34 Специализированные программные средства анализа надежности сложных систем

Представление и формализация структуры исследуемой системы

Одной из проблем анализа системы посредством инструментальных По является представление и формализация структурных схем, точнее выработка языка описаний технических систем, который учитывал бы сложные структурные схемы, наличие ремонта, различные дисциплины восстановления, различные законы распределения отказов элементов и т.д…

Программа Relass содержит способ трансформирования структур в удобный вид для последующего применения численных алгоритмов оценки надежности, представление структурной схемы системы должно удовлетворять след.условиям:

1. универсальность описания схем

2. гибкость в описании вложенных структур

3. возможность включения в описание узлов нового типа

4. удобство доступа к БД с информацией о схеме

5. малый объем памяти, занимаемый на диске

Система представляется иерархической типовой структурой. Нижний уровень состоит из элементов. Каждый след.уровень содержит типовые структуры, состоящие из типовых структур предыдущего уровня.

Методика прогроаммы Kasm

Современные сложные системы АСУТП, вычислительные системы и др отличаются большим числом элементов, наличием различных видов резервирования, многофункциональностью, возможным последствием отказов, зависимостью по восстановлению, распределению ремонтных бригад по группам элементов различными приоритетами обслуживания. Оценка надежности таких систем с необходимой точностью невозможна без применения вычислительной техники.

Метод декомпозиции структурной схемы расчета надежности является 1 из машинных метдов анализа надежности систем с большим числом элементов. Однако он используется как правило в случае основного соединения групп элементов функциональной схемы. Аналитико-статистический метод основан на объединении узлов полного графа состояний исследуемой системы с большим числом элементов. Метод позволяет рассчитать наработку на отказ, среднее время безотказной работы, среднее время восстановления, вероятность безотказной работы и коэффициент готовности при след-х допущениях:

1. интенсивности отказов и восстановления элементов постоянные

2. непрерывность контроля функционирования системы

3. полное восстановление надежности системы в процессе ремонта элементов

4. начало восстановления отказавшего элемента сразу же после его отказа при наличии свободной ремонтной бригады или по очереди согласно приоритету обслуживания

Метод позволяет оценить надежность системы при любом виде структурного резервирования и произвольной схеме восстановления

Возможности программы Redopt

Программ предназначена для определения структуры и характеристик обслуживания системы по критерию минимальной стоимости, надежность которой не ниже заданной. Исследуется восстанавливаемая система, состоящая из n подсистем, образующих основное соединение. Каждая подсистема состоит из одинаковых элементов и представляется как система с дробной кратностью резервирования с нагруженным резервом. Кроме того каждая подсистема может обслуживаться некоторым количеством ремонтников. Все законы распределения времени до отказа и времени восстановления элементов произвольные. Программа позволяет определить количество резервных элементов в каждой подсистеме и число ремонтных единиц, обслуживающих каждую подсистему, обеспечивающих требуемую готовность системы с заданным коэффициентом готовности в заданный момент времени.

Критерием оптимальности является минимальная стоимость проектируемой системы. Основными допущениями являются следующие:

1. время безотказной работы и время восстановления элементов имеют произвольный закон распределения

2. переключающее устройство является абсолютно надежным

3. восстановление отказавших элементов осуществляется по прямому приоритету

4. отказавшие элементы из разных подсистем могут ремонтироваться одновременно

программа Redopt позволяется определить:

1. оптимальное количество резервных элементов при заданном числе ремонтных бригад

2. оптимальное количество ремонтных бригад при заданном количестве резервных элементов

3. оптимальное количество резервных элементов и ремонтных бригад, необходимых для обеспечения требуемой надежности вместе с оплатой обслуживающего персонала