Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 27.015-2019 (МЭК 60300-3-15:2009) "Надежность в технике. Управление надежностью. Руководство по проектированию надежности систем" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2019 г. N 1275-ст)

Dependability in technics. Dependability management. Guide for engineering of system dependability

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 28 ноября 2019 г. N 1275-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60300-3-15:2009 "Менеджмент надежности. Часть 3-15. Руководство по применению. Проектирование надежности системы" (IEC 60300-3-15:2009 "Dependability management - Part 3-15: Application guide - Engineering of system dependability", MOD) путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ТС 56 Международной электротехнической комиссии (МЭК).

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

В современных условиях системы становятся все более сложными. Надежность является важным атрибутом системы, который влияет на бизнес-стратегии, связанные с приобретением системы и соотношением стоимость-результат при функционировании системы. Надежность системы в целом является результатом сложного взаимодействия элементов системы, условий эксплуатации, интерфейсов "человек-машина", служб поддержки и других влияющих факторов.

В настоящем стандарте приведены рекомендации по проектированию системы в целом для достижения целей в области надежности. В стандарте представлены приемы проектирования, основанные на применении научных знаний и соответствующих технических дисциплин для достижения требуемой надежности системы.

Рассмотрены четыре основных аспекта проектирования надежности:

- процесс,

- достижение цели,

- оценка,

- измерение.

Методы проектирования охватывают технические процессы, которые применяют на различных стадиях жизненного цикла системы. Методы проектирования, описанные в настоящем стандарте, представлены последовательностью действий, обеспечивающих достижение целей на каждой стадии жизненного цикла системы.

Настоящий стандарт применим к системам, включающим аппаратное обеспечение, программное обеспечение и человека. Во многих случаях функция может быть реализована путем использования приобретаемых готовых составных частей и комплектующих. Система может быть связана с другими системами в форме сети. Границы, отделяющие систему от других объектов и от сети, можно выделить на основе определения их применения. Например, приобретаемый цифровой таймер может быть использован для синхронизации работы компьютера, компьютер как система может быть связан с другими компьютерами в бизнес-офисе в локальной сети. Условия использования применимы ко всем видам систем. Примерами таких систем являются системы управления при производстве электроэнергии, отказоустойчивые вычислительные системы и системы технического обслуживания.

Руководство по проектированию надежности разработано для универсальных систем, без выделения систем по видам их применения. Большая часть систем, как правило, являются восстанавливаемыми на всех стадиях жизненного цикла в соответствии с экономической целесообразностью и особенностями применения. Невосстанавливаемые системы, такие как спутники связи, оборудование дистанционного зондирования и мониторинга и устройства для одноразового использования, рассматривают в качестве специальных систем. Они требуют идентификации области применения, условий эксплуатации и дополнительной информации о специальных характеристиках для выполнения задачи системы. Невосстанавливаемые подсистемы и компоненты рассмотрены как элементы одноразового использования. Выбор применимого способа проектирования надежности конкретной системы осуществляется через процесс отработки проекта в системе менеджмента надежности.

Настоящий стандарт является одним из стандартов на системы надежности (см. ГОСТ Р МЭК 60300-1 и ГОСТ Р 51901.3). В настоящем стандарте приведены ссылки на применимые к системам действия управления проектом. Они включают в себя определение надежности элементов, задачи, относящиеся к системе и руководящие принципы анализа менеджмента надежности и отработки проекта в части надежности.

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

1 Область применения

Настоящий стандарт представляет собой руководство по проектированию системы, устанавливающее процесс обеспечения надежности системы на стадиях жизненного цикла.

Настоящий стандарт применим при разработке новой системы и для усовершенствования существующих систем, включающих взаимодействия аппаратных средств, программного обеспечения и человека.

Настоящий стандарт также применим к поставщикам подсистем и комплектующих, которые изучают информацию о системе и критерии интеграции системы. В стандарте приведены методы оценки надежности системы и проверки результатов достижения целей в области надежности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике. Термины и определения

ГОСТ IEC 61508-3 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 3. Требования к программному обеспечению

ГОСТ Р 27.014 Надежность в технике. Управление надежностью. Руководство по установлению требований к надежности систем

ГОСТ Р 27.301 Надежность в технике. Управление надежностью. Техника анализа безотказности. Основные положения

ГОСТ Р 27.606 Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность

ГОСТ Р 51901.1 Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем

ГОСТ Р 51901.3 Менеджмент риска. Руководство по менеджменту надежности

ГОСТ Р 51901.6 (МЭК 61014:2003) Менеджмент риска. Программа повышения надежности

ГОСТ Р 51901.16 (МЭК 61164:2004) Менеджмент риска. Повышение надежности. Статистические критерии и методы оценки

ГОСТ Р 53392 Интегрированная логистическая поддержка. Анализ логистической поддержки. Основные положения

ГОСТ Р 53613 (МЭК 60721-2-2:1988) Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Осадки и ветер

ГОСТ Р 53614 (МЭК 60721-2-3:1987) Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Давление воздуха

ГОСТ Р 53615 (МЭК 60721-2-4:1987) Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Солнечное излучение и температура

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

ГОСТ Р ИСО 10007 Менеджмент организации. Руководящие указания по управлению конфигурацией

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026 Информационная технология. Уровни целостности систем и программных средств

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

ГОСТ Р МЭК 61508-1 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 1. Общие требования

ГОСТ Р МЭК 61508-2 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2. Требования к системам

ГОСТ Р МЭК 61508-4 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 4. Термины и определения

ГОСТ Р МЭК 61508-5 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 5. Рекомендации по применению методов определения уровней полноты безопасности

ГОСТ Р МЭК 61508-6 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 6. Руководство по применению ГОСТ Р МЭК 61508-2 и ГОСТ Р МЭК 61508-3

ГОСТ Р МЭК 61508-7 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 7. Методы и средства

ГОСТ ИСО/МЭК ТО 15271 Информационная технология. Руководство по применению ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 (Процессы жизненного цикла программных средств)

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): Набор взаимосвязанных объектов, рассматриваемый для определенной цели как единое целое, отделенный от других объектов ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Приведенное определение несколько отличается от стандартизованного (см. 3.1.3 ГОСТ 27.002-2015).}

------------------------------

Примечания

1 Систему, как правило, оформляют в виде набора выполняемых ею функций.

2 Систему рассматривают отделенной воображаемой поверхностью, которая пересекает связи системы с окружающей средой и другими внешними системами.

3 Для работы системы могут требоваться внешние ресурсы (т.е. ресурсы, находящиеся вне границ системы).

4 Структура системы может быть иерархической, например система, подсистемы, компоненты и т.д.

3.2 подсистема (subsystem): Система, которая является частью более сложной системы ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Приведенное определение несколько отличается от стандартизованного (см. 3.1.4 ГОСТ 27.002-2015).}

------------------------------

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

Примечания

1 Конфигурации и сценарии эксплуатации системы влияют на режимы эксплуатации системы.

2 Рабочий профиль является последовательностью необходимых задач, которые должны быть выполнены системой для достижения цели ее эксплуатации. Рабочий профиль представляет конкретные сценарии работы системы в эксплуатации.

3.4 функция (function): Элементарное действие, выполняемое системой, которое в сочетании с другими элементарными действиями (функциями системы) позволяет системе выполнить задачу.

3.5 элемент (element): Комбинация компонентов, которые составляют базовый блок, необходимый для выполнения отдельной функции ²⁾.

------------------------------

²⁾_{Внутреннюю структуру элемента не учитывают, рассматривая его как неделимый объект (см. 3.1.2 ГОСТ 27.002-2015).}

------------------------------

Примечания

1 Элемент может включать компоненты аппаратного и/или программного обеспечения, информацию и/или человека.

2 Для некоторых систем информация и данные являются важной частью работы системы.

3.6 целостность (integrity): Способность системы поддерживать свою форму, сохранять стабильность и работоспособное состояние при работе и использовании.

