311

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский

политехнический университет»

Е.Л. Кон, м.М. Кулагина надежность и диагностика компонентов инфокоммуникационных и информационно-управляющих систем

Рекомендовано УМО по образованию в области инфокоммуни­кационных технологий и систем связи в качестве учебного посо­бия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 210700 – Инфокоммуникационные тех­нологии и системы связи квалификации (степени) «бакалавр»

и квалификации (степени) «магистр»

Издательство

Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2011

УДК 681.518.54+658.5.015.11[-192(075.8)

К64

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор С.Ф. Тюрин

(Пермский национальный исследовательский

политехнический университет);

кандидат технических наук И.Ф. Федорищев

(ЗАО «ИВС», г. Пермь)

Кон, Е.Л.

К64	Надежность и диагностика компонентов инфокоммуникационных и информационно-управляющих систем: учеб. пособие / Е.Л. Кон, М.М. Кулагина. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 311с.

ISBN 978-5-398-00678-0

Изложены вопросы надежности и диагностики компонентов инфокоммуникационных и информационно-управляющих систем.

Предназначено для студентов направлений подготовки 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 220400 «Управление в технических системах»», 090900 «Информа­ционная безопасность» и специальности 090303 «Информационная безопасность автоматизиро­ванных систем». Может быть полезно студентам других специальностей.

УДК 681.518.54+658.5.015.11[-192(075.8)

ISBN 978-5-398-00678-0 © ПНИПУ, 2011

Оглавление

Введение 7

1. Основные теоретические сведения 9

1.1. Информационно-управляющие и инфокоммуникационные системы 9

1.2. Основные определения теории надежности 13

1.2.1. Надежность и ее частные стороны 13

1.2.2. Виды надежности 15

1.2.3. Отказы 15

1.2.4. Эффективность 16

1.2.5. Восстановление 16

1.3. Понятие случайных событий и случайных величин 17

1.3.1. Надежность систем при основном (последовательном) 20

и параллельном соединении элементов 20

1.3.2. Основное соединение элементов 20

1.3.3. Параллельное соединение элементов 21

1.4. Элементы теории нечетких множеств 21

1.4.1. Понятие принадлежности и основные операции­ для четких подмножеств 21

1.4.2. Понятие принадлежности и основные операции для нечетких подмножеств 23

1.4.3. Отношение доминирования 24

1.4.4. Простейшие операции над нечеткими множествами 25

1.4.5. Расстояние Хэмминга 28

Выводы 28

Вопросы и задания 29

Список литературы 30

2. Надежность аппаратурного обеспечения 31

2.1. Надежность невосстанавливаемых систем без резервирования 31

2.1.1. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов 31

2.1.2. Законы распределения случайных величин, используемые 35

в теории надежности 35

2.1.3. Использование  и -характеристик для решения практических задач 40

2.1.4. Особенности расчета надежности при проектировании различных систем 42

2.1.5. Расчет надежности по блок-схеме системы 43

2.1.6. Расчет надежности при подборе элементов системы 44

2.1.7. Расчет надежности системы с учетом режимов работы элементов 44

2.1.8. Учет цикличности работы аппаратуры 45

2.2. Надежность невосстанавливаемых систем с резервированием 45

2.2.1. Пути повышения надежности 45

2.2.2. Методы резервирования 46

2.2.3. Расчет надежности сложных систем при постоянно включенном резерве 47

2.2.4. Расчет надежности системы при резервировании замещением 54

2.2.5. Резервирование замещением в случае нагруженного резерва 57

2.2.6. Резервирование замещением в случае облегченного резерва 58

2.2.7. Резервирование замещением в случае ненагруженного резерва 59

2.2.8. Расчет надежности систем с функциональным резервированием 61

2.3. Расчет надежности восстанавливаемых систем 66

2.3.1. Критерий надежности систем с восстановлением 66

2.3.2. Расчет надежности по графу работоспособности объекта 68

2.3.3. Определение среднего времени наработки на отказ системы   с восстановлением 73

2.3.4. Расчет надежности систем с восстановлением при основном  (по­следовательном) и параллельном соединении элементов 74

2.3.5. Расчет надежности сложных инфокоммуникационных систем 79

2.4. Расчет надежности восстанавливаемых систем при наличии системы контроля 95

2.4.1. Система встроенного контроля абсолютно надежна 97

2.4.2. Система встроенного контроля самопроверяемая, и ее отказ обнаруживается сразу же 99

2.4.3. Система встроенного самоконтроля несамопроверяемая 101

2.5. Расчет надежности в условиях нечетко заданных исходных данных 104

2.5.1. Выбор оптимального варианта для невосстанавливаемых систем 106

2.5.2. Выбор оптимального варианта для восстанавливаемых систем 113

2.6. Расчет надежности систем на этапе эксплуатации 119

2.6.1. Планирование и расчет периодов профилактик 119

2.6.2. Планирование и расчет числа запасных изделий 123

Выводы 126

Вопросы и задания 128

Список литературы 129