HWRU/CE Project - TU Delft

48

CHƯƠNG 5 - PHÂN TÍCH TÍNH TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG

5.1 Giới thiệu về phương pháp phân tích ñộ tin cậy của hệ thống

Trước khi thảo luận về ñộ tin cậy của một hệ thống, cần hiểu rõ về ý nghĩa của từ hệ thống.
Một hệ thống là:”một nhóm các thành phần hoặc quá trình có chung mục ñích”.
Giữa các thành phần và các quá trình có mối liên hệ lẫn nhau và có thể có cả quan hệ với các
thành phần hay quá trình nằm ngoài hệ thống.
Chương 3 thảo luận về phân tích ñộ tin cậy và xác suất xảy ra hư hỏng của một thành phần.
Khi nói phân tích rủi ro của một hệ thống thì hệ thống ñó có thể do một hay nhiều thành phần
cấu thành. Ví dụ ñiển hình về hệ thống ñó là hệ thống ñèn ñiện chiếu sáng như trong hình 5.1
(ñèn chiếu sáng giáng sinh). Hệ thống ñèn ñiện như vậy gọi là hệ thống nối tiếp. Nếu một
bóng ñèn bị hư hỏng (cháy) thì toàn hệ thống sẽ ngừng hoạt ñộng. Hình 5.1 Ví dụ về một hệ thống ñèn ñiện mắc nối tiếp.

Hình 5.2 ñưa ra một loại cấu hình khác của hệ thống ñèn ñiện chiếu sáng ñược dùng trong văn
phòng. Hệ thống này gọi là hệ thống song song. Nếu một bóng ñèn trong hệ thống này bị cháy,
hệ thống không bị ngừng hoạt ñộng và các bóng ñèn khác vẫn sáng. Như vậy các thành phần
của hệ thống làm việc ñộc lập nhau.
Ứng dụng trong các lĩnh vực khác, có thể gặp các hệ thống hoặc quá trình tương tự. Một hệ
thống có thể ñược cấu thành bởi các thành phần hay quá trình vật lý, hoặc tạo thành bởi một
loạt các kiểu sự cố, hoặc là sự kết hợp các kiểu sự cố với các thành phần hệ thống.
Thông qua phương pháp phân tích chức năng hoạt ñộng của một hệ thống người ta có thể tìm
ñược tập hợp nhỏ nhất các sự kiện có thể gây ra sự cố cho hệ thống ñó. Tập hợp này gọi là tập

việc. Như vậy, có thể có hai sự kiện dẫn ñến sự cố của hệ thống:
E
1
= Bóng ñèn không hoạt ñộng (cháy)
E
2
= Công tắc ñèn không hoạt ñộng (hỏng)
Xác suất xảy ra ít nhất một trong hai trường hợp trên có thể xác ñịnh ñược thông qua (5.1).
Lúc này, xác suất xảy ra sự cố E
1
hoặc E
2
là:

f 1 2 1 2 1 2
1 2 1 2 1
P = P(E E ) = P(E ) + P(E )- P(E E )
= P(E ) + P(E ) P(E ) P(E | E )
∪ ∩
−

(5.1)
Phương trình cho thấy xác suất xảy ra sự cố của hệ thống không chỉ phụ thuộc xác suất xảy ra
sự cố của từng thành phần không hoạt ñộng mà còn liên quan ñến xác suất có ñiều kiện. Do
vậy mà sự phụ thuộc thống kê của sự cố thành phần ñóng vai trò quan trọng.
Giả sử trong trường hợp này, nếu các kiểu sự cố là ñộc lập thống kê thì xác suất xảy ra sự cố
là:

f 1 2 1 2
P P(E ) P(E ) P(E )P(E )

P(E ) = P(R < S)
(5.4)
Nếu các sự cố E
1
và E
2
là các biến cố loại trừ lẫn nhau thì phương trình (5.1) trở thành:

f 1 2
P = P(E ) + P(E )
(5.5)
Nếu hư hỏng của thành phần này dẫn ñến hư hỏng của các thành phần khác thì, khi ñó mối
quan hệ phụ thuộc thống kê ñược mô tả theo:

