- •1. Основные понятия, термины и определения 8
- •2. Количественные показатели аппаратурной надежности асоиу 27
- •3. Математические модели надежности аппаратуры асоиу 41
- •4. Расчет надежности невосстанавливаемой аппаратуры асоиу на этапе проектирования 49
- •5. Расчет надежности ремонтируемых систем 63
- •6. Основы моделирования и расчета надежности программных средств 73
- •7. Основы эргономики асоиу 87
- •8. Основы организации испытаний асоиу на надежность 107
- •9. Основные принципы обеспечения качества промышленной продукции 117
- •Введение
- •1. Основные понятия, термины и определения
- •1.1. Система и ее элементы
- •1.2. Основные функции асоиу
- •1.3. Понятия надежности и отказа системы (элемента)
- •1.4. Основные определения в области качества и надежности программного обеспечения (по) асоиу
- •1.5. Основные определения в области надежности подсистемы человек-оператор асоиу
- •1.6. Факторы, влияющие на надежность асоиу
- •1.6.1. Контроль технического состояния асоиу в процессе эксплуатации
- •1.6.2. Влияние внешних воздействующих факторов при эксплуатации асоиу
- •1.7. Проблема стандартизации в области надежности и качества
- •2. Количественные показатели аппаратурной надежности асоиу
- •2.1. Основные показатели надежности невосстанавливаемых объектов
- •2.1.1. Вероятность безотказной работы
- •2.1.2. Вероятность отказа
- •2.1.3. Средняя наработка до отказа
- •2.1.4. Интенсивность отказов
- •2.2. Показатели надежности восстанавливаемых объектов
- •2.2.1. Показатели безотказности восстанавливаемых объектов
- •2.2.1.1. Параметр потока отказов
- •2.2.1.2. Средняя наработка на отказ объекта
- •2.2.2. Показатели ремонтопригодности
- •2.2.2.1. Вероятность восстановления
- •2.2.2.2. Среднее время восстановления
- •2.2.2.3. Интенсивность восстановления
- •2.2.3. Показатели долговечности
- •Комплексные показатели надежности
- •2.3.1. Коэффициент готовности
- •2.3.2. Коэффициент оперативной готовности
- •2.3.3. Коэффициент технического использования
- •Коэффициент сохранения эффективности
- •3. Математические модели надежности аппаратуры асоиу
- •3.1. Модели потоков событий
- •3.1.1. Простейший поток отказов
- •3.1.2. Потоки Эрланга
- •3.2. Законы распределения дискретных случайных величин
- •3.2.1. Биномиальный закон распределения числа появления события а в m независимых испытаниях
- •3.2.2. Пуассоновское распределение появления n событий за время t
- •3.3. Законы распределения непрерывных случайных величин
- •3.3.1. Экспоненциальное распределение
- •3.3.2. Нормальное распределение
- •3.3.3. Гамма-распределение
- •3.4. Модели случайных процессов
- •3.3.1. Марковские процессы
- •4. Расчет надежности невосстанавливаемой аппаратуры асоиу на этапе проектирования
- •4.1. Составление логических схем
- •4.2. Расчет надежности нерезервированной невосстанавливаемой системы
- •Учет влияния режимов работы элементов на надежность
- •4.4. Расчет надежности невосстанавливаемых резервированных систем
- •4.4.1. Резервирование с целой кратностью с постоянно включенным резервом или нагруженное резервирование замещением с абсолютно надежными переключателями
- •4.4.1.1. Общее резервирование
- •4.4.1.2. Раздельное резервирование
- •4.4.1.3. Общее резервирование с дробной кратностью
- •4.4.2. Резервирование замещением ненагруженное и облегченное с абсолютно надёжными переключателями
- •4.4.2.1.Общее ненагруженное резервирование замещением
- •4.4.2.2. Облегченное резервирование замещением
- •В случае показательного распределения наработки до отказа
- •4.4.3. Резервирование с учетом надежности переключателей
- •4.4.4. Скользящее резервирование
- •5. Расчет надежности ремонтируемых систем
- •5.1. Общая характеристика методов расчета надежности ремонтируемых систем
- •Вычисление функций готовности и простоя нерезервированных систем
- •5.3. Особенности расчета резервированных систем
- •5.3.1. Ненагруженное резервирование с восстановлением
- •5.3.2. Нагруженное резервирование замещением
- •Расчет надежности восстанавливаемых систем, перерывы в работе которых в процессе эксплуатации недопустимы
- •Примеры решения типовых задач
- •Основы моделирования и расчета надежности программных средств
- •6.1. Модель анализа надежности программных средств
- •6.2. Статистика ошибок по асоиу
- •6.3. Количественные характеристики надежности по асоиу
- •6.4. Модели надежности программного обеспечения
- •6.4.1. О возможности построения априорных мнп
- •6.4.2. Непрерывные эмпирические модели надежности по (нэмп)
- •6.4.3. Дискретные эмпирические модели надежности по (дэмп)
- •6.5. Способы обеспечения и повышения надежности по
- •6.5.1. Основы организации тестирования программ
- •6.5.1.1. Особенности тестирования « белого ящика»
- •6.5.1.2. Особенности функционального тестирования по ( методы тестирования «черного ящика»)
- •6.5.1.3. Организация процесса тестирования программного обеспечения
- •6.5.2. Способы оперативного повышения надежности по
- •Основы эргономики асоиу
- •7.1. Основные понятия и определения
- •7.2. Классификация эргономических методов исследования
- •7.3. Характеристика деятельности человека-оператора технических систем
- •7.4. Влияние человека - оператора на надежность асоиу
- •Показатели безошибочности человека-оператора
- •7.4.2. Способы борьбы с ошибками оператора
- •7.5. Проектирование дружественных пользователю вычислительных систем
- •7.5.1. Эргономика средств ввода информации
- •7.5.2. Работа с дисплеями и требования к ним
- •7.5.3. Организация компьютеризованных рабочих мест
- •7.6. Организация диалога человека и эвм
- •8. Основы организации испытаний асоиу на надежность
- •8.1. Виды испытаний на надежность
- •Принципиальные особенности организации испытаний на надежность асоиу
- •Основы организации определительных испытаний на надежность
- •8.3.1. Точечные оценки показателей безотказности и ремонтопригодности
- •8.3.2. Оценка показателей надежности доверительным интервалом
- •8.3.2.1. Определение доверительного интервала для средней наработки на отказ
- •8.3.2.2. Определение доверительного интервала для вероятности безотказной работы по числу обнаруженных при испытаниях отказов
- •8.4. Основы организации контрольных испытаний
- •9. Основные принципы обеспечения качества промышленной продукции
- •9.1. Современная концепция обеспечения качества продукции
- •Наименование детали
- •Два подхода к контролю за качеством продукции
- •Заключение
Введение
Надежность является одним из основных показателей качества любых технических устройств и систем, в том числе автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ). От надежности зависит безопасность, экономичность, ресурс работы системы, ее конкурентоспособность.
