L'affidabilità in fase di progetto: una metodologia di analisi in regime di incertezza

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 Esse nascono dalla necessità  di risoluzione di  problemi di tipo  
qualitativo ed operativo, e possono essere identificate come :  
1) Parametri RAM e Metodi di Analisi 
2) Incertezza dei Dati 
3) Analisi multicriterio 
 
Il primo punto  è indispensabile per risolvere i problemi di qualità che 
assumono sempre più importanza e che diventano , mediante 
l’assegnazione di attributi che la valutino, indispensabili per una 
valutazione di  competitività di una determinata soluzione che , per 
essere analizzata , richiederà l’utilizzo di appositi Metodi di Analisi. 
Nel “Capitolo I” viene definito, a questo scopo, il ruolo che hanno i 
parametri RAM in fase di progettazione; essi diventano quindi non 
solo un attributo di qualità ma uno strumento attivo, fin dalla fase 
previsionale, che condiziona e contribuisce ad una selezione delle 
alternative. 
Vengono quindi forniti come supporto teorico i metodi di analisi ed 
indicati criteri per la scelta delle metodologie più opportune. 
 
Il concetto di qualità non  può prescindere dalla conoscenza dello 
“stato del sistema”  e ciò suggerisce che è molto più  realistico ed 
indicativo abbandonare un approccio di tipo deterministico in favore di 
uno probabilistico  che tenga conto del concetto di “incertezza del  
dato” che diventa quindi insieme ai parametri RAM un ulteriore 
attributo di qualità. 
Nel “Capitolo II”, seguendo un approccio bayesiano, si descrive come 
l’incertezza del dato, una volta formulate ragionevoli ipotesi sulla 
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distribuzione caratterizzante il dato di partenza, vada a condizionare 
l’affidabilità del sistema. 
Nell’ambito del modello esponenziale per l’affidabilità del 
componente (ovvero t.d.g. costante nel tempo) si osserva come 
l’aleatorietà ambientale implichi l’aleatorietà della stessa funzione di 
affidabilità del sistema. 
 
Le varie fasi di progettazione devono essere assistite da strumenti che 
consentano la risoluzione di problemi di tipo operativo quali la 
selezione delle alternative  e l’ottimizzazione di quelle più appetibili, 
questi strumenti sono forniti dalle Analisi Multicriterio . 
Nel “Capitolo III” viene affrontato proprio il problema di come le 
Analisi Multicriterio costituiscano un valido sistema di supporto alle 
decisioni ed a questo scopo viene indicato un “indice di perdita” come 
strumento di selezione e valutazione. 
Viene inoltre affrontato il problema dell’ottimizzazione, sia in regime 
deterministico che probabilistico, indicando alcune tecniche di 
ripartizione ottima dell’affidabilità. 
 
Una volta poste le basi teoriche, nel “Capitolo IV” viene presentata la 
procedura di progettazione in cui si richiamano, nelle varie fasi in cui 
essa si articola, gran parte degli argomenti sviluppati nei capitoli 
precedenti. 
Terminata la descrizione generale  della procedura, se ne verifica la 
validità nello studio di progettazione di una S.S.E. per Metropolitana.  
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Nell’indicare una struttura di massima per la S.S.E. ne vengono 
esaminate alcune diverse soluzioni mediante tecniche multicriteriali; si 
ottengono inoltre interessanti indicazioni che saranno presentate nelle 
conclusioni. 
 
Viene proposta infine una tecnica di ottimizzazione in cui viene tenuto 
in conto il problema dell’incertezza del dato, fornendo un supporto 
teorico che servirà per l’implementazione della Parte Numerica che 
viene sviluppata nel “Capitolo V” . In esso si esegue una 
ottimizzazione affidabilistica della S.S.E. minimizzando il costo totale 
ed ottenendo dati che forniscono  indicazioni significative da seguire 
per “avvicinarsi” il più possibile al target di affidabilità richiesto. 
L’implementazione si avvale di programmi, ideati appositamente 
nell’ambiente di programmazione “Matlab” , i cui listati vengono 
presentati nell’ “Appendice”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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NOTAZIONI 
 
Le principali abbreviazioni utilizzate nel corso della tesi sono  qui riportate per 
comodità : 
RAM           Affidabilità - Disponibilità – Manutenibilità 
FA           Funzione Affidabilità 
MTTF           Tempo medio al guasto 
PHM           Modello a tasso di guasto proporzionale 
tdg           tasso di guasto 
pdf           funzione distribuzione di probabilità 
cdf           funzione di distribuzione cumulata 
v.a.           variabile aleatoria 
 ∗     Distribuzione Gamma 
NLG           Distribuzione Negative Log Gamma 
LN           Distribuzione Log Normale 
NLLN           Distribuzione Negative Log Log Normale 
FMEA           Analisi dei modi di avaria e dei relativi effetti 
FMECA        Analisi dei modi di avaria e dei relativi effetti e criticità 
FTA              Analisi dell’albero di guasto 
RDB              Diagramma affidabilistico a blocchi  
RA                 Ripartizione dell’affidabilità 
A.M.              Analisi multicriterio 
DM              Decisore 
 
Le formule riportate che vengono richiamate durante l'esposizione sono state 
numerate in ogni capitolo mediante l'uso di due indici: il primo che indica il 
capitolo di appartenenza, il secondo che cresce progressivamente nel capitolo 
stesso. Analoga notazione viene seguita per tabelle e figure.