Symulacyjne metody badań niezawodności

Metoda symulacji rozwinęła się najpierw w teorii systemów ekonomicznych i systemów zarządzania. Metoda ta może być z dużym powodzeniem stosowania również do badań niezawodności obiektów technicznych, m.in. mechanicznych. Jednakże przedstawione w tych pracach me­tody symulacji dotyczą jedynie niektórych części modelu nie­zawodnościowego obiektu technicznego, zwykle procesu eksploa­tacji lub są wykorzystywane do wyznaczania wskaźników nieza­wodności obiektu złożonego przy danych wskaźnikach niezawodno­ści jego elementów. Są to badania o małej przydatności dla konstruktora, zwłaszcza obiektów mechanicznych. Zdecydowanie .więcej informacji korzystnych dla konstruktora obiektu mecha­nicznego dają badania niezawodności oparte na pełnej postaci niezawodnościowego modelu obiektu, przedstawionej w rozdz. 4. Próby zastosowania metody symulacji do takich badań niezawodności obiektów mechanicznych przedsta­wione są w pracach [12, 24, 26]

W przypadku badań niezawodności obiektu mechanicznego me­toda symulacji jest to technika numeryczna, polegająca na na­śladowaniu stanów i procesów decydujących o niesprawnościach obiektu i ujętych w modelu niezawodnościowym.

PROBLEMY WSPOMAGANIA DECYZJI W PROCESIE PROJEKTOWANIA SYSTEMÓW Z UWZGLĘDNIENIEM ASPEKTÓW NIEZAWODNOŚCI

Decyzje, jakie ma do podjęcia projektant współczesnych systemów tech­nicznych, wymagają uwzględnienia wielu uwarunkowań i spełnienia niejedno­krotnie sprzecznych wymagań. Jednym z istotnych czynników jest ogólnie ro­zumiana niezawodność systemu. Zazwyczaj niezawodność nie jest oczywiście najważniejszym kryterium, które wpływa na podstawowe decyzje projektowe, bywa jednak w wielu przypadkach ważnym kryterium pomocniczym. Z tego względu ilościowa informacja dotycząca charakterystyk niezawodności projek­towanego systemu jest ważna i umożliwia sensowne wspomaganie podejmowa­nia decyzji, które w przyszłości, a więc w czasie eksploatacji systemu mogą mieć znaczne skutki ekonomiczne. Przykładem może być zadanie organizacji serwisu elementów systemu. Na wstępie należy podjąć decyzję, czy serwis ma być przeprowadzany samodzielnie przez eksploatującego system, czy przez ze­wnętrznego dostawcę usług serwisowych. W przypadku wyboru pierwszego wariantu konieczne jest dalej przykładowe określenie liczby ekip naprawczych. W wariancie drugim, gdy zdecydowano się na serwis zewnętrzny, należy zdecy­dować, jakie powinny być warunki umowy zawieranej z dostawca usług. W podjęciu dobrej decyzji pomaga oczywiście właściwe i w miarę formalne postawienie problemu. W rozważanym zadaniu może to być na przykład wyma­ganie zapewnienia określonego poziomu niezawodności systemu, wyrażanego np. zadanym współczynnikiem gotowości, przy minimalnym koszcie napraw. Nie wdając się w szczegóły dotyczące technik optymalizacji, rozwiązanie tak postawionego zadania polega zwykle na sprawdzeniu pewnej liczby wariantów organizacji serwisu i wybraniu najtańszego wśród tych, dla których projektowa­ny system spełnia założone wymagania niezawodnościowe. Jednak odpowiedź na pytanie, jaki jest współczynnik gotowości systemu nie jest w praktyce wcale taka prosta. Wyliczenie współczynnika wymaga po pierwsze przyjęcia właści­wego modelu matematycznego systemu, a następnie, aby uzyskać wynik liczbowy, dostarczenia w miarę wiarygodnych danych o elementach systemu. Sam sposób prowadzenia obliczeń jest kwestią drugorzędną. Modele rozważane od lat w literaturze dotyczącej teorii niezawodności czy teorii obsługi masowej, oparte z reguły na teorii procesów Markowa czy półmarkowa, są bardzo często wyidealizowane i trudne do pogodzenia z praktyką. Rozważa się zazwyczaj stosunkowo proste struktury niezawodnościowe i przyjmuje ostre założenia co do rozkładów zmiennych losowych opisujących czasy życia elementów systemu i czasy ich napraw. Podyktowane to bywa często chęcią uzyskania eleganckich z matematycznego punktu widzenia rozwiązań analitycznych, a także pewnym, jak się wydaje, przywiązaniem do opanowanego aparatu analizy. Istnieją oczy­wiście próby analizy za pomocą tych klasycznych metod struktur bardziej zło­żonych niż szeregowo-równo ległe czy k z n, lecz pojawia się wtedy zwykle problem nadmiernego wzrostu liczby stanów systemu. Znaczną z punktu widze­nia praktyki niedogodnością jest też konieczne w większości wyżej wspomnia­nych modeli założenie o wykładniczości wszystkich czy prawie wszystkich roz­kładów zmiennych losowych. W praktyce utrzymanie w mocy takiego założenia jest nie do przyjęcia w przypadkach, gdy na podstawie wcześniej wykonanych badań niezawodnościowych wynika, że rozkład jest znacząco inny.