Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА НАДЕЖНОСТЬ АС ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
Факторы, влияющие на надежность автоматизированных систем, делят на три основные группы: технические, программные и эксплуатационные. Технические факторы. Технические факторы — факторы, зависящие от состояния технических средств. К таким факторам относятся следующие:. 1) Структура объекта и рабочие режимы. Структура объектасущественно влияет на надежность самого объекта, поэтому она строится таким образом, что бы отказ отдельных частей объекта не приводил к отказу всей системы. Структура объекта, так же как и структура его частей, должна предусматривать возможность своего перестроения в процессе эксплуатации и тем самым приспосабливаться к изменяющимся условиям работы. 2)Резервирование– это использование резервных средств вместо отказавших основных. Одно из самых действенных и широко распространенных средств обеспечения надежности АС. 3)Контроль – это процесс позволяющий обнаруживать ошибки в работе системы. Контрольдает возможность управлять надежностью объекта. Например, подключать резервные элементы, перестраивать структуру, управлять процессом функционирования. 4) Характеристики комплектующих элементов. Влияние элементной базы на надежность АС сложно и противоречиво. Увеличение числа комплектующих элементов в системе может приводить и к снижению надежности, и к ее повышению. Увеличение числа комплектующих элементов, вызванное усложнением выполняемых функций, приводит к снижению надежности. Увеличение числа элементов, вызванное введением аппаратурного контроля и резервирования, повышает надежность. О влиянии элементной базы на надежность системы можно говорить лишь после анализа результатов расчета. 5) Защищенность от неблагоприятных воздействий. Автоматизированные системы являются открытыми системами, а значит, подвержены неблагоприятным воздействиям извне. Возможными средствами защиты являются герметизация, экранизация, помехозащищенность, защита антикоррозионная, от сейсмических воздействий, тепловых воздействий, запыленности и т. п. 6) Качество технологического процесса изготовления элементов.Технология изготовления элементов современных систем очень сложна, поэтому производственный контроль становится более трудоемким. Часто не только трудно, но даже физически невозможно непосредственно измерить в процессе производства размеры и параметры элемента. Недостатки технологических процессов приводят к тому, что в эксплуатацию поступают изделия со скрытыми производственными дефектами. Они вызывают главным образом внезапные отказы объектов в процессе эксплуатации. 7) Степень приспособленности аппаратуры для ее эксплуатации.В аппаратуре, например, может отсутствовать защита от неправильных действий оператора. Средства управления могут быть расположены неудачно и приводить к ошибочным действиям оператора. Конструкция блока может затруднить замену его в процессе эксплуатации. Программные факторы. АС относятся к категории программно-управляемых объектов. Только одновременная работоспособность аппаратуры и программных средств делает такие объекты работоспособными. Создание программного обеспечения АСУ представляет весьма трудную задачу. К основным факторам влияющим на программную надежность можно отнести: 1) точность математической формализации задачи на предварительном этапе разработки программы; 2) полнота и обоснованность требований при выдаче заданий на разработку программного обеспечения; 3) степень безошибочности выполнения заданных требований; 4) степень отлаженности программ (выявление и устранение дефектов); 5) качество структуры общего алгоритма и степень согласованности программ. Эксплуатационные факторы. К ним относятся: 1) качество организации и проведения обслуживания объекта, в том числе и профилактического; 2) своевременность и полнота восстановления работоспособности объекта при его отказах; 3) обеспеченность запасными элементами и принадлежностями.