4 Обеспечение надежности системы при проектировании

4.1 Общие сведения

Надежностью называют свойство системы сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в соответствии с заданными целями и условиями применения (см. также 3.1.5 ГОСТ 27.002-2015). Свойства системы описывают показатели надежности (готовность, безотказность, ремонтопригодность, долговечность и др.), а также такие характеристики, как отказоустойчивость, восстанавливаемость, целостность, безопасность и обеспеченность техническим обслуживанием. Надежность системы означает, что система способна выполнять по запросу требуемые функции и удовлетворять потребности пользователя. Цель, структура, свойства системы и условия, влияющие на надежность системы, описаны в ГОСТ Р 27.014, в котором приведено руководство по определению соответствующих функций системы для установления требований к надежности системы.

Существует четыре основных аспекта проектирования надежности систем:

a) процесс обеспечения надежности - устанавливает технические процессы разработки системы, позволяющие обеспечить выполнение требований к надежности системы. Этот процесс состоит из разработки последовательности действий, осуществляемых на каждой стадии жизненного цикла для достижения установленных целей надежности системы. Процесс обеспечения надежности должен быть полностью интегрирован в процессы проектирования и управления;

b) достижение целей надежности - использование эффективных методов проектирования и экспериментальных знаний применительно к стадиям жизненного цикла системы. Целью является достижение целей надежности в отношении компонент и функций системы на уровне подсистем, пригодных для реализации и интеграции системы (повышение безотказности);

c) анализ показателей надежности и характеристик системы - определение показателей надежности и других характеристик системы и анализ достижения целей эксплуатации системой с такими показателями и характеристиками. Этот процесс определяет конкретные свойства надежности и характеристики системы для удовлетворения требований проекта, определяет методологию и дает обоснование определения этих показателей и характеристик;

d) оценка (измерение) показателей надежности и характеристик системы - количественное определение показателей надежности и других характеристик системы для включения в контракты, спецификации. Этот процесс состоит в присвоении количественного значения или числа целевому показателю надежности или характеристике системы. Целью является составление заявления о намерениях в виде количественных величин для облегчения взаимного понимания проблемы при подготовке и выполнении договоров.

4.2 Свойства, показатели надежности и характеристики системы

Надежность и особенности системы представляют набором конкретных свойств и зависящих от времени параметров, присущих системе в соответствии с конструкцией. Некоторые характеристики системы, такие как параметры производительности, могут быть количественными и измеримыми. Другие характеристики, которые не могут быть описаны количественно, могут представлять собой некоторую величину или полезную информацию относительно свойств системы. Такие характеристики могут быть описаны качественно для определения их субъективной оценки. Как количественные, так и неколичественные показатели имеют важное значение для описания надежности и других свойств системы. Примеры неколичественных характеристик включают значение бренда, доброжелательное отношение пользователя и информативность инструкции. Примеры количественных показателей включают продолжительность безотказной работы, частоту простоев, среднее время между отказами и время восстановления системы до работоспособного состояния.

Важными свойствами надежности и характеристиками системы являются следующие:

a) готовность: свойство системы быть в состоянии выполнять требуемые функции в соответствии с заданными требованиями к системе. Показателями готовности являются процент продолжительности работоспособного состояния системы в соответствии с требованиями и продолжительность неработоспособного состояния;

b) безотказность: свойство системы непрерывно выполнять требуемые функции в течение данного периода времени, в заданных условиях. Показателями безотказности, которые можно измерить, являются среднее время между отказами и продолжительность безотказной работы;

c) ремонтопригодность: свойство системы, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению состояния, в котором она способна выполнять требуемые функции, путем технического обслуживания и ремонта. Измеримыми показателями ремонтопригодности являются такие, как среднее время до восстановления и время восстановления;

d) обеспеченность технического обслуживания и ремонта: свойство организации технического обслуживания в заданных условиях по запросу обеспечивать объект ресурсами, требуемыми для технического обслуживания. Измеримыми показателями данного свойства являются: коэффициент использования ресурсов для технического обслуживания и ремонта, необходимость обучения, возможность применения инструментов и оборудования, продолжительность логистических простоев обслуживания и время оборота запасов запчастей.

Существуют другие свойства системы, характеризующие ее работу для конкретных применений. Они включают, но не ограничиваются следующими:

e) восстанавливаемость: свойство системы, заключающееся в ее способности восстановления в состояние, в котором она может выполнять необходимые функции, после отказа без ремонта аппаратного или программного обеспечения. Измеримым показателем этого свойства является среднее время восстановления;

f) тестируемость: свойство системы быть протестированной на определенных уровнях технического обслуживания (по выполнению действий по замене/ремонту) для определения зоны неисправности. Измеримым показателем является процент тестового покрытия;

g) доступность услуги: способность услуги быть полученной в пределах заданных границ и других условий по запросу пользователя. Измеримым показателем является вероятность доступности услуги;

h) сохранение услуги: свойство услуги однажды полученной пользователем быть непрерывно поддерживаемой в заданных условиях в течение требуемого периода. Измеримым показателем является вероятность сохранения услуги в течение заданного периода времени.

Показатель восстанавливаемости зависит от конструкции системы, ее отказоустойчивости и способности к самовосстановлению. Показатели функционирования системы зависят от свойств оборудования системы, ее конструкции, а также структуры распределения ресурсов. Свойства системы полностью зависят от ее конструкции. Показатели функционирования системы определяют на основе возможностей системы и ее надежности.

Показатели надежности системы определяют на основе измерений времени (наработки) и параметров, характеризующих инцидент. Инцидент - это нежелательное или непредвиденное событие, наблюдаемое в процессе испытаний или эксплуатации системы. Следует документировать и расследовать все инциденты. Это необходимо для определения причин возникновения инцидента (отказ системы, ошибка человека или ошибка наблюдений). Отказ ¹⁾ элементов системы может привести к отклонению параметров функционирования системы от требуемых значений. Однако это не всегда приводит к полному прекращению выполнения всех функций системы, а может лишь ухудшить работу системы. Для измерений следует определить состояние системы, классифицируемое как отказ системы в целом.

------------------------------

¹⁾_{См. 3.4.1 ГОСТ 27.002-2015.}

------------------------------

5 Менеджмент надежности системы

5.1 Менеджмент надежности

Надежность является технической дисциплиной и основана на инженерных принципах и практике. ГОСТ Р МЭК 60300-1 и ГОСТ Р 51901.3 использованы в настоящем стандарте для построения стратегий менеджмента надежности и общего применения технических подходов для решения задач надежности и обеспечения надежности элементов. Кроме того, для достижения конкретных целей менеджмента введены процессы менеджмента надежности. Менеджмент надежности включает в себя планирование работ по проектированию, распределению ресурсов, определению задач надежности, мониторингу и обеспечению надежности, измерению результатов, анализу данных и постоянному улучшению. Деятельность в области надежности следует сочетать с действиями в области других технических дисциплин. Это позволяет улучшить результаты разработки проекта. Необходима отработка проекта для обеспечения рентабельного менеджмента проекта системы. Там, где это применимо, следует использовать анализ стоимости жизненного цикла для распределения ресурсов и оптимизации оценки стоимости проекта.

5.2 Обеспечение надежности системы при проектировании

Надежность является ключевым фактором при принятии решений в области управления проектом. Надежность влияет на стоимость реализации проекта. Деятельность в области надежности направлена на получение эффективных решений задач надежности при проектировании. Надежность оказывает большое влияние на результаты проектирования в отношении удовлетворения ожиданий потребителей. С инженерной точки зрения обеспечение надежности системы является важным вопросом, который требует полной интеграции разработки и проектирования с процессами принятия решений. Управление устареванием, оценка риска, принятие компромиссных технических решений, оценка стоимости жизненного цикла, координация аутсорсинга и цепи поставок являются некоторыми примерами деятельности при разработке системы.

