Определение вероятности безотказной работы системы в случае отсутствия отказов элементов

Автор(ы): Афанасьев В.Б., Калинин Е.А., Мамаев В.А., Рязанский В.П.

Выпуск: 118

Рубрика: Системный анализ

Год: 2025

Библиография: Афанасьев В.Б., Калинин Е.А., Мамаев В.А. и др. Определение вероятности безотказной работы системы в случае отсутствия отказов элементов // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 118. - С.7-22.

Дата опубликования: 30.11.2025

Ключевые слова: изделие однократного применения, вероятность безотказной работы, бета-распределение, нижняя доверительная граница, байесовский подход, отсутствие отказов

Аннотация: Статья посвящена задаче оценки нижней доверительной границы вероятности безотказной работы изделий однократного применения (систем) в условиях отсутствия отказов на уровне элементов (подсистем). Рассматриваются системы с последовательным соединением разнотипных элементов и сравниваются четыре подхода к определению доверительных интервалов: метод из РД 50-476-84; моделирование Монте-Карло; аппроксимация распределения оценки вероятности безотказной работы системы бета-распределением; Байесовский подход. Объяснена необходимость использования расчётно-экспериментальных методов при оценке высоконадёжных изделий однократного применения. На опытных данных двух вариантов испытаний при разных и равных объёмах циклов испытаний элементов показано, что метод РД формирует более высокие границы доверительных интервалов по сравнению с подходом на основе бета-распределения и методом Монте-Карло. При этом последние чувствительны к априорным допущениям и могут занижать оценку при отсутствии отказов. Показано, что применяемый в настоящее время в РД способ определения нижней доверительной границы исключает часть наработки отдельных элементов. Разработка механизма учёта такой наработки за счет использования априорной информации о безотказности элементов позволит повысить нижнюю доверительную границу. Результаты адресованы разработчикам высоконадёжных изделий однократного применения, руководителям и специалистам системы менеджмента качества.

Author(s): Afanasiev V., Kalinin E., Mamaev V., Ryazansky V.

Article title: Determining the reliability of a system in the case of absence of element failures

Issue: 118

Year: 2025

Keywords: one-shot device, reliability function, beta distribution, lower confidence limit, Bayesian approach, zero-failure

Abstract: The article is devoted to the problem of confirming the lower confidence limit of the reliability function of one-shot devices (systems) in the zero-failures at the element (sub-system) level. Systems with a series connection of different types of elements are considered and four approaches to determining confidence intervals are compared: the method from RD 50-476-84; Monte Carlo simulation; approximation of the distribution of the estimate of the reliability function the system by the beta distribution; the Bayesian approach. The necessity of using computational-experimental methods in assessing highly reliable one-shot devices is explained. Based on the experimental data of two test variants, with different and equal volumes of element test cycles, it is shown that the RD method forms higher boundaries of confidence intervals compared to the approach based on the beta distribution and the Monte Carlo method. At the same time, the latter are sensitive to a priori assumptions and can underestimate the estimate in the zero-failures. It is shown that the method of determining the lower confidence limit currently used in RD excludes part of the operating time of individual elements. Developing a mechanism for accounting for such operating time by using a priori information on the failure-free operation of elements will increase the lower confidence limit. The results are addressed to developers of highly reliable one-shot devices, managers and specialists of the quality management system.