Виды резервирования
Резервированием называется применение резервных средств обеспечения работоспособности объекта. В зависимости от вида используемых резервных средств резервирование бывает: функциональное, временное, информационное, структурное. Функциональное резервирование – это резервирование, при котором используется способность элементов выполнять дополнительные функции, а также возможность выполнять заданную функцию дополнительными средствами. Такое резервирование часто применяют для многофункциональных систем, в которых значения одних и тех же параметров состояния технологического процесса могут быть получены с помощью разных приборов и на основании разных расчетов. Временное резервирование – это резервирование, при котором используется резервное время для выполнения заданной функции. Временное резервирование заключается в том, что допускается перерыв функционирования системы или устройства из-за отказа элемента. Например для передачи информации заданного объема, требуется время t. При планировании работы на эту операцию отводится время t + tр, где tр— резервное время. Резервное время может быть использовано либо для повторения передачи информации, либо для устранения неисправности аппаратуры. Введение резервного времени позволяет повысить надежность работы объекта, но вместе с тем снижает производительность его работы. Информационное резервирование – это резервирование, при котором в качестве резерва используется избыточная резервная информация. К этому виду резервирования относится введение избыточных информационных символов при передаче, обработке и отображении информации, например использование дополнительных разрядов при кодировании информации. Это позволяет обнаружить и даже устранять ошибки в передаче информации (корректирующие коды). Структурное резервирование – это резервирование с применением резервных элементов структуры объекта. Самым распространенным и наиболее эффективным средством повышения надежности этот вид резервирования является потому, физический смысл его наиболее понятен разработчику и способ этот доступнее других для реализации. Если у разработчика возникает сомнение в надежности некоторого элемента структуры объекта, он дополнительно к нему вводит в структуру резервный элемент. Этот же элемент использовать в качестве запасного, но замена отказавшего элемента запасным вызывает большие потери времени и часто технически невозможна в процессе эксплуатации. Включение резервных элементов в структуру – это своеобразная автоматизация процесса замены отказавшего элемента. При структурном резервировании все элементы системы можно поделить на основные и резервные. Основной элемент структуры – это элемент, выполняющий заданные функции. Резервный элемент структуры – это элемент, предназначенный для замены основного элемента. Не к каждому основному элементу может быть постоянно подключен резервный элемент. Например, постоянное подключение резервного аккумулятора к основному аккумулятору изменяет рабочие характеристики системы питания. Включение в структуру резервной ЭВМ связано с решением ряда сложных технических задач, например синхронизация работы ЭВМ, непрерывный контроль технического состояния системы, обеспечение безотказности переключающих устройств и т. д. Поэтому существует несколько способов структурного резервирования для конкретных условий работы объекта. Структурное резервирование разделяют на общее и раздельное. При общем система резервируется в целом, при раздельном резервируются отдельные элементы или их группы.
Если резервные элементы функционируют наравне с основными, то имеет место постоянное резервирование или пассивное. Если резерв вводится в состав системы после отказа основного элемента и сопровождается переключающими операциями, то имеет место резервирование замещением или активное резервирование.
При резервировании замещением резервные элементы могут находиться в нагруженном, облегченном и ненагруженном состоянии. Если резервный элемент находится в том же режиме, что и основной элемент, то резервирование называется нагруженным или горячим резервированием; если резервный элемент находится в менее нагруженном режиме, чем основной, резервирование называется облегченным или теплым резервированием; если резервный элемент не несет нагрузки, резервирование называется ненагруженным или холодным резервированием. При резервировании замещением один и тот же резерв может быть использован для замены любого из ряда однотипных элементов. Такой способ резервирования называют скользящим.
При расчетах надежности предполагается, что резервные элементы всегда готовы к немедленному подключению в работу, как только поступает команда на их подключение. Если такого предположения сделать нельзя, в схему расчета вводится либо реальное, либо фиктивное устройство переключения на резерв с его характеристиками (безотказность, время задержки). В информационных системах применяют динамическое резервирование– это резервирование с перестроением структуры объекта при возникновении отказа его элемента. На рис. основной тракт передачи данных обозначен сплошной линией, возможные тракты – штриховой линией.
Структурное резервирование применяется не только для того, чтобы повысить безотказность изделия, но также и для повышения достоверности величин на его выходе. Например, с целью повышения достоверности результата работы вычислительной машины две машины решают одну и ту же задачу. Результат считается верным, если совпадают результаты двух машин. Такое " резервирование" называется дублированием. Соединение работающих элементов может быть и более сложным, чем при дублировании. Например, число работающих машин может быть равным трем. Результат считается верным, если он совпадает с результатами не менее чем двух машин. Такое " резервирование" называется мажоритарным резервированием или резервированием по принципу " голосования". В данном случае оно будет называться мажоритарным резервированием по принципу " два из трех".
Для характеристики соотношения между числом резервных и основных элементов вводится понятие кратности резервирования k. Величина k является целым числом при резервировании с целой кратностью, когда количество основных элементов равно единице. Величина k является дробным числом при резервировании с дробной кратностью, когда количество основных элементов больше единицы. При этом дробь сокращать нельзя.
2/2 2
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-11; Просмотров: 630; Нарушение авторского права страницы