Не все проекты предусматривают разработку абсолютно новой системы. Большая часть систем создана путем интеграции подсистем и применения приобретенных существующих объектов для реализации функций системы. В основном в разработке или совершенствовании системы участвует несколько разработчиков подсистем и субподрядчиков по снабжению и оказанию услуг для своевременного завершения работ по проектированию системы. В этой связи менеджмент проекта имеет важное значение для координации различных действий по разработке проекта. Проектирование системы с заданной надежностью может включать конкретные действия:

a) использование новых технологий;

b) разработка требований к надежности системы и ее подсистем;

c) оценка надежности приобретаемых составных частей для использования при обеспечении выполнения функций системы;

d) оценка возможностей поставщиков для выполнения требований надежности;

e) гарантии надежности для приемки системы.

Действия в области обеспечения надежности системы могут быть предусмотрены на любой стадии жизненного цикла системы. Решение некоторых задач надежности может потребовать специальных навыков и подготовки в области конкретных технических дисциплин, таких как разработка программного обеспечения, материально-технической поддержки и надежности человеческого фактора.

5.3 Учет требований проекта

Обеспечение надежности системы направлено на решение конкретных вопросов надежности системы. Учет требований проекта необходим для управления распределением доступных ресурсов и выбора методов эффективного решения задач проектирования. Примеры действий по обеспечению надежности системы с учетом требований проекта:

a) бюджетное планирование распределения ресурсов надежности в соответствии с целями проекта;

b) оценка альтернативных технологий для приобретения высоконадежных комплектующих;

c) применение аутсорсинга при разработке подсистем в соответствии со строгими критериями требований к программному обеспечению, где это имеет решающее значение;

d) обучение в течение необходимого времени для получения достаточного опыта использования новых методов анализа надежности;

e) выбор субподрядчиков по обеспечению технического обслуживания критически важных систем с высокой готовностью без запланированных простоев.

Руководящие принципы учета требований проектирования описаны в ГОСТ Р 51901.3.

5.4 Мероприятия, гарантирующие обеспечение надежности

Мероприятия менеджмента надежности должны быть частью процесса менеджмента качества при проектировании системы. Это необходимо для обеспечения того, что все спланированные и систематические действия выполнены в соответствии с системой менеджмента качества и продемонстрировали по мере необходимости достаточную уверенность в том, что требования к качеству системы и приобретаемых объектов выполнены. Основные действия включают: планирование, распределение ответственности в технической и организационной сфере, верификацию результатов оценки надежности, валидацию данных о надежности системы, мониторинг результативности процесса менеджмента надежности, ведение записей об отказах и анализ данных для оперативных корректирующих и предупреждающих действий, документирование соответствующей информации о надежности и ведение протоколов испытаний для поддержки объективных свидетельств и анализа со стороны руководства для инициирования процесса улучшения. В ГОСТ Р 51901.3 приведена дополнительная информация по выбору элементов программы надежности и задач обеспечения надежности системы.

6 Выполнение обеспечения надежности системы

6.1 Процесс обеспечения надежности

6.1.1 Цель процесса

Установление процесса обеспечения надежности имеет важное значение для успешного управления задачами проекта и координации деятельности. Процесс должен быть интегрирован в технические процессы для облегчения проектирования системы. Процесс обеспечения надежности при проектировании снабжает исходными данными основные точки принятия решений на этапах жизненного цикла системы для облегчения реализации проекта. Эти основные точки принятия решений возникают при завершении критических этапов выполнения проекта: идентификации рынка, разработки системы, реализации продукции, приемки, эксплуатации, модернизации и утилизации системы. Информация о надежности имеет в этих точках решающее значение для обоснования инвестиций.

6.1.2 Жизненный цикл системы и процессы

Отправная точка обеспечения надежности системы находится на самой ранней стадии жизненного цикла системы. На этой стадии жизненного цикла необходимо применять результативный процесс проектирования.

Описание стадий жизненного цикла системы можно рассматривать с точки зрения конструирования систем. Существуют также и другие описания жизненного цикла системы. В ГОСТ Р 51901.3 стадии жизненного цикла объекта описаны с точки зрения управления проектом. В ГОСТ Р 57193 приведено аналогичное описание стадий жизненного цикла системы с точки зрения информационных технологий и разработки программного обеспечения. Рекомендации настоящего стандарта основаны на концепции стадий жизненного цикла системы в соответствии с описанием, приведенным на рисунке 1. Завершение каждой стадии жизненного цикла системы является точкой перехода на другую стадию жизненного цикла, тогда как этапы проекта могут перекрываться (по решению руководства) для достижения основных целей бизнеса. Менеджмент риска в соответствии с ГОСТ Р 51901.3 применяют на протяжении всего жизненного цикла системы.

Рисунок 1 - Стадии жизненного цикла системы

Технические процессы проектирования состоят из последовательности действий, выполняемых на каждом этапе жизненного цикла, предназначенных для достижения целей функционирования и надежности системы. Обеспечение надежности системы не совершается в изоляции. Его выполняют совместно с другими техническими действиями (например, проектированием структуры системы) и вспомогательными мероприятиями (например, по обеспечению качества) для реализации функций системы в соответствии с их предполагаемым применением. В приложении А описана типовая последовательность процессов жизненного цикла системы.

Ключевыми действиями процесса жизненного цикла системы являются следующие:

a) определение требований, идентифицирующее требования пользователей и ограничения в области применения системы;

b) анализ требований, преобразующий представление пользователей о применении системы в технические требования к проектированию системы и включающий в себя разработку рабочего профиля, продолжительности эксплуатации и проекта системы в соответствии с ее целевой задачей;

c) разработка структуры, синтезирующей решение, удовлетворяющее требованиям к системе в соответствии со сценариями ее эксплуатации, с выделением функций аппаратного, программного обеспечения и человеческого фактора;

d) проектирование и оценка функций, определяющие практические средства реализации функций для облегчения поиска компромиссов и оптимизации;

e) создание системы проектной документации, охватывающей сведения о системе, включая данные о надежности проектируемой системы;

f) проектирование системы и подсистем, обеспечивающее выполнение требуемых функций системы и подсистем;

g) создание элементов системы и подсистем в форме аппаратного и программного обеспечения;

h) интеграция системы и подсистем в соответствии со структурой, предусмотренной проектом;

i) верификация системы, подтверждающая, что установленные требования к конструкции выполнены;

j) установка (монтаж), обеспечивающая системе возможность работать с требуемой производительностью в заданных условиях;

k) валидация и ввод в эксплуатацию, обеспечивающие объективные свидетельства того, что система соответствует функциональным требованиям;

l) эксплуатация системы, обеспечивающая оказание системой соответствующих услуг;

m) техническое обслуживание, обеспечивающее возможность эксплуатации системы;

n) улучшение функционирования системы, обеспечивающее ее дополнительными возможностями;

ГАРАНТ:

Нумерация подпунктов приводится в соответствии с источником

р) вывод из эксплуатации и демонтаж системы, завершающие существование системы.

6.1.3 Применение процесса на протяжении жизненного цикла системы

Процесс - это интегрированный набор взаимосвязанных и взаимодействующих действий, которые преобразуют входы в выходы. Процессы используют в качестве моделей для организации функций [например, системы менеджмента качества (СМК), менеджмента проекта)], коммерческих операций (например, соглашение о поставках, цепочка поставок), технического планирования и разработки (например, разработка продукции, оценка системы). В настоящем стандарте рассмотрены технические процессы обеспечения надежности систем.

На рисунке 2 приведен пример модели процесса. В контексте проектирования первичные входы обычно предоставляют собой набор требований или формализованных ожиданий потребителя. Выходы могут состоять из технических данных, описывающих желаемое решение, такое как спецификация, изготовление продукции или предоставление услуг. Существуют другие входы, связанные с процессом контроля и реализации цели. Процесс трансформирует или конвертирует первичные входы в желаемые выходы. Это преобразование зависит от условий, устанавливаемых соответствующими механизмами и влияющими факторами. Некоторые влияющие факторы являются контролируемыми (например рабочие процедуры для активации процесса), другие могут быть неконтролируемыми, (например погодные условия или неожиданные климатические изменения). Для осуществления преобразований необходимы механизмы в виде методов и инструментов. Ниже приведена модель процесса, используемая для описания технических процессов в настоящем стандарте.

