом;

• перечень ФО перестает зависеть от квалификации исполнителя, его взглядов на понятие "функция системы" и других индивидуальных особенностей;

• метод приведения позволяет автоматизировать процесс определе­ния перечня ФО системы и их причин.

Рассмотрим основные направления развития метода приведения. Принимая во внимание универсальность моделей агрегатов, их независимость от систем и самолетов, необходимо создать единую базу данных, содержащую модели состояния. Разработано формализованное описание модели в виде стандартных карт. В развитие метода приведения разработана экспертная система, содержащая в качестве независимой составной части базу данных по моделям агрегатов. Экспертная система позволяет пользователю только на основании заданной структуры системы автоматически получить перечень ФО системы вместе с их причинами в форме (4.1). Метод и экспертная система позволяют автоматизировать получение перечня контрольных работ при наземном техническом обслуживании. Метод приведения и экспертная система закладывают основу для создания системы автоматизированного проектирования с позиции обеспечения надежности и безопасности полета. Метод приведения и база данных могут быть использованы для анализа систем с учетом человека-оператора, причем не только в авиационной промышленности.