Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 27.014-2019 (МЭК 62347:2006) "Надежность в технике. Управление надежностью. Руководство по установлению требований к надежности систем" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2019 г. N 1228-ст)

Dependability in technics. Dependability management. Guidance on system dependability specifications

ОКС 03.120.01

Дата введения - 1 июля 2020 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 119 "Надежность в технике"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2019 г. N 1228-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 62347:2006 "Руководство по установлению требований к надежности систем" (IEC 62347:2006 "Guidance on system dependability specifications", MOD) путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом МЭК 56.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

Введение

Система - это объект, представляющий собой совокупность взаимосвязанных элементов, рассматриваемых как целое и отделенных от окружающей среды. Для системы должна быть установлена граница, отделяющая ее от окружающей среды и других систем. Однако на работу системы может влиять окружающая среда, а для работы системы могут требоваться внешние ресурсы (лежащие вне границ системы). Систему обычно определяют с точки зрения достижения определенной цели, например выполнения требуемых функций. Определение функций, необходимых для выполнения конкретной цели, представляет собой процесс разработки требований к системе. Детальное проектирование системы начинается только после того, как определены ее функции.

По своей сложности системы могут различаться по структуре и функциям. Система может состоять из таких элементов, как аппаратные средства, программное обеспечение и человек, или сочетать в себе любые из этих элементов. Примерами систем, выполняющих одну из этих функций, могут быть телевизор или программное обеспечение для управления освещением. Примерами систем, выполняющих несколько функций, могут быть система домашнего кинотеатра или система управления самолетом. Отдельные системы с установленными границами могут быть соединены вместе и формировать комплекс взаимодействующих систем для распределения мощности электросети или организации межсетевого взаимодействия.

На основе требований к системе устанавливают рабочие параметры составных частей и границы системы. Структура системы часто является иерархической и состоит из подсистем и/или взаимодействующих систем. Требования к системе применимы ко всем системам, входящим в общую систему, вне зависимости от их места в иерархической структуре. Эти требования невозможно заменить на требования к продукции.

Надежность системы означает способность системы сохранять во времени возможность выполнения требуемых функций в заданных режимах и условиях применения. Этого можно достигнуть путем включения надежности в перечень функций системы. Надежность продукции обеспечивает доверие пользователей, приобретенное на основе предыдущего опыта работы системы с удовлетворяющими ожидания пользователей результатами.

Настоящий стандарт представляет собой обоснование важности включения надежности в функциональные требования к системе и обеспечивает процедуру установления требований к надежности системы. В настоящем стандарте в общем виде описан процесс установления функций, необходимых для обеспечения надежности системы. Для специализированных систем введено понятие рабочего профиля. Настоящий стандарт основан на модели системы и классификации функций, установленных в ГОСТ Р МЭК 61069-1. Соответствующие технические требования для установления и анализа требований к системе установлены в ГОСТ Р 57193. Элементы процедуры и процесс установления требований к надежности системы приведены для примера. Стандарты ГОСТ Р МЭК 60300-1 и ГОСТ Р 51901.3 могут быть использованы в качестве руководства по менеджменту надежности. Настоящий стандарт обеспечивает более широкий подход к процессу установления требований к надежности и может быть использован при разработке предварительных требований при проектировании системы. Стандарт является полезным дополнением ГОСТ 27.003 в работах по установлению требований к надежности продукции и оборудования. Технический процесс проектирования надежности систем описан в ГОСТ Р 27.015.

В настоящем стандарте ссылки на международные стандарты заменены ссылками на национальные стандарты.

1 Область применения

В настоящем стандарте установлено руководство по подготовке требований к надежности системы. В настоящем стандарте приведены процесс оценки показателей надежности системы и процедуры установления требований к надежности системы.

Настоящий стандарт не предназначен для целей сертификации или заключения договоров, а также для изменения каких-либо прав или обязанностей сторон, заключивших сделку, установленных соответствующими законодательными и другими обязательными требованиями.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 27.002 Надежность в технике. Термины и определения

ГОСТ 27.003 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности

ГОСТ Р 27.015 Надежность в технике. Управление надежностью. Руководство по проектированию надежности систем

ГОСТ Р 51901.3 Менеджмент риска. Руководство по менеджменту надежности

ГОСТ Р 57193 Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла систем

ГОСТ Р МЭК 60300-1 Менеджмент риска. Руководство по применению менеджмента надежности

ГОСТ Р МЭК 61069-1-2017 Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 1. Терминология и общие концепции

ГОСТ Р ИСО 9000-2015 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

система (system): Совокупность взаимосвязанных и (или) взаимодействующих элементов. [ГОСТ Р ИСО 9000-2015, пункт 3.5.1]

Примечания

1 В контексте надежности, система имеет:

- определенную цель, выраженную в предполагаемых функциях;

- установленные условия использования/эксплуатации;

- очерченные границы.