1 2 1 2 1 2 1 2
P(E ) P(E | E )=P(E ) P(E | E )=min(P(E ),P(E ))

(5.6)
Khi ñó, xác suất xảy ra sự cố của toàn hệ thống là:

f 1 2
P = max(P(E ),P(E ))

(5.7)
Theo các trường hợp trên, nếu không xác ñịnh ñược sự phụ thuộc giữa các kiểu sự cố của các
thành phần thì xác suất xảy ra sự cố hệ thống có thể ñược xác ñịnh trong biên giới hạn giữa
xác suất xảy ra sự cố hệ thống theo phương trình (5.5) và (5.7):
(
)
(

1 2 1 2 1 2
( ) ( ) P(E E ) ( ) ( ) + ( ) ( )
Φ − Φ − ≤ ∩ ≤ Φ − Φ − Φ − Φ −
β β β β β β
(5.9)
trong ñó
(
)
(
)
;
1
ii
EP
−
Φ−=
β

;
1
2
12
*
2
ρ
ρββ
β
−
−
=

(
)
1 2 1 2 2 1 f 1 2 2 1
P E P E P E P E P P E P E P E
+ − Φ −β − Φ −β ≤ ≤ + − Φ −β
* * *(5.10)
Phương pháp Ditlevsen cũng tương ứng với phương pháp tính xác suất cấp ñộ II, theo ñó hệ
số tương quan ñược tính là:

∑
=
=
n
i
iii
1
21
ρααρ
(5.11)
trong ñó:
i1
α
là giá trị
α
của X
i
, theo phương pháp tính toán cấp ñộ II nếu Z

<∪∪<∪<∪<

332211
(5.12)
Như vậy, xác suất xảy ra sự cố tính theo phương pháp cấp ñộ III của hệ thống nối tiếp có n
thành phần cũng giống như hệ thống nối tiếp có 2 thành phần. Số các phép tính tăng. Nếu áp
dụng phương pháp cấp ñộ II ñể tính xác suất hư hỏng của từng thành phần thì biên của xác
suất xảy ra sự cố trong hệ thống nối tiếp có n thành phần là:
n
i i f i i
i=1
max(P(R < S )) P P(R < S )
≤ ≤
∑
(5.13)
Các biên này khá rộng. Ditlevens cũng ñưa ra công thức ñể tính các biên hẹp hơn ñối với n
thành phần. ðó là:
( ) ( )
( )
( )
( )
jjii
ij
n
i
iif
f
i
j
jjiiii

0,max
1
1
12
11
(5.14)HWRU/CE Project - TU Delft

52

Xem ví dụ dưới ñây ñể thấy sự khác nhau giữa phương trình (5.13) và (5.14).
Ví dụ 5.1
Một hệ thống nối tiếp với n thành phần như hình 5.5. Tải trọng của tất cả các thành phần là
như nhau và tải trọng ñược xem như phân phối chuẩn. ðộ bền của các thành phần là như nhau
và tuân theo luật phân phối chuẩn giả thiết. ðộ bền của các thành phần khác nhau tương quan
với nhau.
Hình 5.5. Hệ thống thanh chịu kéo nối tiếp.
Giữa ñộ bền của tất cả thành phần ñược xem là tương quan với nhau có hệ số ảnh hưởng
tương quan là
ρ
= 0.7. Các thông số phân phối ñộ bền và tải trọng là:


Z
5
f
i
= = 280 160 = 120
= + = 28.28
= = 4.24
P = ( ) = 1.1 10
−
− −
µ µ µ
σ σ σ
µ
β
σ
Φ − ⋅
β

ðể tính biên theo phương pháp Ditlevsen thì phải xác ñịnh trước hệ số tương quan giữa Z
i
và
Z
j
. Biểu thức tổng quát xác ñịnh hiệp phương sai (covariance) là:

i j i j i i j j i j
Cov(Z Z ) = Cov(R R ) Cov(R S ) Cov(R S ) +Cov(S S )
− −

Do tải trọng và ñộ bền ñộc lập vì vậy ta áp dụng công thức sau:

28.28
680
2
===
ji
ji
ZZ
ji
ZZ
ZZCov
σσ
ρ

Sau khi ñã có hệ số tương quan ta có thể tính các biên Ditlevsen.
Theo Ditlevsen, nếu β
i
= β
j
= β thì:

ij
*
i jf
= P(Z < 0 Z < 0) = 2 ( ) ( )
P
∩ Φ −β Φ −
β

với:
S 1 2 n

ρ
Φ −β Φ − ⋅
β

Với các giá trị của P
f
ij
, biên trên và dưới theo phương pháp Ditlevsen ñược tính như trong
bảng 6.1. Các biên cơ sở phải thỏa mãn P
f
i
≤ P
f
≤ n ⋅ P
f
i
.
Bên cạnh xác suất xảy ra sự cố chính xác, hình 5.6 còn ñưa ra các biên thấp và cao cơ sở (xem
phương trình 5.13) và biên hẹp hơn theo phương pháp Ditlevsen (xem phương trình 5.14).
Hình cũng có so sánh với xác suất xảy ra sự cố chính xác.

Bảng 5.1 Biên giới hạn trên và dưới của xác suất xảy ra sự cố theo phương pháp Ditlevsen.

n
i ij
n i 1
f f
i 2 j 1
max P P 0
,

upper
limit
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8.5Α10
-6

1.5Α10
-5

1.8Α10
-5

1.9Α10
-5

1.9Α10
-5

1.9Α10
-5

1.9Α10

-5

1.1Α10
-4

5.0Α10
-6

7.5Α10
-6

1.0Α10
-5

1.3Α10
-5

1.5Α10
-5

1.8Α10
-5

2.0Α10
-5

2.3Α10
-5

2.5Α10

-5

2.8Α10
-5

3.7Α10
-5

4.5Α10
-5

5.4Α10
-5

6.2Α10
-5

7.1Α10
-5

7.9Α10
-5

8.8Α10
-5Bằng phương pháp H
OHENBICHLER
and R

R
i
là ñộ bền của thành phần i.
Nếu các ñộ bền thành phần là ñộc lập nhưng với hàm phân bố xác suất như nhau thì ta áp
dụng công thức:

sys
n
R sys R sys
F (R ) = 1 (1 F (R )
)
− −

(5.16)
Công thức này chỉ áp dụng ñể xác ñịnh ñộ bền hệ thống nếu tất cả các thành phần có cùng tải
trọng hay các tải trọng thành phần ñộc lập có cùng phân bố xác suất.
Trong trường hợp ñầu, hàm tin cậy là: Z = R
sys
- S.
Trong trường hợp thứ hai ta có thể xác ñịnh ñược tải trọng thành phần lớn nhất bằng cách áp
dụng thuyết tối ña.
Hàm phân phối xác suất tải trọng cực ñại là:

sys i
n
S sys S sys
F (S ) = (F (S )
)
(5.17)
trong ñó:

 
 
 

(5.18)
trong ñó:
ρ(R
x
, R
x + ∆x
) là hệ số tương quan giữa ñộ bền tại vị trí
x
và vị trí
xx
∆
+
;

d
là khoảng cách tương quan phụ thuộc từng sự cố
Nếu mỗi vị trí có cùng chỉ số ñộ tin cậy
β
thì xác suất xảy ra sự cố của hệ thống là:

f R
L
P = ( ) 1+
d
β
 


(5.20)
trong ñó
E
i
là hư hỏng của thành phần i (i = 1, 2, , n)
Xác suất xảy ra sự cố của hệ thống là:

f 1 2 1 3 1 2 n n 1
P = P(E ) P(E | E )P(E | E , E ) P(E | E E )
−
… …

(5.21)
Nếu sự cố E
i
ñộc lập thống kê thì:

f 1 2 n
P = P(E ) P(E ) P(E )
…

(5.22)
Sự cố của hệ thống song song có thể ñược ñịnh nghĩa là bù của phần không hư hỏng. Một hệ
thống không ñược gọi là gặp sự cố nếu có ít nhất một thành phần không hỏng. Vì vậy xác suất
xảy ra sự cố ñược biểu diễn bằng công thức:

1 2 n
f
P = 1 P(E E E )