Рисунок 2 - Пример модели процесса

Технические процессы используют для двух целей:

a) выполнение конструкторских задач и проведение реконструкций в процессе создания концепции и разработки системы;

b) выполнение действий эксплуатации, технического обслуживания и распоряжения в отношении системы.

Применение технических процессов является одновременно рекурсивным и итеративным до достижения желаемого решения. Это относится ко всем стадиям жизненного цикла системы. Взаимодействие технических процессов не зависит от размера системы и ее структуры. Действия процесса, такие как определение требований, анализ требований и проектирование структуры системы являются техническими подходами "сверху вниз" для получения желаемого решения (т.е. декомпозиции системы вплоть до ее составляющих элементов); вместе с тем интеграция и верификация являются подходами "снизу вверх" к разработке конфигурации системы и валидации ее работоспособности (т.е. создание сначала элементов, а затем системы в целом). Переход от подхода "сверху вниз" к подходу "снизу вверх" происходит при завершении установки системы в начале ввода ее в эксплуатацию. Это называют моделью "V" в инженерной практике, она описана в ГОСТ Р 57193.

Примечание - Для получения дополнительной информации о модели "V" см. ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 15271.

В ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 установлены границы процессов жизненного цикла программного обеспечения. Приведено описание процессов, действий и задач, которые могут быть применены при приобретении программного продукта или услуги и при установке, разработке, эксплуатации, техническом обслуживании и распоряжении программных продуктов. Этот документ может быть использован самостоятельно или вместе с ГОСТ Р 57193.

Типовые примеры применения процесса на каждой стадии жизненного цикла системы приведены в приложении А. Знание типа системы и среды ее применения имеет важное значение для использования процессов на стадиях жизненного цикла соответствующей системы и в соответствии с установленными требованиями к проекту.

6.2 Достижение надежности системы

6.2.1 Цель

Достижение надежности - это действие, направленное на выполнение цели в области надежности и отражает результаты успешного решения задачи. Действия, необходимые для достижения надежности системы, могут быть выполнены с помощью эффективных инженерных усилий, знаний и опыта, примененных на соответствующих стадиях жизненного цикла системы. Целью является обеспечение необходимого уровня надежности для каждой функции системы. Достижение надежности системы является важной целью проектирования, требует координации и демонстрации при приемке системы. Приемка системы обычно предусмотрена конкретным соглашением и представляет собой проверку выполнения требований потребителя. Конечной целью является удовлетворение ожиданий пользователей системы.

6.2.2 Критерии достижения надежности системы

Необходимой надежности системы достигают путем создания системы с соответствующими свойствами и показателями надежности. Критерии достижения надежности системы должны отражать:

a) четкое понимание целей работы системы;

b) глубокое понимание условий эксплуатации;

c) результативное выполнение принципов надежности в рабочей структуре;

d) условия использования;

e) применение соответствующих процессов при изготовлении системы;

f) использование знаний и опыта для экономически эффективного внедрения системы.

Эти критерии могут быть выполнены путем концентрации на ключевых факторах, влияющих на надежность системы. Важными критериями являются критерии, связанные с процессом применения системы и реализацией целей системы. Для пояснения значения надежности системы необходимы соответствующие обоснования. Критерии следует рассматривать при планировании и выполнении проекта. Пользователь должен адаптировать соответствующие действия в области надежности для обеспечения соответствия системы требованиям проекта с точки зрения жизненного цикла системы.

1) Политика менеджмента надежности. Данный критерий влияет на рабочую инфраструктуру, распределение соответствующих ресурсов, распределение ответственности и лидерство надежности проекта. Значение политики в области надежности отражает ориентацию потребителя на стратегию и обязательства, совместные усилия и систематический процессный подход для эффективного применения принципов менеджмента надежности, описанных с ГОСТ Р МЭК 60300-1. Политику менеджмента надежности в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60300-1 применяют ко всем техническим процессам, описанным в настоящем стандарте;

2) база знаний в области надежности. Данный критерий влияет на точность интерпретации потребностей рынка, адекватность соответствующей информации, необходимой для инициирования проекта, применение имеющихся стандартов, спецификаций и конкурентных факторов при заключении контрактов и обоснование надежности для представления объективных свидетельств. Значение базы знаний в области надежности определяет конкурентные преимущества и технологическое лидерство при работе с новыми вызовами в вопросах надежности систем;

3) структура конструкции. Данный критерий влияет на использование технологий применения системы, подбор оборудования, программного обеспечения и человеческих ресурсов для реализации функций системы, интеграции системы, ее работы, обеспечения улучшения и обновления системы. Проектирование структуры системы устанавливает взаимосвязанную и конструктивную схему интеграции и реализации системы. Это облегчает возможность улучшения, расширения возможностей экономически эффективной работы и обеспечения качества услуг. Соответствующее использование технологий позволяет находить компромиссные решения путем придания системе дополнительных свойств и расширения технических ограничений применения системы;

4) координация цепочки поставок. Данный критерий влияет на решения о закупках, аутсорсинге и привлечении субподрядчиков, верификацию и валидацию процедур и документов, процессы мониторинга и гарантии. Значимость менеджмента поставок основана на сотрудничестве покупателя и поставщика и обмене между ними соответствующей информацией в процессе закупок и приобретения. Цепочка поставок обеспечивает необходимую связь для отслеживания важной информации. Координация цепочки поставок способствует улучшению административного процесса, сокращению затрат на снабжение и стимулирует поставки качественных продукции и услуг;

5) вспомогательные системы. Данный критерий связан с использованием методов и инструментов, целесообразностью проектной производительности, потребностями в профессиональной подготовке, введением новой продукции и разработкой стратегий технического обслуживания и материально-технического обеспечения системы. Значение вспомогательных систем видят в улучшении процессов проектирования и поставки и эффективном использовании методов и средств ускорения решения проблем. Вспомогательные системы не всегда являются технически сложными, требующими специальных навыков для их понимания и использования. Некоторые из методологий представляют собой просто контрольные перечни и инструкции по принятию решений для операторов и специалистов по техническому обслуживанию при эксплуатации системы. Дополнительная информация о вспомогательных системах приведена в ГОСТ Р 57193;

6) обратная связь с потребителем и управление информацией. Данный критерий влияет на отношения потребителя в части удовлетворенности и лояльности, обеспечение потребителя качественными услугами, на точность записей об инцидентах, выбор данных для анализа, результативное выполнение корректирующих и предупреждающих действий, установление тенденции изменения производительности системы и хронологических записей о показателях надежности системы. Значение информации об обратной связи состоит в возможности установления тенденций в работе системы, определении областей, требующих внимания и обеспечении объективных свидетельств для верификации и валидации.

6.2.3 Методология обеспечения надежности системы

Выбор методов можно начать с совершенствования критериев и понимания их значения для обеспечения надежности системы. Цель заключается в использовании методов обеспечения надежности системы при ее создании. Обеспечение надежности направлено на придание соответствующей надежности функциям системы.

Существует два подхода к обеспечению надежности функций системы:

a) нисходящий подход к синтезу надежности системы на основе установленных требований к системе и рыночной информации для разработки структуры системы;

b) восходящий подход обеспечения надежности функций системы, основанный на правилах проектирования надежности, отказоустойчивости, снижения риска.

Оба подхода включают определение свойств надежности и определение значений соответствующих показателей. Свойства надежности являются основополагающими для оценки и достижения целевой надежности системы.

Свойства надежности, которые имеют отношение к функционированию системы, зависят от времени. Они могут быть количественно определены и выведены на основе данных наблюдений соответствующих инциденту. Примеры включают процент продолжительности работоспособного состояния системы, вероятность успешного выполнения функции системы в эксплуатации с продолжительностью работы без отказов для демонстрации безотказности и завершение восстановления системы в рамках запланированного простоя, чтобы показать целесообразность действий технического обслуживания.