2 Структура системы может быть иерархической.

3 Для некоторых систем, например продуктов информационных технологий, данные являются важной частью элементов системы.

3.2 рабочий профиль (operation profile): Полный набор задач, выполнение которых необходимо для достижения цели эксплуатации системы.

3.3

функция (function): Операция, выполняемая модулем, который позволяет системе выполнять задачу. [ГОСТ Р МЭК 61069-1-2017, статья 3.1.28]

Примечание - Для некоторых систем информация и данные являются важными частями элементов системы.

3.4 элемент (element): Комбинация компонентов, которые составляют базовый блок, необходимый для выполнения отдельной функции.

Примечание - Элемент может включать в себя следующие компоненты: аппаратные средства, программное обеспечение, информацию и/или человека.

3.5 влияющие условия (influencing condition): Условия, определяемые внешними воздействующими элементами и/или другими факторами, с которыми система взаимодействует и которые могут повлиять на ее работу.

Примечание - Влияющие условия также могут включать правила и ограничения.

4 Концепция надежности системы

4.1 Определение системы

4.1.1 Цели и задачи

Система предназначена для достижения определенной цели. Система домашнего кинотеатра предназначена для развлечения пользователя в виде просмотра кинофильма в домашних условиях. Цели могут включать в себя обеспечение четкого изображения и высокого качества звука в восприятии пользователем, надежности и безопасности в эксплуатации, простоты установки и обновления. Система может иметь конкретную цель для выполнения специальных задач, например самолеты, перевозящие грузы для достижения целевой доставки. Цели системы могут включать комбинацию последовательных задач, например доставка различных полезных грузов в различные пункты назначения. Определение системы для выявления ее общих или конкретных целей является важным условием установления требований к системе.

Система с несколькими функциями и сложными сценариями эксплуатации часто включает в себя внешние взаимодействующие системы для достижения своих целей. Система может также развиваться с течением времени с целью улучшения ее работы в процессе эксплуатации и повышения конкурентоспособности на рынке.

4.1.2 Свойства и характеристики системы

Система имеет набор свойств, которые специально заданы, выбраны или обусловлены конструкцией системы для соответствия системы поставленным целям. Конкретные свойства системы используют для разработки требуемых функций, необходимых для выполнения задач. Эти свойства представляют собой характерные особенности или атрибуты, присущие системе. Они могут быть классифицированы в основные группы в соответствии со стандартами серии ГОСТ Р МЭК 61069. Каждая группа включает набор характеристик, связанных с доминирующими характеристиками данной группы. Функции являются производными этих свойств системы в результате взаимодействия элементов системы. Взаимодействующие элементы проектируют для получения конкретных характеристик, соответствующих выполнению функций системы и выполнению ее задачи. Характеристики системы могут быть качественными или количественными. На рисунке 1 приведен пример характеристик системы, сгруппированных по различным свойствам системы.

Рисунок 1 - Пример свойств системы и соответствующих характеристик

Примечания

1 Функциональность - степень, с которой система обеспечивает функции выполнения, мониторинга и управления.

2 Адекватность - степень (точность и скорость), с которой функции системы могут быть реализованы в определенных условиях эксплуатации и окружающей среды.

3 Простота использования - степень, до которой информация может быть эффективно передана через интерфейсы, обеспечивающие связь с человеком, и установленные протоколы.

4 Надежность - степень уверенности в том, что система способна выполнять требуемые функции в заданных условиях эксплуатации и окружающей среды в заданный момент времени или в течение заданного интервала времени (см. также ГОСТ 27.002).

5 Обеспеченность технического обслуживания - степень, в которой могут быть обеспечены техническое обслуживание и ремонт системы.

6 Особенности применения - степень, до которой конструкция системы способствует устранению и снижению риска, например предусматривает меры безопасности при эксплуатации.