(5.24)
trong ñó:
R
1
, R
2
là phản lực cực ñại lần lượt của cột 1 và 2
R
sys
là ñộ bền của hệ thống
Tuy nhiên, tính hợp lệ của công thức ñộ bền này phụ thuộc rất lớn vào sự ứng xử của các
thành phần sau khi ñạt ñược phản lực cực ñại. Xác suất hư hỏng của một cột ñược mô tả với
khoảng sự cố là:

i
S
R <
2

(5.25)
Nếu bị gãy thì cột không còn ñộ bền thặng dư nữa, lúc này khoảng sự cố của hệ thống là:

2 1
S
(R < S) R <
2
 
∩
 


( )
( )
f 1 2 1 1
1 2 1 1 2
1 2
S S
P =P (R + R ) < S| R < P R <
2 2
S
= P (R + R ) < S P R < | (R + R ) < S
2
= P (R + R ) < S
   
   
   
 
 
 

(5.29)
Theo công thức tính xác suất xảy ra sự cố như trên, trong trường hợp sau ñộ bền hệ thống có
thể ñược tính là tổng ñộ bền của các thành phần. Ví dụ này cho thấy tầm quan trọng của loại

HWRU/CE Project - TU Delft

57

nguyên vật liệu cũng như ñộ bền thặng dự của các thành phần khi tính ñộ bền và xác suất xảy
ra sự cố của hệ thống song song.

5.3 Phân tích hệ thống

5.3.1 Giới thiệu phương pháp phân tích hệ thống
Phân tích hệ thống bắt ñầu bằng việc mô tả chức năng nhiệm vụ của hệ thống và của các bộ
phận cấu thành nên hệ thống (các thành phần hệ thống). Cách xác ñịnh xác suất xảy ra sự cố
ñối với hệ thống nối tiếp và song song ñã ñược chỉ ra tại các phần trước. Tuy nhiên, một hệ
thống trong thực tế thường không chỉ ñơn thuần là một hệ thống nối tiếp hay song song. Khi
ñó, cần phải tiến hành chia hệ thống thành các hệ thống con ñể phân tích.
Hầu hết các hệ thống con là tập hợp của một số các thành phần vật lý hay các quá trình vật lý.
Hơn nữa, một hệ thống con cũng có thể ñược phân biệt theo chức năng của nó trong hệ thống.
Theo cách phân chia này, những yêu cầu về chức của hệ thống cũng là những yêu cầu về chức
năng của các hệ thống con.
Các thành phần vật lý hay các quá trình vật lý có thể tạo thành các thành phần của các hệ
thống con khác nhau, do ñó các hệ thống con này có liên quan lẫn nhau. Bằng cách sử dụng
một ma trận biểu diễn các mối quan hệ này, ta có thể xác ñịnh ñược yêu cầu về chức năng
hoạt ñộng của các hệ thống con cũng như các quá trình vật lý của hệ thống.
Bên cạnh ñó các mối quan hệ giữa các hệ thống con khác nhau với các yêu cầu nhiệm vụ khác
nhau cũng có thể ñược xác ñịnh từ ma trận. Hình 5.9 minh họa phần ñầu của một ma trận
dạng này.
Một hệ thống vật lý con có thể là một phần của vài hệ thống chức năng con, do ñó có thể nảy
sinh mâu thuẫn về các yêu cầu nhiệm vụ giữa các các hệ thống con.
Bắt ñầu bằng việc mô tả hệ thống, các sự kiện có thể hoặc không dẫn ñến sự cố của hệ thống
ñược diễn tả. Các hệ thống con khác nhau có thể có chung một sự kiện cơ bản dẫn ñến xảy ra
sự cố. Trong trường hợp ñó, hệ thống có thể bị hư hỏng do một nguyên nhân chung (phổ biến).
Ví dụ như ñộng ñất có thể dẫn ñển sụp ñổ nhiều hệ thống khác nhau. Mặt khác, các hệ thống
con khác nhau có thể có cùng một kiểu sự cố. ðó gọi là kiểu sự cố phổ biến/sự cố chung.