Ведущей концепцией, на основе которой решается задача исследования и повышения надежности любого изделия, является системность. Системы обеспечения надежности охватывают весь жизненный цикл изделия от разработки до эксплуатации. При этом методы обеспечения надлежащего уровня надежности специфичны для каждого этапа жизненного цикла. Так, для обеспечения проектной надежности АСОИУ необходимо:
- для аппаратуры системы выбрать соответствующие материалы, запасы прочности, конструкции, оптимальные схемы резервирования, и т.д.,
- для разработки программного обеспечения избрать оптимальные алгоритмы работы системы.
Технологическая надежность аппаратуры обеспечивается бездефектными, стабильными технологическими процессами производства. Для разработки программного обеспечения (ПО) необходимо воспользоваться современными Case-технологиями.
Эксплуатационная надежность определяется организацией технического обслуживания аппаратуры и сопровождения ПО. Решение этих задач базируется на использовании всего опыта, накопленного к настоящему времени в научно-техническом направлении « надежность».
Наука о надежности – сравнительно молодая наука. Она занимается изучением причин, вызывающих отказы, определением закономерностей, которым они подчиняются, разработкой способов измерения надежности, методов расчета и испытаний, а также поиском средств по повышению надежности.
Первые шаги в области исследования надежности относятся к концу 40-х годов ХХ века и связаны с мощным развитием технических систем, вызванным окончанием Второй мировой войны. Можно выделить следующие основные направления развития теории надежности:
1. Развитие математических основ теории надежности. Обобщение статистических материалов об отказах, определение математических закономерностей, которым подчиняются отказы, а также разработка методов количественного измерения надежности и инженерные расчеты ее показателей. В результате сформировалась математическая теория надежности.
2. Развитие методов сбора и обработки статистических данных о надежности. Работы в этом направлении привели к формированию статистической теории надежности.
3. Наука о надежности не может развиваться без исследований физико-химических процессов, происходящих в аппаратуре и приводящих к отказу, изучению разнообразных внешних и внутренних воздействий, влияющих на работоспособность. Эти исследования послужили основой физической теории надежности.
4. В конкретных областях техники разрабатывались и продолжают разрабатываться прикладные вопросы надежности. При этом решается вопрос о наиболее рациональном использовании общей теории надежности в конкретной области применения, например в АСОИУ. Так возникли прикладные теории надежности.
Конспект лекций включает основные вопросы анализа и обеспечения надежности и качества АСОИУ. В первой главе вводятся основные понятия и определения, касающиеся показателей качества и надежности АСОИУ. Вторая глава определяет количественные характеристики надежности аппаратуры автоматизированных систем. В третьей главе рассматриваются основные модели надежности аппаратуры АСОИУ и условия их использования для различных типов систем и элементов. Четвертая и пятая главы посвящены применению основных моделей для расчетов надежности аппаратуры: неизбыточной и невосстанавливаемой, а также резервированной и подлежащей восстановлению. Шестая глава посвящена вопросам анализа и обеспечения надежности программ АСОИУ. Рассматриваются количественные показатели надежности программ, вводятся определения, касающиеся различных моделей надежности программного обеспечения, приводятся варианты эмпирических моделей, наиболее популярных для расчетов надежности программ, рассматриваются средства обеспечения надежности программ. В седьмой главе даются основные понятия и определения из области эргономического обеспечения надежности и качества технических систем. Рассматриваются различные технические средства и приемы анализа состояния человека-оператора технической системы, факторы, способствующие оптимальной работе системы «человек-ЭВМ», показано, как учитывается влияние человека-оператора на надежность АСОИУ.
Восьмая глава посвящена вопросам организации традиционных испытаний аппаратуры автоматизированных систем, прежде всего: контрольных и определительных. В девятой главе приводятся современные концепции обеспечения качества сложных технических систем.