4.1.3 Влияющие условия

Для определения функций, обладающих выбранными характеристиками, и позволяющих выполнить поставленные цели, необходимо определить условия, которые система способна выдержать, или соответствующие требования и продолжительность выполнения поставленных задач. Следует рассмотреть следующие области влияния, связанные с системой:

- требования, связанные с выполнением системой своих задач;

- взаимодействие человека с системой;

- процессы, связанные с работой системы;

- воздействия окружающей среды, которым подвергается система;

- доступные услуги по техническому обслуживанию системы;

- внешние услуги, необходимые для работы с системой;

- внешние системы, взаимодействующие с системой;

- ограничения и обязательные требования.

Установление требований к надежности системы не может быть завершено без рассмотрения окружения системы. Для этого необходима детальная информация на стадии планирования системы для определения того, как система будет функционировать в течение ее жизненного цикла. Это необходимо для идентификации и определения показателей надежности и других характеристик системы, а также обоснования компромиссных решений при проектировании системы и способов ее оптимизации.

4.1.4 Влияющие факторы

На каждое влияющее условие могут воздействовать различные факторы. Например, требования к задаче, выполняемой системой, могут зависеть от факторов, связанных с особенностями и сроком действия задачи; на окружающую среду системы могут влиять атмосферные температура и влажность. Влияющие факторы не равны по степени их влияния. Некоторые факторы могут оказывать большее или доминирующее влияние, в то время как другие могут иметь меньшее влияние или быть незначительными.

В приложении А приведены типовые примеры факторов, влияющих на функции системы, которые могут быть использованы в качестве критериев для оценки показателей надежности и других характеристик системы.

4.1.5 Взаимосвязь свойств системы и влияющих условий

Установление взаимосвязи свойств системы с влияющими условиями может помочь идентифицировать обоснованность и критичность влияния конкретного внешнего условия на проектирование функции. Процесс идентификации приводит к выбору конкретных свойств и соответствующих характеристик функции. Некоторые характеристики не являются исключительными для конкретной функции. Одни и те же характеристики могут быть необходимы при проектировании других функций. Важность этих характеристик определяют с помощью принятия компромиссных решений, итеративного процесса оценки, а также при проектировании предположений и ограничений системы. Результаты оценки могут помочь определить конфигурацию системы и установить соответствующие границы системы, необходимые для достижения поставленной цели. Соответствующая информация и данные, собранные в процессе оценки, являются основой для установления важных характеристик при проектировании и разработке функций системы.

Взаимосвязь свойств системы с влияющими условиями может быть использована в качестве руководства для оценки функций системы. Процесс идентификации функций представлен в приложении А для облегчения определения соответствующих показателей надежности и других характеристик системы.

4.1.6 Реализации функций системы

Система может состоять из таких элементов, как аппаратные средства, программное обеспечение и человек или любой комбинации из этих элементов. Функции системы могут быть реализованы путем использования в конструкции системы аппаратного или программного обеспечения. Для некоторых функций необходимо взаимодействие с человеком для достижения поставленных задач. При создании новой системы функции системы могут быть реализованы на этапе проектирования, конструирования и производства, как описано в ГОСТ Р 27.015. Улучшение системы часто требует введения дополнительных функций для повышения производительности и удаления устаревших функций. В таком случае необходимо учитывать вопросы преемственности, как описано в приложении А.

4.2 Жизненный цикл системы

Вне зависимости от размера и сложности система проходит жизненный цикл от концепции до окончания функционирования. Жизненный цикл системы обычно представляет собой последовательность стадий. Каждая стадия жизненного цикла системы может быть представлена отдельными подэтапами для облегчения планирования, выполнения и поддержи. Жизненный цикл типовой системы может состоять из следующих стадий, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Стадии жизненного цикла системы

Каждая стадия жизненного цикла имеет свои цели:

- целью стадии концепции и определения является идентификация требований к системе и разработка спецификации системы;

- целью стадии проектирования и разработки является выполнение проектирования и разработка функций системы в соответствии с поставленными целями;

- целью стадии производства и инсталляции является изготовление, аутсорсинг или приобретение элементов системы в том числе аппаратных средств и программного обеспечения для сборки подсистем, пригодных для взаимодействия с человеком, необходимого для функционирования системы;

- целью стадии эксплуатации и технического обслуживания является обеспечение услуг по техническому обслуживанию и поддержке установленного уровня работоспособности системы в эксплуатации;

- целью стадии модернизации является повышение производительности системы путем внедрения дополнительных функций;

- целью стадии распоряжения (утилизации, списания) является прекращение существования объектов системы.

