- •220700 – «Автоматизация технологических процессов и производств»
- •140400 – «Электроэнергетика и электротехника»
- •Содержание Введение
- •Глава 1. Общие сведения по теории надежности
- •1.1. Основные термины и определения
- •1.2. Классификация отказов автоматизированных систем
- •1.3. Показатели надежности невосстанавливаемых систем
- •1.4. Основные законы распределения наработки до отказа
- •1.5. Потоки отказов восстанавливаемых систем
- •1.6. Показатели надежности восстанавливаемых систем
- •Глава 2. Особенности оценки надежности ас
- •2.1. Надежность комплекса технических средств
- •2.1.1 Факторы, влияющие на надежность технических систем
- •2.1.2 Методы расчета надежности технических систем без учета восстановления
- •2.1.3 Расчет надежности технических систем с учетом восстановления
- •2.2. Надежность программного обеспечения
- •2.2.1 Оценка надежности по по аналогии с невосстанавливаемыми техническими системами
- •2.2.2 Оценка надежности программ на ранних стадиях проектирования.
- •2.3. Надежность оперативного персонала
- •2.4. Надежность ас как совокупности функций
- •Глава 3. Методы повышения надежности ас
- •3.1. Классификация методов повышения надежности
- •3.2. Резервирование
- •3.3. Расчет надежности невосстанавливаемых систем с постоянным резервом
- •Глава 4. Техническая диагностика ас
- •4.1. Цели и задачи технической диагностики ас
- •4.2. Виды контроля технического состояния ас
- •4.3. Влияние контроля технического состояния на эксплуатационную надежность ас
- •Глава 5. Оценка надежности ас по результатам испытаний
- •5.1. Особенности испытаний на надежность ас
- •5.2. Классификация методов испытаний на надежность ас
- •5.3. Организация работ по проведению испытаний ас
- •5.3.1 Обеспечение достоверности испытаний ас
- •5.3.2 Исходные и отчетные документы при испытаниях ас
- •5. Условия и порядок проведения испытаний.
- •5.4. Виды испытаний на надежность
- •5.4.1 Классификация методов испытаний на надежность
- •5.5. Определительные испытания
- •5.6. Контрольные испытания
- •5.6.1 Методы проведения контрольных испытаний
- •5.7. Оценка надежности ас в условиях эксплуатации
- •5.7.1 Требования к информации
- •5.7.2 Работы, предшествующие сбору информации
- •Глава 6. Обеспечение требуемой надежности ас при эксплуатации
- •6.1. Организация эксплуатации
- •6.1.1 Основные задачи эксплуатации
- •6.1.2 Определение численности эксплуатационного персонала
- •6.2. Обеспечение запасными частями
- •6.2.1 Организация пополнения запаса
- •6.2.2 Показатели достаточности запаса
- •6.2.3 Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей с периодическим пополнением по вероятности достаточности
- •6.2.4 Расчет количества невосстанавливаемых запасных частей по экономическим критериям
- •6.2.5 Расчет количества восстанавливаемых запасных частей по вероятности достаточности
- •6.3. Техническое обслуживание
- •6.3.1 Структура системы технического обслуживания
- •6.3.2 Виды технического обслуживания
- •6.3.3 Стратегии технического обслуживания
- •6.3.4 Определение параметров технического обслуживания при явных отказах
- •6.3.5 Определение параметров технического обслуживания при неявных отказах
- •Список литературы
- •Диагностика и надежность автоматизированных систем
Глава 5. Оценка надежности ас по результатам испытаний
5.1. Особенности испытаний на надежность ас
В предыдущих разделах рассматривались расчетные методы определения показателей надежности функции АС, локальных систем, основанные на вычислении этих показателей по данным о надежности составных частей, схемы их соединения, данных о влиянии внешней среды на надежность и др. Эти методы, широко применяемые на этапах разработки и проектирования систем управления, должны быть дополнены экспериментальными методами, основанными на использовании статистических данных, получаемых при испытаниях систем на надежность.
Для решения таких важных вопросов как изучение причин и закономерностей возникновения отказов; выявление конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, влияющих на надежность; выявление наименее надежных элементов, узлов, блоков, технических средств; разработка мероприятий и рекомендаций по повышению надежности; уточнение продолжительности и объема технического обслуживания, количества запасных частей и др. необходимо знать характеристики надежности элементов [7].
В настоящее время основным средством количественной оценки надежности систем и их элементов являются результаты эксплуатации и специальным образом организованные испытания. Получение характеристик надежности этими двумя способами кроме положительных, имеет также и отрицательные стороны, свои объективные трудности:
1. При эксплуатации систем и их элементов на них воздействует множество внешних и внутренних факторов: климатические (температура, влага, атмосферное давление), механические и акустические (вибрации, удары, ускорения), магнитные и электрические, радиационные, биологические, изменение режимов работы, колебания питающих напряжений и т. д. Нередко эти факторы действуют в комплексе. Поэтому перед началом проведения испытаний необходимо определить, каковы должны быть условия при проведении испытаний на надежность, а именно: количество воздействующих факторов, возможное их сочетание, диапазон изменения факторов, интервал регистрации результатов измерений, объем выборки испытываемых образцов.
2. Практическая невозможность применения прямых экспериментальных методов оценки показателей надежности в условиях функционирования АС, обусловленная следующими факторами:
- значительное время наработки на отказ (десятки и сотни часов);
- сложность выявления и регистрации редких отказов;
- высокая стоимость экспериментов при длительном функционировании АС.
3. При опытной отработке систем, когда их число ограничено, получение достоверной оценки надежности фиксацией лишь моментов отказов также требует большой длительности испытаний, что, в свою очередь, приводит к повышению затрат и материальных, и временных на их проведение.
4. Сложность определения и диагностирования причин кратковременных сбоев в аппаратуре и последствия ошибок в ПО. Для этого может использоваться программа анализа сбоев, которая осуществляет первичный анализ и классификацию возможных источников аномалий функционирования. Для диагностики и локализации причин отказа требуется дополнительное стохастическое и детерминированное тестирование, позволяющее выделить первичную ошибку в программе, или отнести источник отказа к сбою в аппаратуре.
5. Улучшение характеристик надежности системы за счет устранения локализованных ошибок. Получаемые показатели надежности позволяют прогнозировать число ошибок, подлежащих исправлению для достижения заданной надежности. Для этого используются математические модели изменения ошибок и основных показателей надежности в зависимости от длительности тестирования.
6. Необходимость организации многочасовых прогонов реального функционирования программ АС в условиях широкого варьирования исходных данных (при высокой надежности АС). Такие прогоны позволяют измерить и зафиксировать достигнутые показатели надежности и степень их соответствия требованиям технического задания, а также закрепить их в технических условиях на АС.
7. Форсирование испытаний АС осуществляются путем тестирования при повышенной интенсивности искажений исходных данных с широким варьированием их значений, а также специальным увеличением загрузки выше нормальной. Планирование форсированных испытаний должны предусматривать последующий пересчет полученных показателей надежности на условия нормального функционирования.
6. Наличие достаточно полных эталонов, которым она должна соответствовать АС - требований технического задания.