20 Коэффициенты отказов

Иногда, в качестве вспомогательного критерия надежности элементов восстанавливаемых ТУ применяются различные коэффициенты, в частности – коэффициент отказов. Коэффициент отказов представляет собой отношение числа отказов однотипных элементов nэ к общему числу отказов в системе nс: ko = n_э/п_с

Величина этого коэффициента позволяет оценить степень влияния определенного типа элемента на надежность системы в целом. Однако он не дает возможности определить, какой тип элементов системы менее надежен, а какой более надежен. Для этой цели может быть использован относительный коэффициент отказов

где Nэ – количество элементов определенного типа в системе; Nc – полное количество элементов всех типов в системе.

Эти коэффициенты могут быть выражены через другие показатели надежности. Так, количество отказов в системе вследствие неисправных элементов определенного типа в течение промежутка времени Δt можно определить с помощью выражения

где wэ – средняя плотность вероятности отказов элементов определенного типа. За это же время в системе произойдет всего отказов:

где Ωc – суммарная плотность вероятности отказов в системе.

Подставим полученные значения в выражение коэффициента отказов

При Δ -> бесконечность предельное значение средней плотности вероятности элементов определенного типа будет равно

Следовательно,

.

Аналогично можно найти зависимость относительного коэффициента отказов k_oo от средней и суммарной плотности вероятности отказов:

В предельном случае

будет получено значение

.

Таким образом, коэффициенты отказов могут быть выражены через интенсивность отказов и суммарную плотность вероятности отказов.

21 Комплексные показатели надежности

Процесс эксплуатации сложных восстанавливаемых ТУ не следует рассматривать как непрерывный процесс. Обычно функциональное использование их чередуется с простоем вследствие двух основных причин:

- бездействие исправных ТУ ввиду отсутствия необходимости их приме-

нения или наличия причин и условий, препятствующих их эксплуатации.

В результате образуется так называемый конъюнктурный простой;

- проведение мероприятий, связанных с профилактикой и текущим ремонтом, в результате чего образуется вынужденный простой.

Поэтому текущее время эксплуатации ТУ складывается из следующих

компонентов:

где – суммарное время наработки ТУ в течение определенного календарного времени эксплуатацииtэ; t_ВП – суммарное время вынужденного простоя (по отказам и плановым профилактикам и восстановлению после них) за этот же период эксплуатации; t_КП – суммарное время конъюнктурного простоя за этот же период.

Здесь под конъюнктурным простоем понимается бездействие исправного ТУ ввиду отсутствия необходимости применения.

Время вынужденного простоя t_ВП представляет собой сумму t_ВП = t_ПЛ + t_НПЛ,

где t_ПЛ – плановое время вынужденного простоя, которое образуется вследствие проведения плановых профилактик. Эта величина вполне определена и практически пропорциональна времени эксплуатации;

t_НПЛ – неплановое время вынужденного простоя из-за восстановления по отказам. Это величина случайная и определяется временем , необходимым для восстановления по всем отказам за определенный календарный период.

Одним из важнейших критериев надежности является готовность ТУ быть эксплуатируемым (или готовность к применению), которая выражается коэффициентом эксплуатационной готовности:

Величина этого коэффициента зависит не только от надежности, но и от эксплуатационного совершенства, характеризующего степень его (ТУ) приспособленности к проведению профилактических работ. Ввиду того, что плановое время вынужденного простоя не является случайной величиной и значение его отношения к наработке не зависит от количества возникающих отказов, то можно определить величину, выражающую собой вероятность того, что ТУ в любой момент времени может находиться в исправном состоянии. Это величина носит название коэффициента готовности и выражается как

На практике важен такой показатель, как степень использования ТУ в эксплуатации за календарное время tэ . Определяется эта величина как коэффициент использования:

Коэффициент использования численно равен вероятности того, что в любой момент времени t_Э ТУ выполняет свои предписанные функции.

Для сложных информационных систем понятие надежности в большей степени определяется по коэффициенту готовности KГ , то есть по вероятность того, что ИС в любой момент времени находится в исправном состоянии. Для типичного современного сервера KГ =0,99. Это означает примерно 3.5 суток простоя в год. За рубежом популярной является классификация ИС по уровню надежности (табл. 2).

Таблица 2

Коэффициент готовности KГ	Максимальное время простоя в год	Тип информационной системы
0,99	3,5 суток	Обычная
0,999	8,5 часов	Высокая надежность
0,9999	1 час	Отказоустойчивая
0,99999	5 минут	Безотказная

Необходимо отметить и другие качества и надежности функционирования ИС. Так, одним из важнейших комплексных показателей качества функционирования ИС функциональная полнота F, представляющая собой отношение области автоматизированной обработки информации Qa той системы, для которой была спроектирована ИС, к области обработки информации Qи для функционирования всей обслуживаемой системы:

F = Qa/Qи .

Качественной характеристикой ИС являются показатели их надежности. Различают функциональную и адаптивную надежность. Функциональная надежность представляет собой свойство ИС реализовать в определенной степени функции программно-технологического, технического и эргономического обеспечения.

Адаптивная надежность ИС состоит в возможности реализовывать свои функции в пределах установленных границ:

где Tис – средняя наработка на отказ ИС; Tвис – среднее время восстановления ИС.

Как видно из последнего выражения, K_ад есть не что иное, как коэффициент готовности для ИС