Описание стадий жизненного цикла системы на рисунке 2 является общим для технических систем. Существуют другие описания стадий жизненного цикла системы. В ГОСТ Р 51901.3 описаны стадии жизненного цикла продукции с точки зрения управления проектом. В ГОСТ Р 57193 приведено аналогичное описание стадии жизненного цикла системы с точки зрения программного обеспечения. Существуют различия в использовании терминов, использованных в этих стандартах.

Каждая стадия имеет собственные цели, установленные на стадии проектирования системы, такие как ограниченный доступ к техническому обслуживанию во время работы системы, переработка частей для простоты утилизации. На каждой стадии необходимы различные внутренние процедуры и рабочие инструкции, при этом необходимо учитывать договорные условия. Определение требований к системе и разработка проектных решений системы на стадиях "концепции и определения" и "проектирование и разработка" может повлиять на последующие стадии, в том числе на стадию "эксплуатация и техническое обслуживание" системы. Решения, связанные с выбором структуры и технологий при проектировании системы, могут повлиять на производство, интеграцию системы, усилия по модернизации и наложить ограничения при утилизации.

Продолжительность жизненного цикла системы зависит от различных факторов в зависимости от типа системы и ее применения, используемых технологий и обеспечения технической поддержки. Например, жизненный цикл автотранспортного средства может длиться от 7 до 15 лет в зависимости от механического износа и износа шасси, тогда как персональный компьютер может иметь продолжительность жизненного цикла менее 5 лет, из-за устаревания технологии. Продолжительность жизненного цикла эксплуатации системы является сроком службы системы.

4.3 Эксплуатация системы

Основной целью эксплуатации и применения системы является достижение при работе предполагаемой производительности. Продолжительность стадии эксплуатации системы представляет собой срок службы системы. На этапе эксплуатации системы необходимо проводить ее мониторинг и техническое обслуживание и обеспечивать необходимую поддержку для достижения целей эксплуатации.

Большую часть операций система выполняет по универсальным шаблонам, отражающим фактическое применение. Необходимо поддерживать требуемые функции системы в процессе ее работы для выполнения поставленных задач в течение всего периода эксплуатации или необходимо обеспечивать готовность их выполнения по запросу в соответствии с установленными требованиями к производительности системы. В некоторых случаях устанавливают гарантийный период, представляющий собой подэтап первоначального периода функционирования системы. В гарантийный и постгарантийный периоды необходимо прилагать больше усилий по техническому обслуживанию и поддержке системы для обеспечения целей бизнеса и договорных требований, чем в период эксплуатации системы после окончания гарантийного периода системы. Большинство коммерчески доступных систем, таких как автотранспортные средства или домашние развлекательные системы, могут быть описаны общим шаблоном эксплуатации и технического обслуживания.

Однако существуют системы, предназначенные для обслуживания систем со специальными эксплуатационными целями, для которых необходимо установить особый профиль эксплуатации.

Снижение производительности системы должно быть представлено отдельной стадией. При нормальной работе системы снижение производительности системы до определенного уровня, не затрагивающее критические операции, допустимо. Например, обычно считается приемлемым, когда возникает несколько инцидентов, связанных с изолированным отключением абонентских линий телекоммуникационной системы, произошедших вследствие нечастых ударов молнии при плохих погодных условиях. Большинство потребителей готово терпеть подобные редкие события при условии восстановления полного обслуживания в течение разумного периода времени. Однако, возникновение простоев при подобных редких событиях по-прежнему представляет собой сценарий снижения производительности. Снижение производительности воздействует на качество услуг, предоставляемых системой.

Аварийные ситуации и ответные меры должны рассматриваться как отдельные стадии.

4.4 Рабочий профиль системы

Рабочий профиль системы представляет собой последовательность задач, выполняемых системой для достижения целей эксплуатации. Рабочий профиль системы представляет собой конкретный сценарий эксплуатации системы. Например, цель коммерческих перелетов из точки А в точку Б - доставить пассажиров. Эксплуатационный профиль системы связан с задачами выполнения взлета, полета и посадки в ходе конкретной операции. Каждой конкретной задаче соответствуют конкретные мероприятия и условия ее выполнения, установленные для воздушных судов. При завершении или в начале каждой задачи устанавливают критерии определения ее успешности или прерывания дальнейших действий.

