4. Практическое освоение методики оптимизации логических схем и оценки их надежности.

4.1. Подготовка статистических данных о наработке на отказ и времени восстановления системы

В качестве исходных данных возьмем следующие данные:

Таблица 2.

Номера прерываний и восстановлений работоспособности ССОИ
Номер документа (i)	Начало работы Конец работы	1	2	3	4	5	6	7
22	tН1	08.00.00	08.47.45	09.54.15	10.59.56	12.14.45	14.25.25
	tК1	08.45.09	09.48.41	10.49.13	12.12.45	14.23.43	16.00.00
	tвi

Таблица 3.

Номер запроса (i-го)	Обозначение показателя	Номер s-го замера времени обработки i-го запроса Время обработки
22	s	1	2	3	4	5	6	7
	ts(00мин.00с.)	00.23	00.25	00.12	00.18	00.16	00.21	00.24

4.2 Расчет оценки средней наработки на отказ (Т₀).

На основании исходных данных (таблица 2), произведем расчет суммарного (общего) времени пребывания системы в работоспособном состоянии:

где N = 6 - суммарное за период испытаний количество прерываний работоспособного функционирования;

t_Hl - момент времени фактического начала работы после наступления (l-1)-го прерывания;

t_Kl - момент времени фактического окончания работы при наступлении l-го прерывания.

Рассчитаем среднюю наработку на отказ по формуле:

где T_pi - суммарное (общее) время пребывания ССОИ в работоспособном состоянии;

k - суммарное число отказов ССОИ.

4.3. Расчет оценки среднего времени восстановления

Рассчитаем среднее время восстановления в работоспособное состояние после отказа:

где k = 5 - число отказов, после которых происходило восстановление во время испытаний;

t_Bi - время восстановления после j-го отказа.

4.4. Расчет оценки среднего времени реакции на получение входного сигнала.

Вычислим среднее время реакции:

где m = 7 - количество замеров времени обработки запросов i-го типа (табл.3.);

t_is время обработки входной информации (табл. 3.).

4.5. Расчет значения коэффициента готовности ССОИ.

Произведем расчет значения коэффициента готовности:

4.6. Расчет оценки вероятности надежного преобразования входной информации

Вероятность рассчитывается по формуле:

где T_oi и T_Bj - среднее время наработки на отказ и восстановления после отказа, рассчитываются в п. 4.2 и 4.3.; T_peaк.i - среднее время реакции, рассчитывается в п. 4.4.

4.7. Определение значения доверительной вероятности γ для интервала оценивания.

В качестве значения доверительной вероятности γ возьмем значение γ=0,95, так как погрешность измерений не должна превышать 5%.

4.8. Расчет доверительных границ заданных показателей надежности

Расчет нижней () и верхней () доверительных границ для показателя наработки на отказ можно произвести по формулам:

где коэффициенты r₁(k,a) = 1,1 и r₃(k,a) = 0,91 берутся из табл. 1.1. и 1.2. в приложении 1 [1];

= 1,271 - оценка, рассчитанная в п.4.2.;

γ = 0,95 - доверительная вероятность.

Расчет нижней () и верхней () доверительных границ для показателя времени восстановления работоспособности ССОИ производится по формулам:

где коэффициенты r₁ (k,a) = 1,1 и r₃(k,a) = 0,91;

= 0,07446 - оценка, рассчитанная в п. 4.3.

Расчет нижней () и верхней () доверительных границ для показателя коэффициент готовности ССОИ производится по формулам:

где = 1,143 и= 1,381,= 0,077 и= 0,093

Расчет нижней () и верхней () доверительных границ вероятности надежногопредставления запрашиваемой выходной информации производится по формулам:

где = 1,143 и= 1,381= 0,077 и= 0,093,= 0,0028.

4.9. Сведение полученных результатов в выходную форму

Результаты, полученные при обработке исходных данных, сведем в таблицу 4.

Таблица 4.

Среднее время наработки на отказ [сек]			Среднее время восстановления работоспособности после отказа [сек]			Коэффициент готовности			Вероятность надежного преобразования запрашиваемой входной информации за время равное 8 часам.
1,143	1,271	1,381	0,077	0,07446	0,093	0,925	0,945	0,947	0,923	0,943	0,945

Построим график информационной части:

Из графика видно, что при P(t) = 0,9 информационная часть системы работает безотказно 7,5 минут.

Общая вероятность надежного преобразования информации состоит из вероятности надежного преобразования аппаратной и вероятности преобразования информационной частей, т.е. общая вероятность вычисляется по формуле:

Построим общий график P(t):

Большое влияние на уменьшение вероятности безотказной работы оказывает информационная часть, т.е. за небольшой промежуток времени 7,5 минут аппаратная часть работает безотказно, а за этот же промежуток времени в информационной части успевает произойти сбой. Повысить работоспособность системы можно как за счет улучшения программного обеспечения, так и за счет улучшения ее аппаратной части.

Список литературы.

1. Журнал, СТА. 4/2000г.

2. Журнал, «Современные технологии и автоматизации»

3. Журнал, СТА. 3/2000г.

4. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы, Москва., «Радио и связь», 1992г.

5. Левит М.Е., Рыженков В.Н. Балансировка деталей и узлов. — М.: Машиностроение, 1985. — 248 с.