Safety and reliability are rigorously assessed during the design of dependable systems. Probabilistic risk assessment (PRA) processes are comprehensive, structured and logical methods widely used for this purpose. PRA approaches include, but not limited to Fault Tree Analysis (FTA), Failure Mode and Effects Analysis (FMEA), and Event Tree Analysis (ETA). In conventional PRA, failure data about components is required for the purposes of quantitative analysis. In practice, it is not always possible to fully obtain this data due to unavailability of primary observations and consequent scarcity of statistical data about the failure of components. To handle such situations, fuzzy set theory has been successfully used in novel PRA approaches for safety and reliability evaluation under conditions of uncertainty. This paper presents a review of fuzzy set theory based methodologies applied to safety and reliability engineering, which include fuzzy FTA, fuzzy FMEA, fuzzy ETA, fuzzy Bayesian networks, fuzzy Markov chains, and fuzzy Petri nets. Firstly, we describe relevant fundamentals of fuzzy set theory and then we review applications of fuzzy set theory to system safety and reliability analysis. The review shows the context in which each technique may be more appropriate and highlights the overall potential usefulness of fuzzy set theory in addressing uncertainty in safety and reliability engineering.

چکیده :

امنیت و قابلیت اطمینان در دوره طراحی سیستم‌های قابل اعتماد ارزیابی شده است. فرایندهای ارزیابی ریسک احتمالات روش‌های مفهومی، ساختاریافته و منطقی هستند که به صورت گسترده بدین منظور به کار رفته است. روش‌های PRA نه تنها شامل محدودیت برای تحلیل درخت خطا، تحلیل اثرات و حالت انحراف و تحلیل درخت رویداد است. در PRA معمولی، داده‌های شکست در مورد مؤلفه‌ها با اهداف تحلیل کمی مورد نیاز است.در عمل، این مورد همیشه برای دسترسی کامل این داده‌ها مطابق با عدم دسترسی‌پذیری مشاهدات اصلی و  کمیابی داده‌های آماری در مورد انحراف مؤلفه‌هاست. برای سامان‌دهی برخی موقعیت‌ها، تئوری مجموعه فازی به صورت موفقیت‌آمیزی در روش‌های PRA مفصل برای ارزیابی امنیتی و قابلیت اطمینان تحت شرایط عدم اطمینان عمل می‌کند. این مقاله بررسی نظریه مجموعه فازی را براساس روش‌های اعمالی برای مهندسی امنیت و قابلیت اطمینان مورد توجه قرار داده که شامل FTAفازی، FMEA فازی، ETA فازی، شبکه‌های بیزی فازی، زنجیره مارکوف فازی و شبکه‌های پتری فازی است. در ابتدا، ما مبنای مرتبط نظریه مجموعه فازی را تشریح ساخته و سپس کاربردهای مجموعه فازی را برای تحلیل قابلیت اطمینان و امنیت مورد توجه قرار می‌دهد. بررسی نشان‌دهنده زمینه‌ای است که در آن  هر تکنیک ممکن است مناسب‌تر  از دیگری است و فایده بالقوه‌ی کلی نظریه مجموعه فازی در جهت‌دهی عدم اطمینان در مهندسی امنیت و قابلیت اطمینان یافت می‌شود.

واژگان کلیدی : امنیت، قابلیت اطمینان، نظریه مجموعه فازی، تحلیل درخت خطا، شبکه بیزی، زنجیره مارکوف.

۱.مقدمه:

سیستم‌های بحرانی امنیت به صورت گسترده‌ای در صنایعی چون هوافضا، خودروسازی، پزشکی و بخش‌های انرژي به کار می‌رود. سیستم‌هایی که در این طیف طبقاتی از کیسه هوای خودرو تا سیستم‌های پیش‌رانشی برای فضاپیما را شامل می‌شود؛ با وجود این آنها همگی یک دارایی مشترک را تسهیم می‌کنند؛ انحراف آنها پتانسیل اثرات فاجعه‌باری را در زندگی بشر همچنین برای محیط زیست داراست. به همین دلیل این مورد انتظار است که سیستم‌های بحرانی امنیتی سطح بالایی از امنیت و قابلیت اطمینان را پردازش کنند، در حالیکه بوسیله یک انحراف مختل نشده است که اغلب پیش شرطی برای امنیت محسوب می‌شود. هر دو ویژگی حیاتی بوده و هنگامی که سیستم‌ها پیچیده‌تر شد، پیش‌بینی آنها از طریق تحلیل نقش حیاتی در طراحی و توسعه موفق سیستم ایفا می‌کند. به همین صورت، با افزایش پیچیدگی تحلیل‌ها نیز دشوارتر می‌شوند.

روش‌های مختلف ارزیابی ریسک احتمالی برای ارزیابی امنیت و قابلیت اطمینان سیستم به کار می‌رود. تحلیل درخت خطا یکی از وسیع‌ترین روش‌های PRA در تخمین امنیت و قابلیت اطمینان سیستم است. در درخت‌های خطا، ارتباطات منطقی میان خطاها و دلایل آنها به صورت تصویری نمایش داده می‌شود. FTA ماهیتی استقرایی دارد یعنی تحلیل با رویدادی در صدر آغاز و از صدر درخت به سمت برگ‌ها ی درخت برای تعیین دلایل ریشه‌ای رویداد اصلی بازمی‌گردد. نتایج تحلیل نشان‌ می‌دهد چگونه خطاهای مؤلفه‌ای مختلفی یا شرایط محیطی خاص می‌تواند با هم برای ایجاد یک انحراف در سیستم عمل کنند.

پس از ساخت یک درخت خطا، تحلیل در دو مرحله انجام می‌شود : یک سطح کیفی و یک سطح کمی. تحلیل کیفی معمولاً با کاهش درخت‌های خطا برای حداقل‌سازی مجموعه‌های برشی همراه است که مجموع گسسته محصولات شامل کوچکترین از رویدادهای اساسی ضروری می‌شود که برای ایجاد یک موقعیت خطرناک مثل انحراف سیستم کافی‌اند. در تحلیل کمی، احتمال رخداد انحراف سیستم و دیگر شاخص‌های با قابلیت اطمینان کمی از جمله شاخص‌های اهمیت محاسبه شده در نظر گرفته می‌شود که نرخ انحراف یا احتمال مؤلفه‌ی مستقل سیستم را ارائه می‌دهد. نتایج تحلیل کمی به تحلیل‌گران شاخصی در مورد قابلیت اطمینان ارائه داده و همچنین به تعیین مؤلفه‌ها یا بخش‌هایی از سیستم که بحرانی‌اند  کمک می‌کند بنابراین تحلیل‌گران می‌توانند تأکید بیشتری بر مؤلفه‌های بحرانی یا بخش‌ها با رده‌بندی مراحل ضروری شامل مؤلفه‌های کاهنده در مدل سیستم نمایند.

نوع فایل: pdf مقاله و pdf  ترجمه و word ترجمه مقاله

سال انتشار مقاله: 2018

نوع مقاله: ISI

مجله: International Journal of Approximate Reasoning

شما می توانید این مقاله بسیار عالی را با پرداخت 19 هزار تومان (نصف هزینه تایپ و نه ترجمه ) از سایت دنیا فایل دانلود نمایید.