Задачи рабочего профиля системы можно решить только путем выполнения функций, предусмотренных конструкцией в системе. С точки зрения эксплуатации некоторые из функций системы критичны, может потребоваться включение конкретных требований надежности для выполнения поставленных задач. Другие функции могут быть некритичными и могут быть необязательными для указанных задач. Например, работа авиационных двигателей является критически важной функцией для выполнения задач взлета, полета и посадки. Однако шасси используются только во время взлета и посадки. Функция шасси не требуется во время полета. Анализ рабочего профиля системы может помочь определить потребности и циклы конкретных функций в процессе эксплуатации. На рисунке 3 показана связь рабочего профиля системы и сценария эксплуатации системы на различных стадиях жизненного цикла.

Рисунок 3 - Связь рабочего профиля системы и сценария эксплуатации системы

4.5 Требования надежности

4.5.1 Требования надежности к функциям системы

На стадиях "концепция и определение" и "проектирование и разработка" жизненного цикла системы основной целью является реализация функций системы в процессе эксплуатации. Требования к надежности функций системы можно определить только после определения функций в процессе проектирования и разработки системы. Для большинства систем, которые работают по общему принципу, необходимо чтобы все функции отвечали требованиям надежности к устойчивому функционированию системы. Это означает, что все функции системы в процессе эксплуатации должны быть выполнены в соответствии с установленными требованиями в течение всего времени работы или должны быть доступны по запросу.

Требования к надежности специальных операций может потребовать выбор ключевых функций. Данные ключевые функции имеют решающее значение для успешного функционирования системы при эксплуатации. Например, успешный выпуск шасси во время взлета и посадки самолетов.

Процедуру установления требований надежности к системе проводят путем разделения функций на воздействующие и не воздействующие на надежность системы.

Для разработки требований к надежности системы необходимо описание рабочего профиля. Это делают путем анализа функций, имеющих отношение к надежности, который включает анализ влияния условий, которые влияют на выбранные показатели надежности.

4.5.2 Показатели надежности и другие характеристики системы

Концепция надежности описана в ГОСТ Р МЭК 60300-1 и определена в ГОСТ 27.002. Свойства и характеристики системы, применимые при установлении требований к надежности и другим свойствам системы, включают:

- готовность;

- безотказность;

- ремонтопригодность;

- обеспеченность технического обслуживания и ремонта.

С точки зрения применения системы готовность отражает эффективность работы системы по запросу. Безотказность характеризует возможность эксплуатации системы без каких-либо инцидентов, подобных отключению системы. Ремонтопригодность отражает легкость и доступность технического обслуживания и ремонта системы для восстановления и возвращения ее в рабочее состояние на месте эксплуатации. Обеспеченность технического обслуживания и ремонта в процессе функционирования обеспечивает организации необходимые возможности и ресурсы для поддержания устойчивости и непрерывности функционирования системы.

4.5.3 Критерии приемлемости надежности и других свойств системы

Критерии приемлемости надежности и других свойств системы представляют собой (но не ограничиваются) сочетание следующих действий и сведений:

- демонстрация достижения целей в области надежности системы посредством проверки ее функционирования на различных стадиях жизненного цикла в соответствии с требованиями и целями, установленными для каждой стадии;

- демонстрация успешного завершения испытаний для моделирования функционирования системы, ее неисправностей и восстановления;

- предоставление объективных свидетельств истории работы системы и данных по функционированию аналогичных систем в соответствии с целями надежности системы;

- достижение установленной безотказной наработки системы при приемке для ввода системы в эксплуатацию и в течение гарантийного периода при эксплуатации системы;

- политика возврата или замены, предоставление гарантийных льгот и расширения договорных обязательств по предоставлению услуг по техническому обслуживанию для поддержания непрерывности функционирования системы.

Установление критериев приемлемости надежности системы для сложных систем часто представляет собой процесс договоренностей между сторонами. Примеры включают в себя ввод в эксплуатацию новой телекоммуникационной сети, предоставление услуг по техническому обслуживанию и ремонту третьей стороной и установку системных приложений программного обеспечения для управления запасами и перераспределения запасов. Требования к надежности системы должны отражать особенности деятельности организации.