HWRU/CE Project - TU Delft

58

này là luôn phải phân tích tất cả các thành phần và hệ thống con, có thể một số chỉ ñóng vai
trò thứ yếu hoặc không quan trọng trong toàn hệ thống hay quá trình.
Một cách khác ñể triển khai phương pháp FMEA là tiếp cận tư trên xuống. Cách này ñòi hỏi
phải tiến hành phân tích hệ thống trong 2 hay nhiều giai ñọan. Hình 5.9 Sơ ñồ FMEA.

Giai ñoạn ñầu tiên là chia hệ thống theo các khối chức năng nhiệm vụ. Mỗi khối chức năng là
tập hợp các thành phần hay hệ thống con có cùng một chức năng làm việc.
ðối với từng khối chức năng, căn cứ vào thông tin và hiểu biết liên quan ñến các ñiều kiện
làm việc yêu cầu của hệ thống và/hoặc các kinh nghiệm với các hệ thống con tương tự, cùng
loại, tiến hành liệt kê các tình trạng làm việc không mong muốn và những hậu quả của chúng.
Việc xác ñịnh các tình trạng làm việc không mong muốn của từng khối chức năng ñóng vai
trò quan trọng ñối với khả năng ñáp ứng yêu cầu làm việc của toàn hệ thống. Việc quyết ñịnh
có thực hiện tiếp phân tích ñối với khối chức năng trong giai ñoạn tiếp theo hay không, phụ
thuộc chủ yếu vào yếu tố này. Khi tiếp cận theo phương pháp này, có thể tiết kiệm thời gian
và khối lượng phân tích nhưng một số kiểu sự cố có thể bị bỏ sót.
Kết quả áp dụng phương pháp FMEA cho một hệ thống cung cấp nước giặt ñược minh họa
trong Bảng 5.2.
Bảng 5.2 Sổ tay liệt kê FMEA

Thành phần: ống nước
Chức năng: cung cấp nước
Các sự cố Nguyên nhân có
thể
Hậu quả Hành ñộng triển
khai

HWRU/CE Project - TU Delft

máy bơm.
Thiết kế van ñôi

5.3.3 Phương pháp FMECA (Các kiểu sự cố, phân tích ảnh hưởng và các trạng thái giới
hạn - Failure modes, Effects and Criticality Analyses)
Phương pháp này phát triển từ FMEA bằng cách ñưa thêm ma trận trạng thái giới hạn. Trong
ma trận này các kiểu sự cố khác nhau và hậu quả của chúng ñược thể hiện có liên quan với
nhau, các hậu quả ñược phân loại theo mức ñộ nghiêm trọng. Thêm vào ñó, ma trận cũng thể
hiện tần số xuất hiện của từng kiểu sự cố. Theo phương pháp này, các kiểu sự cố nguy hiểm
và hậu quả nghiêm trọng nhất ñược ñánh giá là có trọng số lớn nhất.
Trong các hệ thống khác nhau, dữ liệu trong ma trận giới hạn là khác nhau. Các yếu tố có thể
là:
λ
i
là tần số xuất hiện kiểu sự cố i;
t
i
là khoảng thời gian hệ thống hay hệ thống con vận hành;
P
si
là khả năng mà kiểu sự cố dẫn ñến tác ñộng ảnh hưởng cuối cùng;
S
i
là hệ số thiệt hại biểu diễn mức ñộ trầm trọng (ñánh giá trọng số) của hậu quả
Hệ số giới hạn ñược xác ñịnh dựa vào các dữ liệu nêu trên:

i i i si i
C = t
λ
P S

Với sự hỗ trợ của cây sự kiện, có thể xác ñịnh ñược một loạt các các yếu tố dẫn ñến sự cố.
Sơ ñồ Hình 5.12 chỉ ra cách xác ñịnh xác suất ñể hệ thống trong hình 5.10 làm việc bình
thường (ñể ñèn sáng) và hệ thống gặp sự cố (ñèn tắt).

Hình 5.10 Cây sự kiện của hệ thống mạch ñiện mắc nối tiếp và song song.

HWRU/CE Project - TU Delft

62Hình 5.11 Cây sự kiện của hệ thống barrier ngăn nước.

