Методы расчета надежности сложных систем. Методы расчета надежности устройств с основным соединением элементов и устройств с параллельным соединением элементов.
Расчеты надежности имеют своей целью получение количественных значений показателей надежности исследуемого объекта. Эти расчеты стали обязательным элементом на всех этапах разработки, создания и использования технических систем.
При анализе надежности системы основную трудность представляет составление структурной схемы расчета и аналитических (расчетных) формул. Если они имеются (например, взяты из справочника), то расчет не представляет затруднений и получает преимущества перед другими способами исследования надежности.
Существующие в настоящее время расчетные формулы получены при большом числе ограничений (допущений). Наиболее часто такими ограничениями являются:
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ. 1. Из определения параллельного соединения элементов вероятность отказа системы равна:
(1.21)
2. Вероятность безотказной работы системы:
(1.22)
Пример 1.3. Система состоит из n параллельно соединенных равнонадежных подсистем, вероятность безотказной работы каждой из которых Определить потребную кратность резервирования, чтобы вероятность безотказной работы системы была не ниже
Решение:
При параллельном соединении элементов
Дальнейшее совершенствование показателей надежности современных сложных систем продолжает оставаться актуальной задачей. Важнейшими направлениями совершенствования являются внедрения показателей надежности, учитывающих индивидуальную надежность конкретных объектов; показателей надежности, учитывающих влияние надежности на эфф-ть, влияние программного обеспечения, человеческого фактора, живучести и достоверности.
Понятие сбоев и отказов программно - аппаратных средств. Классификация отказов по различным признакам: характер отказов, взаимосвязь отказов, происхождение отказов, устойчивость отказов.
Отказ - событие, заключающееся в том, что система полностью или частично теряет свойство работоспособности.
Сбой - кратковременное нарушение работоспособности системы, после которого работоспособность восстанавливается оператором без проведения ремонта или самовосстанавливается
КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ. Отказы объектов могут классифицироваться по многим признакам, например, по условиям возникновения, внешним проявлениям, способам обнаружения. В табл. 1.1 приведена классификация отказов по основным признакам. При анализе надежности конкретного объекта классификация его отказов позволяет выявить причины отказов, а значит, найти пути повышения надежности.
Следует отметить, что в общей массе отказов ЭВМ преобладают сбои, т.е. самоустраняющиеся отказы. Хотя сбои и рассматриваются как самоустраняющиеся отказы, для устранения их влияния на вычислительный процесс, как правило, требуется принятие специальных мер (введение дополнительных программ устранения последствий сбоев, дополнительной аппаратуры, вмешательства оператора). Это обусловлено тем, что во время сбоев может быть искажена часть данных, хранимых в памяти ЭВМ. Более подробно остановимся на внезапных и постепенных отказах. Внезапному отказу может не предшествовать постепенное накопление повреждений, он возникает внезапно. Причинами внезапных отказов электронной аппаратуры обычно являются скрытые дефекты их производства. В процессе эксплуатации могут создаться условия (пиковые нагрузки, тряска, вибрация, температурный скачок, помехи), при которых скрытый дефект приводит к отказу элемента. Таблица 1.1
Постепенный отказ возникает в результате постепенного накопления повреждений, главным образом, вследствие износа и старения материалов. В следствии разной природ происхождения, внезапные и постепенные отказы подчиняются различным закономерностям, поэтому должны быть различны и способы борьбы с ними. Для уменьшения числа внезапных отказов используется тренировка и приработка систем в условиях, близких к условиям эксплуатации, с целью выявления скрытых дефектов производства, а также введение защиты от помех, перегрузок, вибрации и т.п. Уменьшению числа постепенных отказов способствует своевременная замена блоков, выработавших свой технический ресурс. Отказы в ИС целесообразно подразделять на аппаратные и программные.