4.5.4 Верификация надежности функций системы

Система может включать такие элементы, как аппаратные средства, программное обеспечение и человек или их комбинацию. При таком сочетании для демонстрации надежности элементов системы могут быть использованы критерии приемлемости надежности системы. При этом для отдельных видов аппаратных средств или программного обеспечения, которые обслуживают функции системы, могут быть использованы подходы по верификации и валидации при приемке и определении требований к приобретаемой продукции (ГОСТ 27.003). Для приобретаемого программного обеспечения важно установить требования к размеру, времени выполнения, интерфейсу и протоколу, что позволяет упростить интерпретацию результатов верификации и интеграцию системы. Если человек является элементом системы, самостоятельно выполняет конкретные функции системы или является частью функционирования системы, для установления требований к функциям необходимо установить требования к квалификации и навыкам человека. Обычно это демонстрируют подтверждением выполнения требований к обучению и аттестации.

5 Процедура установления требований к системе

5.1 Процесс установления требований к системе

Процесс установления требований к системе предполагает доступность данных для определения параметров системы и обеспечения соответствующих условий для достижения целей системы. Началом процесса является идентификация системы и разработка необходимых требований к системе для установления требований к функциям системы.

На рисунке 4 представлена схема процесса установления требований к системе. На рисунке 4 приведена последовательность действий процесса, показывающая результат действий по определению надежности системы в процессе установления требований к системе. Идентификация системы путем определения требований к функциям системы основана на потребностях пользователей и существующих ограничениях применения системы. Процесс анализа требований преобразует потребности пользователей системы в технические требования к конструкции системы. В процессе проектирования структуры системы формируется решение, которое удовлетворяет требованиям к системе с учетом сценариев эксплуатации системы путем идентификации функций системы. В процессе проектирования и оценки определяют средства реализации функций для облегчения поиска компромиссных решений и оптимизации конструкции при проектировании. Действия по документированию проекта системы обеспечивают информацию о системе, включающую данные о надежности, пригодные для проектирования системы. Подробное описание процесса проектирования надежности системы приведено в ГОСТ Р 27.015.

5.2 Процесс установления требований к надежности системы

Установление требований к надежности системы должно быть неотъемлемой частью процесса установления требований, это позволяет сократить усилия по проектированию системы. Действия по обеспечению надежности системы должны проводиться параллельно с процессом разработки системы для обеспечения координации во времени и объединения усилий.

Требования к надежности системы распределяют по функциям, устанавливая требования к надежности каждой функции системы. Требования к надежности функций зависят от конфигурации системы, режима эксплуатации и влияющих условий. Требований к надежности представляют собой набор ключевых требований к надежности функций системы и связанных с ними характеристик. Эти требования необходимы для начала проектирования системы.

Требования к системе помогают детализировать функционирование системы, а спецификация системы устанавливает условия работы системы. Требования являются важным условием выполнения договорных обязательств. Спецификация представляет собой точное изложение требований. Наряду с другими целями спецификацию обычно используют как основу для четкого понимания требований договаривающихся сторон. Требования формируют основу для достижения договорных соглашений.

Детали установления требований к надежности приведены в ГОСТ 27.003. Процессы, описанные выше, расширяют применение данного стандарта путем включения спецификации на функции сложных и взаимодействующих систем.

Рисунок 4 - Схема процесса установления требований к системе

5.3 Определение значений показателей надежности и других свойств системы

Как правило, требования к системе охватывают требования к готовности, безотказности, ремонтопригодности, обеспеченности технического обслуживания и ремонта. Чтобы охарактеризовать свойства системы используют количественные меры и назначают значения показателей готовности, безотказности, ремонтопригодности, обеспеченности технического обслуживания и ремонта. Определение значений для включения в требования к системе может быть достигнуто путем количественного определения применимых показателей. В следующих примерах показаны применимые количественные показатели:

- готовность: (процент) работоспособного состояния в процессе работы системы при эксплуатации; частота простоев и продолжительность неработоспособного состояния;

- безотказность: среднее время между отказами; продолжительность безотказной работы;

- ремонтопригодность: среднее время до (начала) ремонта; продолжительность восстановления;

- обеспеченность технического обслуживания и ремонта: продолжительность логистического простоя; срок оборота запасных частей для обеспечения запасными частями.

