По результатам расчетов надежности

2.1. Характерные особенности расчетных методов и их виды

Определение количественных показателей надежности всегда сопро­вождается некоторыми расчетами. Они проводятся и при проектировании, и при анализе результатов эксплуатации. Расчеты принято делить на две группы. К первой относятся расчеты, основанные на анализе структуры изделия и заданных условий работы. Их принято называть расчетно-аналитическими, или расчетами надежности. Ко второй - расчеты, связан­ные с обработкой результатов эксперимента. Они называются расчетно-экспериментальными, или обработкой опытных данных.

Обычно расчеты надежности связаны с предварительным выявлени­ем закономерностей, которым подчиняются изменения действующих фак­торов, а именно: характер процесса возникновения отказов и процесса вос­становления работоспособности, связь между набором входных величин и действием отказов элементов объекта, предполагаемый закон распреде­ления входных величин, влияние используемого способа резервирования, внешних факторов и т.д. Поэтому, как правило, расчеты надежности при­обретают все черты, присущие исследованиям сложных, изменяющихся во времени процессов, предсказание характеристики которых называется прогнозированием. Но так как исходные данные, используемые при расче­тах, могут определяться с различной степенью прогнозирования, поэто­му и расчеты надежности по степени прогнозирования могут быть различными.

Методы расчета надежности находятся в состоянии непрерывного развития. Главное внимание на первых этапах этих работ обращалось на разработку способов резервирования и методов расчета надежности при различном резервировании. Это объяснялось тем, что резервирование ока­залось наиболее эффективным средством повышения надежности при ра­циональном его использовании.

Методы резервирования можно разделить на следующие группы:

• элементное и аппаратурное резервирование при котором в объ­екте наряду с основными элементами имеются резервные. Способы вклю­чения их чрезвычайно разнообразны (параллельное, последовательное, комбинированное, поэлементное, общее, мостиковое, по избирательной схеме, постоянное, с переключающими устройствами и т.д.);

• временное резервирование, при котором предусматривается запас (резерв) времени на выполнение заданной функции. Этот резерв времени позволяет многократно повторять рабочую операцию, обнаруживать отказ и устранять его. Отказ в период резервного времени не приводит к катаст­рофическим последствиям и его можно не учитывать при расчетах;

• информационное резервирование, когда при передаче и представ­лении информации используются добавочные (резервные, избыточные) средства представления (дополнительные кодовые разряды, коды с обна­ружением ошибок и т.п.).

Информационная избыточность позволяет исключать искажения в передаче информации даже при наличии отказов в аппаратуре передачи и отображения и поэтому по своему воздействию на надежность она отно­сится к категории резервирования.

Вторым направлением совершенствования расчетных методов явля­ется разработка методов расчета, учитывающих влияние контроля и вос­становление работоспособности. Эти исследования были вызваны потреб­ностью практики, так как при использовании высоконадежной и сложной аппаратуры было обнаружено, что обеспечение ее высокой надежности предполагает контроль за ее техническим состоянием и рационально орга­низованное обслуживание, связанное с заменой деталей и узлов.

В практике использования АС возникли разнообразные виды кон­троля, а именно: контроль полный и ограниченный; контроль программный и аппаратурный; контроль непрерывный, периодический и контроль в случайные интервалы времени.

Восстановление работоспособности аппаратуры также стало разно­образным (полное и частичное, с потерей и без потери времени и т.д.). Все это потребовало разработки новых приемов расчета надежности, учиты­вающих влияние на надежность разнообразных способов контроля и вос­становления работоспособности.

Третьим направлением явились работы в области расчетов надежно­сти сложных систем, к которым в значительной мере относятся и совре­менные АС. Обычные методы расчета надежности, ориентированные на простые изделия, оказались непригодными для расчета сложных систем. Это сделало необходимым разработку специальных методов расчета.

Четвертое направление объединяет работы по расчетам так называе­мой функциональной и параметрической надежности.

Очень часто требуется определить не вероятность того, что откажет элемент или группа элементов устройства, а вероятность того, что устройством будет выполнена заданная рабочая функция. Такая задача стала особенно актуальна с внедрением в технику логических элементов, т.е. устройств, с помощью которых решаются логические задачи. Расчет надежности, при помощи которого решают такую задачу, получил наименование расчета функциональной надежности.

Расчетом параметрической надежности принято называть расчет, в результате которого определяется вероятность того, что некоторый па­раметр или группа параметров, определяющих работоспособность изделия, не выйдут за пределы допуска.

Расчет параметрической надежности по существу своему является продолжением обычных инженерных расчетов, которые проводятся в про­цессе проектирования аппаратуры. При проектировании рассчитываются основные параметры: напряжения в определенных точках цепи, устойчи­вость, точность, коэффициенты усиления и т.д. Расчет параметрической надежности является продолжением расчетов указанных параметров и со­провождается изучением изменений параметров с течением времени и оп­ределением вероятности выхода их за допустимые пределы. Разработку инженерных методов расчета функциональной и параметрической надежности следует считать одним из актуальных направлений работ по расче­там надежности.

Лекция 5.

Классификация методов расчетов надежности. Основы расчетов надежности автоматизированных систем. Наработка.