Однако не все свойства надежности можно легко продемонстрировать в силу временных и стоимостных ограничений, технических ограничений или по другим причинам, связанным с проектом. Примеры включают сложные системы с высокой безотказностью, новые системы при ограниченных данных эксплуатации, программные системы для использования в новых условиях применения и некоторые приобретаемые объекты, без данных эксплуатации о безотказности. В этих случаях необходимо применять другие методы для обеспечения уверенности при использовании и гарантии надежности. Следует отметить, что данные наблюдений о надежности системы являются стохастическими. Они могут включать косвенные оценки других свойств, кроме оцениваемых, которые могут быть получены непосредственно на основе измерений. Типичные методы включают исследования безотказности, ремонтопригодности, моделирование тестовых случаев, модели зрелости и программы повышения надежности.

Количественные значения часто нуждаются в интерпретации. Определение интенсивности отказов по результатам измерений может быть непонятно без объяснения соответствующих условий. В то время как интенсивность отказов может быть использована (как показатель) для сопоставления альтернативных проектных решений, при этом использованные предположения крайне важны для объяснения и обоснования полученных результатов. Это позволяет применить статистические методы для определения предположительных и доверительных границ возможных рисков. В примере из бизнеса среднее время между отказами копировального аппарата может быть не слишком значимым для владельца бизнеса, но количество некачественных копий за месяц использования аппарата будет сказываться на финансовых потерях.

В приложении В приведены примеры применимых методов обеспечения надежности системы. Для выбора соответствующих методов необходимо знание рабочих функций системы и условий применения, описанных в приложении С. Для эффективного применения методов следует сосредоточиться на критических вопросах решения технических задач. Ограничения этих методов при их конкретном применении следует учитывать для правильной интерпретации результатов.

6.2.4 Реализация функций системы

Функции системы могут быть реализованы с использованием аппаратного и программного обеспечения, человеческого фактора или любой их комбинации, обеспечивающей выполнение целей функционирования системы. Ниже описаны общие вопросы, касающиеся выбора и применения этих элементов для успешного обеспечения надежности.

a) Аппаратное обеспечение представляет собой оборудование, широко используемое в конструкции системы. Оно может состоять из механических, электрических, электронных, оптических и других физических компонентов. Они используются в различных конфигурациях для реализации функций аппаратного обеспечения. Большая часть электронной продукции включает в себя элементы аппаратного обеспечения, которые являются относительно изученными при применении. Правила разработки четко установлены. Электронная продукция демонстрирует работоспособность в контролируемых условиях процесса производства. Качество и надежность продукции могут быть установлены соответствующими программами гарантии. Также имеется достаточно большое количество баз данных об испытании и эксплуатации электронной продукции, включающей аппаратные средства, полезные для обеспечения безотказности системы. Однако некоторые виды продукции с активными электронными компонентами чувствительны к различным условиям применения. Физические свойства таких компонентов доминируют среди отказов элементов аппаратного обеспечения, а также причин феномена детской смертности. Конструкция, упаковка и проверка, соответствующие надлежащей безотказности, могут помочь значительно снизить количество отказов. Некоторые элементы аппаратного обеспечения могут изнашиваться в процессе эксплуатации или использования, в то время как другие могут иметь ограниченный срок хранения. Эти проблемы обеспечения безотказности могут быть решены путем осуществления профилактического планового технического обслуживания. Структура аппаратных систем является иерархической. Стратегия технического обслуживания может быть разработана собственными силами на основе функционального проектирования и представлять собой стратегию замены простейших сборочных элементов. Это облегчает техническое обслуживание конструкции и логистическое обеспечение системы и способствует улучшению показателей готовности системы;

b) программное обеспечение состоит из закодированных инструкций, компьютерных программ, установленных правил и процедур работы системы. Закодированные команды используются в программном обеспечении, осуществляющем управление выполнением функций системы. Программные коды трудно проверить на наличие ошибок кодирования без фактического выполнения компьютерных операций. Сбой программного обеспечения, приводящий к отказу системы, обусловлен активацией скрытой ошибки в программном обеспечении. Аккуратность при создании программного обеспечения необходима для минимизации возможного проявления непреднамеренных ошибок в разработке. Используемые подходы включают предотвращение отказов, устранение отказов и обеспечение отказоустойчивости. Они являются формализованными методами создания программного обеспечения. Хотя программное обеспечение не изнашивается, его функции могут ухудшаться вследствие введенных изменений. Поскольку программное обеспечение создается при участии человека, контроль за его созданием сосредоточен на условиях разработки программного обеспечения. Использование методологии "моделей зрелости" как основы для разработки программного обеспечения может быть способом обеспечения надежности функций программного обеспечения. Вопросы программного обеспечения и версии для его обновления должны быть под контролем процесса управления конфигурацией системы для поддержания совместимости функций и повышения надежности системы в эксплуатации;

c) человеческий фактор (взаимодействие человека с функционирующей системой) можно рассматривать как часть функций системы или как функции конечного пользователя системы. Роль человека в работе системы может быть полезна вследствие способности человека смягчать текущую ситуацию или управлять ею. Однако большая часть промышленных инцидентов и изученных крупных аварий может быть следствием ошибок человека как первичной причины неисправности системы или нарушения ее работы. Системы, разработанные для работы человека или использующие труд человека, должны включать человеческий фактор в проект системы, чтобы минимизировать риск возникновения критических отказов, потери свойств, нарушения безопасности или появления угроз для безопасности. Надежность может быть обеспечена путем учета человеческого фактора в правилах проектирования и упрощения задач, выполняемых человеком при работе. Изучение человеческого фактора включает сбор междисциплинарной информации о возможностях и ограничениях человека для применений, включающих взаимодействия "человек-система". Инженерные аспекты состоят в применении информации о человеческом факторе при проектировании инструментов, машин, систем, задач, производственных заданий и окружающей среды для безопасного, комфортного и результативного использования человеком. Обучение и образование человека являются важными обязательными требованиями для функционирования любой системы, требующей взаимодействия с человеком. Стандартизация в вопросах, связанных с человеческим фактором, облегчает интеграцию системы, повышает функциональную совместимость элементов системы и улучшает работоспособность и надежность в целом.

Большая часть функций системы в существующей электронной продукции использует комбинацию программных и аппаратных элементов в конструкции системы. Они предлагают широкий спектр свойств конструкции для различных применений. Надежность функций системы обеспечивают включение правил разработки и использование установленных процессов при применении системы. Компромиссный вариант конструкции может быть найден путем комбинации соответствующих технологий, отвечающих установленным требованиям конкретного применения. Экономический эффект для массового производства может быть получен при использовании модульного принципа компоновки и стандартизации. Система может включать автоматизированные функции самоконтроля и повышения результативности работы в виде встроенных тестов или других схем мониторинга. Вмешательство человека в функции системы может быть обусловлено только требованиями безопасности и охраны или социальными и экономическими причинами. В приложении D приведены контрольные перечни для аппаратного обеспечения, программного обеспечения и человеческого фактора.

6.2.5 Способы определения достижения надежности системы

Существует три общих подхода для определения того, что целевая надежность системы достигнута. Они служат разным целям и обладают различной точностью. На практике обычно используют комбинацию этих подходов:

a) демонстрация - работа системы в реальных условиях в течение времени, превышающего запланированное, что обеспечивает демонстрацию надежности работы системы. Типичные примеры включают:

- хронологию показателей надежности системы в условиях эксплуатации;

- документальную демонстрацию надежности;

- показатели готовности в течение гарантийного периода;

b) логический вывод состоит в применении статистических методов с использованием данных наблюдений соответствующих функций системы на основе установленных критериев и предположений, позволяющих перейти к числовым значениям, характеризующим свойства системы (показатели надежности, характеристики). Типичные примеры включают:

- прогнозирование состояния системы с заданной конфигурацией;

- применение моделирования;

- применение моделей зрелости;

- верификация испытаний системы;

c) прогрессивные свидетельства представляют собой объективные доказательства, полученные в контрольных точках разработки проекта на основе аргументов. Типичные примеры включают:

- безотказность и техническое обслуживание;

- программу повышения надежности.