Hình 5.12 Xác ñịnh xác suất ñể hệ thống mạch ñiện trên hình 5.10 làm việc bình thường và
gặp sự cố.
5.3.5 Cây sự cố
Cây sự cố ñưa ra một chuỗi logic cho tất cả các sự kiện mà có thể dẫn ñến cùng một sự cố
không mong muốn gọi là “sự cố cuối cùng” hay sự cố của hệ thống ñang xem xét. Sự cố này
nằm ở cấp trên cùng, hay ngọn của sơ ñồ cây. Hình 5.13 ñưa ra cây sự cố ñối với hệ thống mô
tả trong hình 5.10.
E
1
, E
2
và E
3
là các sự cố cơ sở. Sự cố E
1
:”ðèn 1 không sáng”. Nút trên của các sự cố cơ sở
cho biết ñiều kiện liên quan giữa các sự cố cơ sở ñể dẫn ñến sự cố tiếp theo, trên nút ñó. ðiều

S
ự
c
ố

H
ệ
th
ố
ng song song

Hệ thống nối tiếp

HWRU/CE Project - TU Delft

64Hình 5.14 Cây sự cố trong trường hợp “cổng biểu quyết”.

Nếu sự cố của các thành phần là ñộc lập thống kê và xác suất xảy ra sự cố là như nhau ñối với
tất cả các thành phần thì xác suất của hệ thống ñược xác ñịnh bằng công thức sau:

e
e
n
k
n k
f
f f

∩Ē
2
∩E
3
),
(Ē
1
∩E
2
∩E
3
) và
(
)
321
EEE ∩∩ dẫn tới sự cố. Nếu các sự kiện là ñộc lập, xác suất xảy ra sự cố
sẽ là

f 1 2 3 1 3 2
2 3 1 1 2 3
P = P(E ) P(E )(1 P(E )) + P(E ) P(E )(1 P(E ))
+ P(E ) P(E ) (1 P(E )) + P (E ) P (E ) P (E )
− −
−

(5.33)
”Cổng ñiều kiện” là một trường hợp của “cổng và” khi một trong những sự kiện bên dưới là
sự kiện ñiều kiện. Hình 5.15 minh họa trường hợp này. Sự kiện cạnh “cổng ñiều kiện” là sự
kiện ñiều kiện, nó chỉ có thể xảy ra nếu sự kiện ban ñầu ñã xảy ra.



Hình 5.16 Cây sự cố của hệ thống ñê biển với “cổng và ưu tiên”.

Xác suất xảy ra sự cố của hệ thống là:

f 1 2 1 3 1 2
P = P(E ) P(E | E )P(E | E E )
∩

(5.34)
trong ñó:
E
1
hư hỏng tuyến ñê chính, tuyến 1.
E
2
hư hỏng tuyến ñê 2.
E
3
hư hỏng tuyến ñê 3.
Trường hợp cuối cùng, “cổng hoặc loại trừ” là nâng cao của “cổng hoặc”. Trong loại cổng
này, nếu một trong các sự cố bên dưới xảy ra thì sự cố kép sẽ xảy ra.
Ta xem ví dụ về hệ thống ñóng gói. Một hệ thống ñóng gói có thể chia thành một hệ thống
cung cấp sản phẩm ñể ñóng gói, một hệ thống cung cấp nguyên liệu ñóng gói (cung cấp bao
bì) và một hệ thống thực hiện ñóng gói sản phẩm.
Khi ñó, sự cố của hệ thống ñược ñịnh nghĩa là: “Hệ thống cho ra sản phẩm chưa ñóng gói
hoặc ñưa ra các thùng rỗng không có sản phẩm bên trong”.
Không gian sự cố của hệ thống là:

