Живучість як характеристика багатоетапної системи

В комплекс надійності характеристик багатоетапної системи входить її живучість. Ця характеристика відображає здатність системи не допускати в ній каскадного розвитку збурюючи дій.

При такому визначенні живучості сформульовано її відношення до систем з яскраво вираженим багатоетапним характером виробничого процесу.

Каскадний характер збурююча дія набуває в багатоетапній системі, якщо непередбачені резерви, способи маневрування ними в системи з ціллю компенсації (гасіння) вихідного збурення. Останнє може мати як технічний (аварія, катастрофа), так і економічний (недопоставка ресурсів, додаткове завдання по випуску продукції, нестабільність параметрів і т.д.) характер.

Тенденція до створення великих поодиноких потужностей тягне за собою тенденцію зросту збитків на одиницю збурюючої дії. Для підтвердження достатньо прослідкувати динаміку збитків в будь-якій галузі народного господарства будь-якої держави. Так, збитки відомої аварії з каскадним характером розвитку збурень в електроенергетиці США в 1965 році обійшовся по «ціні» 10 млн дол./год. Схожа аварія в 1977 році – вже по «ціні» 40 млн дол./год. Каскадність збурюючи дій позначається і в тому, що повні збитки від їх впливу можуть суттєво перевищувати прямі. Так, прямі затрати на ліквідацію наслідків аварії на Чорнобильській АЕС оцінені в 4 млрд рублів (по цінах 1986 року), а з врахуванням втрат, пов’язаних з скороченням обсягів виробництва в сусідніх районах та інших витрат – близько 8 млрд рублів. Облік наступних «каскадів» (психологічних, медичних, соціальних, політичних і т. д.) виявить значне підвищення оцінок втрат (якщо їх взагалі можна оцінити).

Надійність розвитку народного господарства є комплексною характеристикою, яка залежить від надійності підсистем, що входять до нього (рис. 1.2):

Рис. 1.2. Надійність розвитку народного господарства в цілому.

К – кількість галузевих комплексів;

J_k – множина номерів галузей в k -ому комплексі;

j_k – номер галузі в k -ому комплексі.

Надійність розвитку планованої системи залежать не тільки з визначеності вихідної інформації, а й від рівнів планових завдань.

Високі завдання із розвитку атомної енергетики можуть бути одним із джерел недостатньої надійності розвитку ПЕК (паливно-енергетичного комплексу) і народного господарства в цілому. Атомна енергетика як найперспективніша галузь, не дивлячись на великі дослідження, які проводять в ній, і відчутну частку вироблення електроенергії на АЕС, знаходиться все ж на дослідно-промисловій стадії з великим об’ємом пошукових робіт, тобто на тій стадії, коли інтенсивність «відмов» з причини новизни ще значна.

Є різні напрямки в виборі технічних засобів для АЕС, включаючи типи реакторів. Надійні характеристики, маневрені властивості різних технологій при цьому різняться. Тому розвиток ПЕК і народного господарства отримують різні оцінки, в залежності від орієнтації на ту чи іншу технологію роботи АЕС.

В орієнтації енергетики на АЕС необхідно зважити не тільки технічні аспекти, але й можливості суміжних галузей, гарантії охорони АЕС від недозволеного доступу до них, потреб по утилізації чи захороненню відходів і т. д.

Будь-які порушення (тобто збурення) в цій множині умов спричинить каскад збурень в всьому технологічному ланцюгу виробництва енергії і вплине на розвиток економіки країни в цілому. Міра цього впливу залежить від живучості, яка визначається, частково, технологічною політикою.

Перераховані проблеми характерні з врахуванням своєї специфіки і для всіх галузей з багатоетапним характером виробництва і техніко-економічних зв’язків. Для схожих систем апарат забезпечення надійності прийняття планових рішень може враховувати специфіку багатоетапності через оцінку живучості.

Для аналізу живучості технічних систем використовують оцінки, які характеризують частку чи потік «відказів» функціонування з каскадним розвитком вихідного збурення.

Тут ми розглянемо такі характеристики живучості багатоетапних виробничих систем, які дають представлення про глибину «проникнення» вихідного збурення, можливості системи протистояти йому.

Природно, вважати систему тим більше живучою, чим меншою кількістю етапів (технологічних переділів) вона може погасити вихідне збурення.

Якщо домовитися про те, коли збурення вважається погашеним (компенсованим), то живуча система – така, яка в змозі погасити виникаюче збурення. Живучість доцільно розглядати не по відношенню до одного якогось збурення, наприклад, до недопоставки ресурсу в розмірі 10%, а до класу збурень. Таким можуть бути багато векторів недопоставки ресурсів, при цьому кожен вектор має ймовірність його реалізації. Можна виявити клас збурень, що характеризується випадковими величинами – відхиленнями в показниках нормативної бази об’єкта, наприклад, похибка в оцінці питомих показників нової технології.

Так само умови, при яких збурення вважається погашеним доцільно задавати класом. Наприклад, збурення погашене, якщо недовипуск продукції склав не більше, ніж 5%, якість знизилася не більше ніж на 3%, собівартість зросла не більше, ніж на 4% і т. д.

Тенденція наростання запасів відображає прагнення до забезпечення живучості виробничих систем. Проте одної і тої ж живучості можна досягти за рахунок різної структури запасів, за рахунок резервів технологічних елементів системи та іншими способами. Отже, можна говорити про оптимізацію живучості системи. Зокрема, погасити збурюючи дію деколи доцільно не на першому, як це часто прийнято, а на наступних етапах.

Скажімо, багатоетапна виробнича система має ранг живучості n відносно аналізованого зв’язку «вхід-вихід» і даного збурення, якщо вона в змозі повністю погасити його не менше, ніж за n початкових виробничих етапів.

Компенсаційні можливості плануючої системи суттєвим чином залежать від її повного резерву (1.10). Останній може бути розрахований не тільки для збурень типу недопоставки ресурси. Дослідження повного резерву, а відповідно і живучості можна вести по різних напрямках, таких, наприклад, як ресурс – обсяг виробництва, ресурс – якість продукції, ресурс – ефективність розвитку системи, науково-технічний прогрес – ефективність розвитку. Для управління живучістю по кожному із цих напрямків необхідно виявити сукупність основних керуючих параметрів, вирішити виникаючі в зв’язку з цим оптимізаційні задачі.

Дата добавления: 2015-08-02