6.2.6 Объективные свидетельства достижения надежности системы

Ниже приведены ключевые утверждения о характеристиках надежности системы для использования в качестве объективных свидетельств при приемке системы и продукции на этапах жизненного цикла системы. Для аудита и договорных целей объективные свидетельства необходимо документировать и заверять.

a) Утверждение о свойствах надежности и условиях эксплуатации системы, отражающее ожидания пользователей в коммерческой спецификации или предложении, основанном на информации об исследовании рынка. Это утверждение обеспечивает информацию для начала планирования проекта и разработки требований к надежности системы.

b) Заявление о характеристиках работы системы в спецификации надежности системы. Это заявление обеспечивает информацию для установления цели проектирования в области надежности и структуры системы.

c) Заявление о характеристиках безотказности и ремонтопригодности для каждой функции системы в требованиях функционального проектирования. Это заявление обеспечивает информацию для выбора технологии, принятия решений об изготовлении или приобретении комплектующих и установления требований к закупкам.

d) Заявление о характеристиках надежности и ремонтопригодности системы при эксплуатации и техническом обслуживании. Это заявление обеспечивает информацию для планирования и логистического обеспечения, контрактного технического обслуживания и специальных потребностей в обучении.

e) Заявление о соответствующих характеристиках и показателях надежности для приемки продукции, верификации соответствия и валидации результатов работы системы. Это заявление формирует основу для выполнения контрактных соглашений в соответствие с требованиями контракта на поставку продукции.

f) Все отчеты о надежности проекта, содержащие данные анализа надежности, статус испытаний и результаты демонстрации. Эти данные обеспечивают информацию для анализа проекта, изменений проекта, обновления процедур, корректирующих и предупреждающих действий для улучшения проекта.

6.3 Оценка надежности системы

6.3.1 Цель оценки надежности системы

Оценкой является оценка статуса или результатов конкретных действий или проблем в области надежности. Цель оценки состоит в определении способа решения проблемы. Результаты используют для объяснения и обоснования рекомендуемых действий. Процесс оценки облегчает выявление возможных альтернатив или вариантов решения проблемы. Это способствует выбору компромиссных проектных решений и предпочтительной закупаемой продукции. Оценка надежности системы должна соответствовать потребностям конкретного проекта и улучшению процесса.

6.3.2 Виды оценок

Оценка может быть объективной или субъективной. Объективная оценка представляет собой результаты непосредственных измерений объекта. Субъективная оценка присваивает значение свойству, особенности или качеству. Например, оценив качество функции программного обеспечения при применении системы, можно догадаться, как программное обеспечение разработано. Рассмотрение процесса проектирования формирует субъективное мнение об оценке. Цель - обеспечить уверенность пользователя программного обеспечения в его адекватности при применении. Не может быть уверенности в оценке, до тех пор, пока не будет запущено программное обеспечение для определения его качества в реальной работе. Это обеспечивает демонстрацию объективных свидетельств. В инженерной практике используют объективные и субъективные оценки, которые дополняют друг друга.

Ниже приведены основные цели проекта, связанные с оценкой надежности системы в основных точках принятия решения на стадиях жизненного цикла системы.

a) Идентификация рынка - определение потребностей рынка для обоснования инвестиций в разработку новой системы или модернизацию существующей системы для обеспечения конкурентности системы. Анализ рынка важен для обоснования основных инвестиций, включающих обязательства в отношении ресурсов. Действия по разработке системы включают идентификацию возможностей и ресурсов, оценку новой технологии для реального применения, анализ конкурентоспособности и ожиданий пользователя системы, определение степени обеспечения технического обслуживания, необходимого для поддержки и эксплуатации новой или усовершенствованной системы, а также определения ограничений по времени эксплуатации и стоимости при выходе системы на рынок, обеспечение соблюдения обязательных требований и определения экологических последствий внедрения системы. Первоначальную структуру и конфигурацию системы следует рассмотреть на соответствие сценариям эксплуатации системы. Стоимость жизненного цикла системы должна быть проверена на предмет возврата инвестиций. Ключевые оценки надежности для идентификации рынка включают в себя:

- прогнозирование надежности системы для удовлетворения ожидаемых потребностей рынка;

- оценку новых технологий, подходящих для применения в системе, влияющих на показатели надежности;

- идентификацию критических вопросов надежности, влияющих на удобство обслуживания и работоспособность системы;

- оценки надежности продукции потенциальных поставщиков и субподрядчиков;

- гарантию технического обслуживания, готовности и безопасности до тех пор, пока система не будет выведена из эксплуатации.

b) Проектирование и разработка системы - создание конструкции системы и оценка альтернативных вариантов. После выбора конструкции следует разработка системы. Это является одним из основных объектов инвестиций капитала и ресурсов. Действия по разработке системы включают анализ требований, конструирование конфигурации, проектирование и оценку технологии, субподрядные работы и выбор поставщиков, изготовление и интеграцию системы, квалификационные испытания и верификацию, установку и транспортирование. Ключевыми оценками надежности на стадии проектирования и разработки являются:

- оценка функций системы, влияющих на показатели надежности;

- оценка структуры системы для оптимизации конфигурации системы с точки зрения безотказности;

- оценка доступности технического обслуживания;

- моделирование и оценка показателей готовности для определения критических неисправностей системы, уменьшения количества отказов и потребностей сопровождения при эксплуатации;

- верификация и анализ проблем безотказности для выбора корректирующих действий;

- оценка программ надежности поставщиков и субподрядчиков;

- оценка производства приобретаемой продукции, влияющей на повышение безотказности;

- оценки гарантийных стимулов и требований логистической поддержки при обеспечении безотказности.

c) Изготовление и производство системы. Целью является выполнение решений о приобретении и разработке элементов подсистем и выполнение обязательств по выделению ресурсов для изготовления и интеграции системы. Ключевыми оценками надежности на стадии изготовления и производства являются:

- оценка элементов системы и приобретаемой продукции на соответствие требованиям надежности для интеграции подсистем;

- оценка соответствия подсистем требованиям надежности;

- оценка процесса обеспечения качества;

- оценка результатов испытаний подсистем для интеграции системы;

- оценка результатов испытаний системы для подготовки к приемке системы.

d) Приемка системы в эксплуатацию. Целью является демонстрация потребителю готовности системы для приемки. Приемка системы означает передачу ответственности за эксплуатацию системы потребителю. С этого момента начинается гарантийный период (система отвечает ожиданиям конечных пользователей). Ключевыми оценками надежности на стадии приемки системы являются:

- оценка работы системы путем наблюдения за эксплуатацией системы и ведения записей об инцидентах;

- оценка потребностей в подготовке кадров и компетентности операторов и специалистов по техническому обслуживанию у потребителя;

- создание координационного центра для сбора данных и анализа данных об инцидентах для определения изменений показателей надежности и критичности неисправностей системы, требующих немедленных корректирующих действий;

- оценка технического обслуживания системы в эксплуатации и эффективности логистического обеспечения;

- выполнение процедур управления изменениями проекта и управления конфигурацией.

e) Улучшение системы. Целью является обоснование инвестиций для улучшения и модернизации существующей системы. Эти действия включают действия, аналогичные мероприятиям по проектированию и разработке новой системы и модернизации части системы. Для обеспечения функциональной совместимости и возможности улучшения работы системы следует рассмотреть вопросы преемственности существующей системы. Ключевыми оценками надежности системы на стадии улучшения системы являются:

- анализ стоимости и получаемых преимуществ для выполнения изменений;

- оценка влияния на показатели надежности изменений, связанных с добавлением новых свойств;

- реакция потребителей на предлагаемые изменения;

- оценка риска и значения улучшений.

f) Вывод системы из обращения или эксплуатации. Целью является изъятие системы из эксплуатации. Ключевыми оценками надежности на стадии вывода из эксплуатации являются:

- оценка стоимости вывода системы из эксплуатации;

- оценка выполнения обязательных и экологических требований при выводе системы из эксплуатации.

