Metoda stromu poruch
V
metodě stromu poruch vycházíme od vrcholové události, tedy od předpokládané
poruchy a snažíme se objasnit její příčiny. Přitom vytváříme strom, ve kterém
zobrazujeme jednotlivé události, které jsou příčinou vrcholové poruchy (jakým
způsobem jednotlivé součásti ovlivňují celý systém s tím, že každý prvek má
různou důležitost).
Kvalitativní
analýzou, pro kterou je metoda stromu poruch nejvhodnější, lze ukázat, jak může
vlivem selhání prvku selhat celý systém, popř. jaké jsou možnosti předejít
poruše. Postup je: vypracovat seznam minimálních řezů stromu poruch, které
mohou systém ovlivnit společnou příčinou. Častým nástrojem pro minimalizaci
řezů je Booleova redukce.
Strom popisuje souvislosti selhání způsobených jak trvalými poruchami, tak jinými příčinami. Rozlišujeme selhání:
- primární - selhání součástky v prostředí pro které byla určena
- sekundární - selhání součástky v prostředí pro které nebyla určena, při překročení stanovených podmínek
- příkazová - správná činnost součástky v nesprávné době na nesprávném místě
Konstrukci stromu poruch můžeme rozdělit do několika kroků:
- Přesně popsat co je a kdy nastane selhání odpovídající vrcholové události a všem zprostředkujícím událostem (popis dopsat do rámečku ve stromu poruch)
- položit si otázku „může toto selhání nastat z poruchy součástky?“
- pravidlo žádných zázraků, nevymýšlet nepravděpodobné poruchy
- pravidlo úplnosti členů (všechny vstupy určitého členu mají úplně definovány před analýzou kterékoliv z nich)
- žádná propojení od členu ke členu (vstupy členů mají mít správně definované události a členy nemají být přímo propojeny s ostatními členy)
Pro řešení stromů poruch můžeme použít, s ohledem na jeho složitosti, několik základních postupů. V prvním případě se jedná o metodu přímého výpočtu a následně metodu minimálních kritických řezů.
1. Metoda stromu poruch
1.1. Metoda minimálních kritických řezů
Cílem je nalezení všech možných kombinací faktorů provozních podmínek, podmínek prostředí, chyb lidského faktoru a poruch prvků systému, které by mohly vést ke vzniku vrcholové události. Minimálním kritickým řezem rozumíme minimální počet událostí (bloků), které vedou ke vzniku vrcholové události (seznam kritických řezů, respektive minimálních kritických řezů stromu poruchových stavů):
- kritickým řezem stromu poruchových stavů rozumíme takovou konečnou množinu základních, dále nerozvíjených a jinde analyzovaných událostí, která, nastane-li současně, vede ke vzniku vrcholové události,
- minimálním kritickým řezem rozumíme konečnou množinu elementárních událostí, která je sama kritickým řezem, ale současně žádná její vlastní podmnožina kritickým řezem není - minimální počet událostí (bloků), které stále ještě vede ke vzniku vrcholové události.
Známe-li minimální kritické řezy, může být strom poruch transformován na sériově paralelní blokový diagram, kde každá hrana tohoto diagramu reprezentuje jeden minimální kritický jev. Řešením takovéhoto bloku dostaneme výsledek.
Minimální kritické řezy, označovány jako MKR, tvoří konečné množiny elementárních událostí, které jsou kritickým řezem, ale zároveň žádná jejich vlastní podmnožina není kritickým řezem. Tuto metodu nelze použít v případě, že vrcholová událost je časově závislá, nebo je závislá na posloupnosti událostí. Náročnost metody roste s počtem elementárních událostí ve stromu poruch. Jestliže známe všechny minimální kritické řezy, můžeme logickou strukturu stromu poruchových stavů vyjádřit pomocí sérioparalelního blokového diagramu zobrazujícího logiku poruch systému tak, že každá větev diagramu je jeden minimální kritický řez.
Konkrétní možnosti výpočtů si můžeme ukázat na následujícím příkladu:
V případě určení minimálních kritických řezů se výsledná pravděpodobnost vrcholové události může vypočítat
- výpočtem přes relativní doplněk
- výpočtem přes sjednocení pravděpodobností
