Комплексные показатели надежности

1. Коэффициент готовности (К_Г) – вероятность того, что система окажется в работоспо­собном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение системы по назначению не предусматривается.

2. Коэффициент оперативной готовности – вероятность того, что система окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени t, кроме планируемых периодов, в течение которых применение системы по назначению не предусмат­ривается и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного времени τ.

где P(τ) – вероятность безотказной работы системы в течение заданного времени τ.

3. Коэффициент технического использования – отношение математического ожидания интервалов времени пребывания системы в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий интервалов времени пребывания системы в работоспособном состоянии, простоев, обусловленных техническим обслуживанием, и ремонтов за тот же период эксплуатации

где Т_П – время простоя системы, обусловленное выполнением планового технического обслуживания и ремонта (время профилактики), пересчитанное на один отказ.

4. Коэффициент сохранения эффективности – отношение значения показателя эффек­тивности за определенную продолжительность эксплуатации к номинальному значению этого показателя, вычисленному при условии, что отказы в системе в течение того же периода эксплуатации не возникают.

Коэффициент сохранения эффективности (К_Е) характеризует степень влияния отказов в системе на эффективность ее применения по назначению. Оценить его можно так.

Пусть в системе N состояний (включая полностью работоспособное). Обозначим максимальный выходной эффект системы через Е₀, а вероятность ее полной работоспособности – через Н₀. Остальные N-1 состояний системы перенумеруем в порядке убывания выходного эффекта. Каждое k-е состояние системы характеризуется своим значением выходного эффекта E_k и своей вероятностью появления H_k. Тогда среднее значение выходного эффекта системы равняется

где - относительная эффективность системы в данном состоянии.

Поскольку , то .

Из ранее приведенного определения теории надежности следует, что коэффициент сохранения эффективности может служить интегральным критерием оптимизации надеж­ности системы. Действительно, критерий оптимизации – это показатель, для которого указана желаемая его величина или желаемое направление его изменения. Направление изменения коэффициента сохранения правильно выбранного показателя эффективности определяет основные ориентиры в поиске свойств системы, которые обеспечивают ее оптимальную надежность.

Для пользователей сложных информационных систем понятие их надежности ощущается в наибольшей степени по коэффициенту готовности системы К_Г, то есть по отношению времени работоспособного состояния системы к времени ее незапланирова­нного простоя. Для типичного современного сервера К_Г = 0,99, что означает примерно 3,5 суток простоя в год. За рубежом часто используется классификация систем по уровню надежности, показанная в табл. 1.

Таблица 1. Классификация систем по уровню надежности

Коэффициент КГ	Максимальное время	Тип системы готовности простоя в год
0.99	3,5 сут.	Обычная (Conventional)
0,999	8,5 ч.	Высокой надежности (High availability)
0,9999	1 ч.	Отказоустойчивая (Fault resilient)
0.99999	5 мин.	Безотказная (Fault tolerant)