6.3.3 Методология оценки надежности системы

Методология оценки надежности связана с вопросами, касающимися процессов, подходов и стратегий.

Методология оценки надежности охватывает два важных процесса верификации и валидации:

a) верификация - процесс подтверждения результатов оценки. Верификацию следует проводить для поддержки решений в главных точках принятия решений на каждой стадии жизненного цикла системы;

b) валидация - процесс, обеспечивающий объективные свидетельства того, что система соответствует фактическим требованиям и ожиданиям пользователя.

Способы оценки часто являются уникальными с учетом различных ситуаций реализации проекта. Они включают в себя сочетание следующих подходов:

1) аналитического подхода включающего в себя такие действия, как анализ проектирования, моделирование системы, проверка соответствия стандартам и оценка соответствия спецификации;

2) экспериментального подхода включающего в себя такие действия, как испытания и техническая оценка функций системы, сборочных единиц приобретаемой продукции, интеграции подсистем, и приемка реальной системы;

3) консультативного подхода, включающего в себя такие действия, как анализ экспертов, использование наилучшей промышленной практики, консультации с поставщиками об информации о продукции, опрос потребителей и обратная связь с пользователями, участие в цепочке поставок, разработка инфраструктуры и улучшение;

4) договорного подхода, включающего в себя такие действия, как установление приемлемых границ риска для воздействия на окружающую среду при эксплуатации системы, для разработки продукции в конкретных регионах, переработки побочных продуктов и утилизации отходов, разработка экономических стимулов и социальных преимуществ в контрактных соглашениях и соблюдение изменений обязательных требований.

Стратегии требований оценки должны быть направлены на два основных аспекта проектирования надежности систем:

a) применение - аспект относится к соответствию специальным применениям проекта, отвечающим договорным требованиям. Необходимые действия направлены на оценку и анализ надежности системы в главных точках принятия решений жизненного цикла системы. Методы, разработанные для оценки, как правило, используют для валидации приобретаемой продукции и валидации системы или подсистем;

b) технология - аспект связан с оценкой технологий в стратегии проектирования и схемами сопровождения системы для облегчения обеспечения надежности работы системы. Основные оценки направлены на оценку технологических приемов, которые могут быть использованы при проектировании системы и определение жизнеспособности вспомогательных систем непрерывного сопровождения эксплуатации системы. Вопросы, касающиеся оценки и устаревания технологий, должны быть частью стратегии определения оценок.

6.3.4 Значимость и последствия оценки

Оценка является предпосылкой и ключевым входом для принятия решений по проекту. Усилия по оценке должны быть рациональными и оправданными. Решения, принимаемые на основе оценок, должны быть выполнены в течение разумных сроков для достижения ожидаемого значения или преимуществ проекта. Это создаст необходимую уверенность в поддержке решений, принимаемых при проектировании. Следующие ключевые вопросы, которые показывают значение оценки, приведены для иллюстрации. Приведены типичные примеры, подчеркивающие их существенное влияние на выходы проекта:

a) время выполнения оценки важно для получения значимых результатов. Значимость оценки существенно снижается, если результаты оценки недоступны во время принятия главных решений. Например, прогнозирование безотказности, проведенное в процессе проектирования системы, может обеспечить важное понимание для отбора технологии, проектирования структуры, определения конфигурации и выбора элементов и компонентов системы для выполнения функций системы. Прогнозирование после завершения разработки проекта имеет ограниченное значение, если система скомпонована и готова к изготовлению;

b) обоснование стоимости оценки до начала ее определения целесообразно для планирования и результативного менеджмента проекта. Например, процесс PDCA в системах менеджмента качества, как правило, используют в качестве основы для планирования деятельности по определению оценок. Анализ инвестиций, связанный с оценкой, имеет решающее значение для обоснования крупных капитальных затрат и новых приобретений;

c) обеспечение поддержки инфраструктуры необходимо для выполнения методов оценки. Оно может включать изменение технических и организационных процедур для выполнения которых требуются время и усилия. Например, любая организация стремится к переходу от процесса модели зрелости программного обеспечения к процессу интеграции модели зрелости программного обеспечения. Для достижения признанного статуса и сертификации производства необходима корректировка технических ресурсов и методов управления;

d) планирование непредвиденных расходов помогает избежать неожиданных результатов проектирования или незапланированных задержек. Это может оказать влияние на распределение ресурсов, перераспределение работы, цепочки поставок, поставки продукции поставщиками и влияет на выполнение обязательств по вводу в эксплуатацию и приемке системы потребителем. Например, в основных точках принятия решений должны быть предусмотрены планы непредвиденных расходов, как часть процесса оценки, таких как проведение идентификации альтернативных поставщиков в случае нарушений, допущенных поставщиками, проведение технических проверок работ на критических проектах для удовлетворения целей поставок и изучение способов устойчивого финансирования капитальных вложений.

6.4 Измерение надежности системы

6.4.1 Цель

С инженерной точки зрения измерение надежности системы представляет собой процесс, при выполнении которого показателю надежности присваивают количественное значение. Количественное значение выводят на основе наблюдаемых данных о временных показателях и количестве появлений инцидентов, что характеризует надежность системы. Процесс оценки включает в себя следующие действия:

a) определение типа и цели измерений в соответствии с контрактом, при эксплуатации или в конкретных условиях, таких как оценка продукции для количественного определения свойств надежности;

b) определение соответствующих данных и особенностей источников, данных для измерений;

c) использование эффективных вспомогательных систем, облегчающих процесс измерения, например, применение систем сбора данных, записей об отказах, результатах анализа и корректирующих действий, вопросников для обследования или других приемов;

d) интерпретация результатов измерений для установления тенденций изменения показателей работы, определение критических вопросов и рекомендуемых действий управления с объяснением и обоснованием;

e) документирование результатов измерений для хранения записей и объективных свидетельств аудита качества;

f) в [1] установлен процесс измерений, применимый к проектированию систем и программного обеспечения.

6.4.2 Классификации

Существует четыре общих класса измерений надежности для удовлетворения потребностей конкретного проекта.

a) Измерения присущих системе свойств надежности. Целью измерения является присвоение значения, характеризующего присущие системе свойства надежности. Этот класс измерений полезен для сопоставления свойств надежности проектов системы с различной структурой и конфигурацией. Процесс измерения выполняют на стадии концепции и определения системы для определения показателей надежности альтернативных вариантов. Цель направлена на обеспечение свидетельств возможности соответствия системы целям в области надежности для контрактных предложений или запросов. Количественные значения могут быть установлены в виде вероятности работоспособного состояния, среднего времени между отказами, ресурса или интенсивности отказов, которые количественно характеризуют готовность или безотказность системы. Измерения обычно выполняют методами прогнозирования в соответствии с ГОСТ Р 27.301.

b) Измерения надежности системы для оценки работы и эксплуатации. Целью измерений является присвоение количественного значения показателю надежности системы в эксплуатации. Этот класс измерений полезен для оценки надежности на стадии проектирования и разработки, когда приобретаемую продукцию и подсистемы испытывают для проверки адекватности работы. Эти измерения используют на стадии эксплуатации и технического обслуживания системы для определения соответствия установленным целям эксплуатации и обеспечения надежности. Процесс измерений проводят путем испытаний приобретаемой продукции, подсистем и интегрированной системы для верификации и валидации работы системы и отслеживания ее состояния в эксплуатации. Данными измерений являются данные квалификационных испытаний продукции, результаты испытаний поставщиками подсистем, данные приемочных испытаний, записи и отчеты об эксплуатации и инцидентах. Числовые значения могут быть представлены в виде вероятности безотказной работы, вероятности отказа, продолжительности безотказной работы (наработки до первого отказа), ресурса, процента безотказной работы, частоты и продолжительности простоев.