Для вновь разработанных систем или функций системы целевые значения показателей обычно определяют на основе рыночной информации, конкурентного анализа, требований потребителя, базы знаний о применении технологий и анализа данных эксплуатации. Для систем, имеющих предыдущие модели, целевые значения показателей устанавливают на основе данных эксплуатации.

5.4 Процедура определения требований

5.4.1 Описание этапов процедуры

5.4.1.1 Общие сведения

На рисунке 5 показаны этапы определения требований к надежности и другим свойствам системы. Ниже описаны цели и процесс для каждого этапа. В приложении В приведен пример разработки спецификации системы.

5.4.1.2 Идентификация системы

Рассматриваемая система должна быть идентифицирована. Идентификация системы должна включать наименование, предположения об использовании или эксплуатации и основную цель применения.

5.4.1.3 Описание целей системы

Необходимо установить цель основного применения системы. Цель эксплуатации системы должна быть достижима в соответствии с описанием системы.

5.4.1.4 Идентификация функций, соответствующих целям системы

Основные функции, необходимые для достижения соответствующего уровня функционирования системы, должны быть идентифицированы. Цель каждой функции должна быть установлена в соответствии с требованиями к системе. Если применимо, должна быть установлена связь между функциями.

5.4.1.5 Описание функций

Каждая идентифицированная функция, необходимая для функционирования системы, должна быть описана для обеспечения области применения и целей при определении допустимой реализации функции.

5.4.1.6 Идентификация влияющих факторов

Необходимо идентифицировать влияющие факторы, воздействующие на каждую функцию системы, чтобы оценить их воздействие на функционирование системы. В приложении А приведены основные влияющие факторы, идентифицированные исходя из матрицы отношений, влияющих на функции системы.

5.4.1.7 Оценка технических подходов для реализации функций

Необходимо оценить технические способы реализации функций системы. Это позволяет оценить практические средства реализации функций в пределах установленных ограничений. Технический подход связан с закупками и техническим обслуживанием необходимых функций для обеспечения устойчивости функционирования в пределах ограничений по затратам и времени.

5.4.1.8 Описание элементов системы, связанных с функциями

Элементы системы, состоящие из аппаратных средств, программного обеспечения и человека, которые в процессе эксплуатации обеспечивают функции системы, должны быть определены. Описание элементов системы является частью процесса проектирования и разработки системы для определения практических и экономически эффективных результатов выбора и комплектования функций.

5.4.1.9 Определение рабочего профиля системы

Рабочий профиль системы необходимо определить для установления различных сценариев эксплуатации и последовательности решения задач, необходимых для работы системы в установленных условиях.

5.4.1.10 Описание конфигурации системы

Необходимо описать конфигурацию системы, связанную с каждым сценарием эксплуатации для установленного рабочего профиля системы. Связи каждой функции, относящейся к определенной конфигурации, должны быть установлены для облегчения выбора компромиссного проектного решения. Если взаимодействующие системы участвуют в конкретных операциях, они должны быть идентифицированы, а их границы и взаимодействия должны быть установлены.

5.4.1.11 Определение требований к надежности и другим свойствам системы

Требования к надежности функций системы должны быть определены на основе установления сценария эксплуатации системы и требований к конкретным идентифицированным функциям системы. Каждый показатель, связанный с ключевыми функциями, должен быть представлен в виде количественного утверждения в последовательности конкретных событий рабочего профиля. Если применимо, должны быть рассчитаны количественные значения этих показателей. Такой подход формирует основу для разработки спецификации функций системы в соответствии с целями надежности.

Рисунок 5 - Этапы определения требований к надежности и другим свойствам системы

5.4.1.12 Документирование спецификации системы

Спецификация системы и соответствующие данные должны быть задокументированы. Требования к надежности должны быть частью спецификации системы. Сведения о надежности должны быть зарегистрированы для дальнейшего использования в качестве входных данных при разработке функций, удовлетворяющих общим требованиям к системе. Документация является источником данных для анализа проекта и изготовления продукции, а также при проведении верификации и модификации системы.

Документация о спецификации системы должна включать в себя следующие данные:

- идентификация системы;

- цели системы;

- функции системы;

- рабочий профиль системы;

- требования к ремонтопригодности и обеспеченности технического обслуживания системы;

- конфигурация системы;

- требования к надежности для каждой функции;

- утверждение надежности системы.