Мажоритарное резервирование

Мажоритарное резервирование является разновидностью HP изделия, основанного на его функциональной и конструктивной избыточности. Под функциональной избыточностью в данном случае понимают введение с помощью мажоритарного элемента (МЭ) дополнительной операции, т.е. принятия окончательного решения по принципу большинства. Другими словами, при совпадении значений выходных параметров k —l устройств, если допустим одновременный отказ l устройств, а k и l связаны между собой формулой k = 2l+1, изделие в целом считают исправным.

Таким образом, МЭ реализует закон большинства, или мажоритарный закон. Свое обоснование этот закон впервые получил в теории отказоустойчивого кодирования. Результатом его применения стало существенное повышение

достоверности передачи сообщений по каналу связи. На практике наибольшее распространение получил МЭ, для которого l=1, a k=3 (два из трех). Конструктивной же избыточностью обладает любое резервированное изделие.

Рис. 9.11. Схема изделия с мажоритарным резервированием устройств 1...3

Сравним надежность изделия с мажоритарным резервированием на основе МЭ «два из трех», представленного на рис. 9.11, с надежностью изделия с простым

HP той же кратности. Для расчета вероятности безотказной работы изделия с мажоритарным резервированием P_M(t) запишем возможные исходы его функционирования на момент времени t, образующие полную группу событий:

- исправно работают все устройства;

-исправно работают устройства 1 и 2, отказало устройство 3;

-исправно работают устройства 1 и 3, отказало устройство 2;

-исправно работают устройства 2 и 3, отказало устройство 1.

Тогда при допущении, что отказ МЭ маловероятен, а вероятности безотказной работы устройств 1...3 равны между собой и равны Р (аргумент t опускаем), запишем: Р_м = Р³ + 3Р²(1 - Р) = Р²(3 - 2Р).

При Р = 0,8 вероятность безотказной работы изделия с мажоритарным резервированием Р_м = 0,896. При простом HP с кратностью 2, когда одновременно и исправно должны работать все три изделия, Рнр= Р³ = 0,512.

9.5.3. Обеспечение надежности рэс на этапах изготовления и эксплуатации

Ненадежность РЭС обусловлена скрытыми дефектами, возникающими в процессе их изготовления при использовании некондиционных материалов или отступлениях от технологических режимов. В процессе эксплуатации эти дефекты, развиваясь, вызывают отказы.

Для предупреждения возникновения скрытых дефектов и связанных с ними отказов в технологическую цепь производства изделий любого вида включают дополнительные операции и процедуры.

Прежде всего, это выборочный или сплошной входной контроль параметров сырья, материалов, комплектующих изделий, ЭРК на их соответствие данным сертификата или паспорта. При необходимости отобрать ЭРК повышенной надежности проводят их электротермотренировку и специальные виды контроля. Некоторые ЭРК имеют параметры, определенные значения которых могут являться предвестниками отказа.

Для предупреждения и устранения причин брака контролируют правильность выполнения всех технологических операций, осуществляют поэтапный (пооперационный) технологический контроль параметров изделий и испытания их на соответствие отдельным техническим требованиям.

Испытания готовых изделий (предварительные, приемосдаточные, ресурсные, типовые, государственные) проводят в целях подтверждения соответствия нормативно-технической документации всех требованиям по надежности.

На этапе эксплуатации надежность функционирования изделий обеспечивают соблюдением правил эксплуатации, режимов хранения и транспортирования, а также своевременностью технического обслуживания, поверки и ремонта.