c) Измерения надежности системы для улучшения ее работы. Целью является присвоение значений для количественного и качественного определения степени удовлетворенности потребителя или для определения значимости для потребителя улучшения системы. Это косвенные измерения, которые помогают определить влияние существенных свойств надежности на работу системы. Этот класс измерений направлен на поиск прямой и обратной связи с потребителем о работе системы или на определение значения обслуживания системы на этапе эксплуатации и технического обслуживания. Процесс измерений проводят посредством обследования пользователей, аудита, оценки рыночной цены, прямых контактов и диалога с потребителями и поставщиками. Обследования удовлетворенности потребителей направлены на выявление вопросов, волнующих потребителя. Разработку функций качества, как правило, используют для оценки работы системы, определения потребностей потребителей их преобразования в соответствующие технические требования и определения последующих действий в соответствии с этими требованиями. Значения могут быть установлены по шкале от 1 до 5 включительно для обозначения рейтингов от "плохо" до "превосходно".

d) Измерения надежности системы для определения экспозиции риска. Целью измерений является назначение количественного значения экспозиции риска, когда систему используют для охраны и безопасности. Это косвенное измерение для определения критичности свойств надежности, влияющих на работу функций системы. Этот класс измерений выполняют на стадии концепции и определение системы для выявления критических функций и элементов системы для конкретного применения системы или выполнения системой установленной задачи. Процесс оценки включает в себя определение вреда или угрозы, путем назначения их значимости и частоты возникновения. Классификация рисков может быть установлена качественно путем классификации событий, на катастрофические, критические, крупные, мелкие или незначительные. Значения вероятности присваивают для указания серьезности ситуации, например, один критический отказ за 10 лет. В ГОСТ Р 51901.1 установлены методы оценки риска, влияющего на надежность работы системы. Подобный метод использован в стандартах серии ГОСТ Р МЭК 61508 (см. также ГОСТ IEC 61508-3) по уровням безопасности для ранжирования функций безопасности (см. также ГОСТ Р МЭК 61508-1).

6.4.3 Источники измерений

Измерения показателей надежности системы могут быть выполнены путем испытания при моделировании условий эксплуатации, когда могут быть собраны соответствующие данные, или в реальной эксплуатации. Показатели надежности системы также можно оценивать с помощью прогнозирования на основе хронологических данных эксплуатации аналогичных систем или сведений из баз данных надежности при знании конфигурации системы и функций, составляющих систему элементов.

Данные измерений, связанные с надежностью, также могут быть получены из других источников, таких как программы испытаний поставщиков, данных технического обслуживания, сведений о гарантийных обязательствах и опросов потребителей. Важно, чтобы достоверность данных, используемых для оценки надежности, была проверена.

6.4.4 Вспомогательные системы

Достоверность данных для измерения надежности имеет важное значение для обеспечения точности, убедительности и непротиворечивости процесса получения и сбора данных. Это гарантирует, что соответствующие данные правильно использованы при анализе данных, что позволяет правильно интерпретировать результаты анализа. Проект системы сбора данных и ее форматы должны быть простыми и понятными для сбора соответствующей информации. Использование записей автоматизированных баз данных и доступ к интерактивной веб-информации повышает целесообразность применения системы сбора данных. Существуют различные, используемые в инженерной практике системы экономически эффективного сбора данных и облегчения измерений надежности. Эти системы являются неотъемлемой частью инфраструктуры системы менеджмента надежности. В зависимости от их конкретных функций эти системы могут быть классифицированы как вспомогательные системы для облегчения разработки надежности. Типичные вспомогательные системы, как правило, используют для сбора данных, записей об инцидентах, анализа проблем и корректирующих действий. Они включают в себя:

a) записи об отказах, информацию об анализе и корректирующих действиях, в том числе информацию о несоответствиях и отказах при испытаниях в процессе разработки, испытаний и интеграции системы;

b) данные об испытаниях приобретаемых систем для выявления аномалий при производстве для отслеживания темпов выхода продукции, выявления проблем и анализа причинно-следственных связей во время сборки продукции;

c) записи об инцидентах при эксплуатации системы, в том числе об инцидентах, влияющих на непрерывную работу системы, записи о действиях по техническому обслуживанию, критичности инцидента и отчет последующих запросов поддержки и времени, необходимого для устранения инцидента;

d) данные системы обеспечения запасными частями, в том числе данные о расходовании запасных частей и времени, необходимом для пополнения набора запасных частей, распределении запасных частей и о переустройстве запасов;

e) информацию системы обратной связи, в том числе жалобы пользователей, проблемы поставщиков и предложения сотрудников по улучшению инфраструктуры, стратегического планирования и решению проблем, которые повышают ценность проектов и менеджмента организаций.

6.4.5 Интерпретация

Правильная интерпретация результатов измерений имеет важное значение для оперативных корректирующих и предупреждающих действий и поддержки эффективной эксплуатации системы. В следующих примерах показано важное значение данных измерений или анализа после расшифровки и интерпретации для последующих действий:

a) приобретаемые и собранные данные должны соответствовать требованиям проекта. Для этого необходимо надлежащее планирование и разработка планов экспериментов. Для получения данных необходимы время и усилия. Если данные не могут быть использованы для решения текущих задач, то их не следует собирать. Цели процесса измерений должны быть четко определены. Например, сбор данных об эксплуатации старых систем, разработанных много лет назад, больше не изготавливаемых и не обслуживаемых, не слишком полезен для проектирования новой системы, использующей другие технологии;

b) преобразование измерений и интерпретация результатов должны содержать логические выводы для рекомендуемых действий. Данные измерений и собранная информация должны допускать проведение дальнейшего анализа, если это необходимо, для поддержки основополагающих обоснований или аргументов при принятии логических решений по обоснованию рекомендуемых действий. Следует отметить, что различная интерпретация измерений надежности может привести к различному пониманию при принятии решений. Например, коэффициент готовности 99,9997 % системы коммутации может быть подходящим для использования при вычислении вероятности функций системы, но было бы сложно разработать соответствующую схему демонстрации готовности системы;

c) при определении проблем надежности необходимо учитывать критичность, что способствует выявлению опасных ситуаций. Такие проблемы, обычно возникают в ситуациях, которые могут вызвать значительные угрозы безопасности без оперативного решения. Эти вопросы надежности могут включать аспекты, касающиеся ответственности и экспозиции риска, если они неправильно оценены в момент их возникновения. Эксплуатация система следует установленным процедурам. Инциденты системы фиксируют в соответствии с оценкой их критичности. Некоторые важнейшие вопросы должны быть решены немедленно или в течение ограниченного периода времени. Другие не критичные вопросы могут быть отложены на более позднее время или до модернизации системы. Например, модификация конструкции системы при ее эксплуатации для устранения временной проблемы без надлежащего выполнения процедуры изменения конструкции может создать неизвестные долгосрочные опасности. Временные мелкие изменения программного обеспечения для устранения локализованной проблемы без тщательного расследования могут привести к нарушению безопасности или работы системы в целом. Конструкция системы может включать средства, обеспечивающие отказоустойчивость. Если такие функции были отключены при введении временных изменений без надлежащего разрешения, то система не защищена. Процесс интерпретации должен выявлять и предупреждать появление таких проблем, чтобы избежать повторения подобных инцидентов. Предупреждающие знаки и этикетки, размещенные в надлежащих местах, могут привлечь внимание.

Библиография

[1]	ISO/IЕС 15939	Systems and software engineering - Measurement process
[2]	DEF STAN 00-42	Part 3: Reliability and Maintainability Assurance Guide - Reliability and Maintainability Case
[3]	IEC 60300-3-10	Dependability management - Part 3-10: Application guide - Maintainability
[4]	IEEE Std 1175.1	IEEE guide for CASE tool interconnections - Classification and description
[5]	ISO/IEC 14102	Information technology - Guideline for the evaluation and selection of CASE tools
[6]	ISO/IEC 15940	Information technology - Software Engineering Environment Services