2854.Надежность систем управления
..pdf
При выборе постоянного резервирования будет доступна настройка значения Switch Probability of Success – вероятность успешного переключения с отказавшего элемента на резервный.
Выполните одновременное постоянное резервирование ЦПУ, мостов и памяти с кратностью 1:1, произведите расчет, сохраните результаты в MS Excel.
2.3. Постоянное общее резервирование
Создайте новую структурную схему надежности, для этого нажмите кнопку Insert, в выпадающем меню выберите New
Block Diagram (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Создание новой структурной схемы надежности
Добавьте на новую схему один элемент, назовите его «Система» и установите связи (рис. 2.7).
Задайте для этого элемента интенсивность отказов, равную интенсивности отказов всей системы из лабораторной работы № 1 (рис. 2.8).
31
Рис. 2.7. Исходная структурная схема надежности для общего резервирования
Рис. 2.8. Интенсивность отказов системы
Таким образом, мы заменяем целую систему одним элементом.
Выполните постоянное общее резервирование с кратностью 1:1, общее резервирование выполняется аналогично резервированию отдельного элемента. Произведите расчет параметров надежности, сохраните результат в MS Excel.
2.4. Общее резервирование замещением
Выполните теплое и холодное общее резервирование замещением с кратностью 1:1, произведите расчет параметров надежности, сохраните результаты в MS Excel.
32
Для настройки параметров резервирования дважды щелкните левой кнопкой на элементе, для которого необходимо выполнить резервирование, а в левой части открывшегося окна выберите вкладку Redundancy (избыточность).
В правой части открывшегося окна для параметра Redundancy type (тип избыточности) выберите Standby.
Перейдите на вкладку Failure (отказ) (рис. 2.9), здесь под заголовком Standby failure properties (свойства отказов резервных элементов), находятся следующие настройки:
♦Standby Aging Percentage – старение резервного элемен-
та относительно резервируемого, в процентном отношении от 0 (не стареет) до 100 (стареет также, как и резервируемый);
♦Standby Failure Detection (обнаружение отказов резерв-
ных элементов):
– Undetectable until use (необнаружим, поканеиспользуется);
– Detectable during inspection (обнаружение во время осмотра);
– Self announcing (немедленное оповещение).
Рис. 2.9. Настройка свойств отказа резервных элементов
33
♦Standby Failure Type (интенсивность отказов резервного элемента):
– Percentage of online failure rate (процент от интенсивно-
сти отказов резервируемого элемента), доступна настройка Standby FR Percentage (необходимое значение в процентах);
– Specified failure distribution (указываемое распределение отказов, вы сами задаете закон распределения и величину интенсивности), доступна настройка Standby Failure Distribution (закон распределения и значение интенсивности);
– Same as online failure distribution (такая же, как и у резер-
вируемого элемента). Параметры для расчета:
♦Для теплого резерва (Standby Failure Type = Percentage of online failure rate, Standby FR Percentage = 50, остальные на-
стройки по умолчанию);
♦Для холодного резерва (Standby Failure Type = Percentage of online failure rate, Standby FR Percentage = 0, остальные настройки по умолчанию).
Откройте MS Excel, создайте подобную таблицу:
|
|
Вероятностьбезотказнойработы |
|
|
||||
|
|
Постоянноерезервирование |
Резервирование |
|||||
Время |
|
замещением |
||||||
|
|
|
|
|
||||
Система |
Память |
Память |
ЦПУ+ |
Общее |
Общее |
Общее |
||
|
||||||||
|
безрезерви- |
1:1 |
1:2 |
мосты+ |
теплое |
холодное |
||
|
рования |
|
|
памягь |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
30000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
40000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
50000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6оооо |
|
|
|
|
|
|
|
|
70000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
80000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
90000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.10. Сравнительная таблица
34
Заполните таблицу данными расчетов, которые были сохранены в процессе выполнения лабораторной работы.
Постройте сравнительный график для различных вариантов резервирования, сделайте выводы.
Варианты:
1)отдельное резервирование ЦПУ;
2)отдельное резервирование северного моста;
3)отдельное резервирование южного моста;
4)отдельноерезервированиегенераторатактовыхимпульсов;
5)отдельное резервирование контроллера ввода/вывода;
6)отдельное резервирование BIOS;
7)отдельное резервирование памяти;
8)отдельное резервирование ЦПУ;
9)отдельноерезервированиегенераторатактовыхимпульсов;
10)отдельное резервирование BIOS.
35
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ
СИСТЕМ
3.1. Ознакомление с модулем Markov
Для выполнения лабораторной работы необходимо воспользоваться модулем Markov (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Выбор модуля Markov
Создайте новый проект, откройте его, перед вами рабочая область модуля Markov (рис. 3.2).
36
Рис. 3.2. Рабочая область модуля Markov
В верхней части экрана находится таблица, включающая список всех графов состояний, в нижней – поле, на котором составляются и настраиваются графы смены состояний. На нижнем поле уже есть исходное состояние.
3.2. Состояния системы
Добавление состояний:
Щелкните на свободном месте поля правой кнопкой мыши и выберите Insert Default State. Курсор примет вид блока, обозначающего состояние (рис. 3.3).
Чтобы добавить новое состояние, необходимо нажать левую кнопку, для выхода из режима добавления состояний нужно щелкнуть правой кнопкой.
37
Рис. 3.3. Добавление нового состояния
Настройка параметров состояния:
Для настройки параметров состояния необходимо дважды щелкнуть по нему левой кнопкой и в левой части открывшегося окна выбрать вкладку General (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Настройка параметров состояния
На вкладке General присутствуют следующие параметры: ♦ Identifier – уникальный идентификатор, который присваи-
ваетсякаждому состоянию, может бытьизменен влюбоевремя;
38
♦Description – описание состояния, необязательное для заполнения поле;
♦State:
–Good – рабочее состояние
–Failed – состояние отказа
–Degraded – может быть как рабочим состоянием, так
исостоянием отказа, в зависимости от порога, установленного в настройках расчета для параметра Capacity (работоспособность системы в процентах);
♦ Initial condition – вероятность того, что при начале работы система будет находиться в этом состоянии.
♦ Initial condition total – сумма значений параметра Initial condition всех состояний
♦ Cost – стоимость блока:
–Gain – увеличивается;
–Loss – уменьшается.
–Per unit time – значение, на которое изменяется стоимость блока за единицу времени.
3.3. Переходы между состояниями
Добавление переходов:
При наведении курсора мыши на состояние будут показаны возможные точки входа/выхода этого состояния (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Точки входа/выхода
39
Для того чтобы установить переход между состояниями, необходимо навести курсор мыши на точку входа/выхода одного состояния и, зажав левую кнопку, протянуть линию связи до точки входа/выхода другого состояния (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Простейший граф смены состояний
Настройка параметров переходов:
Для настройки параметров перехода необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой по линии перехода, откроется окно настройки его параметров перехода (рис. 3.7). На вкладке General присутствуют следующие параметры:
♦Identifier – уникальный идентификатор, который присваиваетсякаждому переходу, может бытьизмененв любоевремя;
♦Description – описание перехода, необязательное для заполнения поле;
Рис. 3.7. Настройка параметров перехода
40