1 2 1 2

− ∩
−

(5.36)
Sử dụng các biên giới hạn trên và dưới cho
(
)
21
EEP ∩
ñể xác ñịnh gần ñúng xác suất xảy ra
sự cố của hệ thống.
Ký hiệu của các sự cố/sự kiện trong sơ ñồ cây tham khảo theo Bảng 5.4.
Bảng 5.4 5.3.6 Sơ ñồ nguyên nhân-hậu quả
Khi sử dụng cây sự kiện và cây sự cố ñể phân tích hệ thống, chỉ có 2 trạng thái ñể chỉ tình
trạng của mỗi thành phần hay hệ thống con ñó là có khả năng hoạt ñộng hoặc hư hỏng. Hậu
quả của mỗi sự cố không ñược xem xét như một biến ngẫu nhiên liên tục. Bất lợi nữa của sơ
ñồ cây sự kiện và cây sự cố là không chỉ ra ñược hậu quả do sự cố của một thành phần hay hệ
thống con khi cả hệ thống hoạt ñộng tổt. Sơ ñồ nguyên nhân - hậu quả là sự kết hợp của cây
sự kiện và cây sự cố.
Hình 5.19 ví dụ về một sơ ñồ nguyên nhân -hậu quả của hệ thống công trình phòng lũ vùng
biển, trong ñó hậu quả do một thành phần hư hỏng ñược mô tả là hàm số phụ thuộc các biến
ngẫu nhiên liên tục có liên quan.
Bằng việc áp dụng các phương pháp tính toán cấp ñộ III, phân phối xác suất của hậu quả và
rủi ro của hệ thống có thể xác ñịnh ñược cho sơ ñồ này.

HWRU/CE Project - TU Delft


nhiều nguyên vật liệu hơn hoặc có thể cải thiện hệ thống bằng cách thêm vào một hệ thống dự
phòng.
2. Tính Kinh tế
Có thể xem chi phí cho một hệ thống con là một hàm số phụ thuộc xác suất xảy ra sự cố. Do
ñó, ta có thể tính giá thành như là một hàm của xác suất cho phép xảy ra sự cố của toàn hệ
thống. Bằng phương pháp thử dần ñúng hay các phương pháp nâng cao khác, có thể xác ñịnh
xác suất hư hỏng chỉ ñịnh của hệ thống con với tổng giá thành nhỏ nhất.
3. Tính hợp pháp - tuân thủ luật lệ
Hệ thống phải luôn tuân theo tính hợp pháp về các tiêu chuẩn liên quan trực tiếp ñến an toàn.
Hơn nữa, khách hàng có thể ñưa ra các yêu cầu phụ trợ ảnh hưởng ñến việc gán xác suất xảy
ra sự cố hệ thống.
4. Cân bằng bền vững và chấp nhận rủi ro
Xu hướng hiện nay là xem xét những hệ thống mới hay ñộc nhất khác với các hệ thống con.
Trong những trường hợp này, nếu gán một xác suất xảy ra sự cố thấp thì không ñược coi là
không hợp lý. Thực tế cho thấy nếu không gán các hệ thống con mà xem xét hệ thống là một

HWRU/CE Project - TU Delft

69

tổng thể thì nên dự trù 20% khoảng an toàn dự phòng với các kiểu sự cố chưa xác ñịnh ñược
và những bất lợi tiềm ẩn khác có thể xảy ra với hệ thống.
Việc phân tích xác suất xảy ra sự cố trong các giai ñoạn thiết kế tiếp theo có thể thực hiện chi
tiết hơn. Trong các giai ñọan này, có thể phải phân phối lại xác suất xảy ra sự cố một cách
thích hợp. Kết quả gán xác suất xảy ra sự cố cuối cùng ñược thực hiện trong tính toán kiểm
ñịnh xác suất xảy ra sự cố ñối với hệ thống trong hồ sơ thiết kế cuối cùng.
5.4.2 Xem xét hệ thống
Cấu trúc của toàn hệ thống ñóng vai trò quan trọng khi xác ñịnh ñộ lớn xác suất xảy ra sự cố
của một hệ thống con. Mối liên kết giữa các hệ thống con (thuộc dạng nối tiếp hay song song)
cũng ảnh hưởng lớn ñến xác suất xảy ra sự cố. Thông thường một hệ thống con thuộc dạng

, Structural reliabiliy theory and its applications.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York, March 1982.
5.4. V
ROUWENVELDER
, A.C.W.M. and J.K. V
RIJLING
, Probabilistic design (in Dutch:
“Probabilistisch ontwerpen”). Delft University of Technology, Faculty of Civil
Engineering, Delft, September 1987.
5.5.R
OOS
, A.J.
DE
, Methods for determining and processing probabilities. Secretary of labour,
Voorburg, 1985.