Темы и комплект заданий для курсовой работы

по дисциплине Надежность автоматизированных систем

Задачи курсовой работы - получить навыки моделирования показателей систем с различными видами резервирования элементов, оценивания показателей надежности по статистическим данным, установления закона распределения системы и получения оценки точности полученных параметров распределения. Для выполнения расчетов и построения графиков можно использовать любую известную расчетную среду, например Microsoft Office Excell.

Примерные темы курсовой работы.

1. Сравнение надежности устройств при различных видах структурного резервирования
2. Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при резервировании замещением различной кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов
3. Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при постоянном нагруженном общем резервировании целой кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов
4. Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при постоянном нагруженном раздельном резервировании целой кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов
5. Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при скользящем резервировании различной кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов
6. Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при смешанном резервировании различной кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов

 

Курсовая работа выполняется поэтапно:

• Описание схемы в части видов резервирования, нагрузки резерва, последовательности работы и подключения резервов. Моделирование наработок до отказа элементов системы по заданному закону распределения;
• Определение логической функции работоспособности системы - получение функции для расчета наработки до отказа резервированной невосстанавливаемой системы. Моделирование наработок до отказа системы с использованием полученной функции работоспособности
• Расчет показателей надежности по результатам моделирования

Построение графиков и гистограмм

Оценка точности полученных характеристик (для математического ожидания)

• Установление закона распределения и оценка его параметров для смоделированной системы; сравнение характеристик надежности для различных схем варианта (для темы сравнения)
• Оформление пояснительной записки (отчета).

 

Варианты заданий.

1. Варианты заданий по теме: Установление закона распределения времени безотказной работы устройства по известным законам распределения элементов.

По первой теме выдается любой из предложенных ниже вариантов.

2. Варианты заданий по теме: Сравнение надежности устройств при различных видах структурного резервирования

 

Вариант 2.1.

Сравнить надежность устройств, структурная схема которых представлена на рисунке 1, если известны законы распределения наработок до отказа их элементов. Элементы устройств работают до первого отказа (не ремонтируемые).

 

Время работы элементов a, b изменяется по закону Релея с параметрами q_a=500, q_b=350.

Время работы элементов с, d изменяется по нормальному закону с параметрами m=1000, s_c=190, s_d=150 (нагруженный постоянно включенный резерв).

Время работы элементов e, f изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_e =0, 002; l_f=0, 005

 

Вариант 2.2.

 

Время работы элемента a изменяется по экспоненциальному закону с параметром l_a=10^-4.

Время работы элементов b, d изменяется по закону Релея с параметрами q_b=5*10³, q_d=10³.

Время работы элемента c изменяется по нормальному закону с параметрами m=1500, s=500.

 

Вариант 2.3.

 

 

Время работы элементов a, с, e изменяется по нормальному закону с параметрами m_a=100, s_a=5, m_c=100, s_c=10, m_e=200, s_e=20.

Время работы элементов b, d, f изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_b=0, 01, l_d=0, 02, l_f=0, 05.

 

Вариант 2.4.

 

 

Время работы элементов a, c, e изменяется по нормальному закону с параметрами m_{a, c, e}=1000, s_a=20, s_c=50, s_e=10.

Время работы элементов b, d, f изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_b =10^-3, l_d=0, 5*10^-3, l_f=0, 3*10^-3.

 

Для всех вариантов этой темы:

- смоделировать наработки до отказа для обеих систем;

- вычислить показатели надежности: вероятность безотказной работы за заданное время, вероятность отказов, плотность распределения отказов, интенсивность отказов, математическое ожидание и дисперсию наработки систем до отказа;

- определить законы распределения наработок для двух вариантов представления системы и сравнить полученные результаты.

Моделирование наработок, оценку показателей надежности, построение гистограмм и графиков можно проводить в любой из доступных сред (например Microsoft Excel).

 

3. Варианты заданий по теме: Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при резервировании замещением различной кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов

Вариант 3.1.

 

 

 

 

Время работы элементов a, с, е изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-3, l_е=2*10^-3, l_c=1, 5*10^-3.

Время работы элемента b изменяется по закону Релея с параметром q_b=10⁴.

Время работы элемента f изменяется по нормальному закону с параметрами m=700, s=1500.

 

 

Вариант 3.2.

 

 

Время работы элементов a, b, c изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-3, l_b=2*10^-3, l_c=1, 5*10^-3.

Время работы элемента d изменяется по закону Релея с параметром q_d=10⁴.

Время работы элемента e изменяется по нормальному закону с параметрами m=700, s=1500.

 

Вариант 3.3.

 

 

Время работы элементов a, c, e изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-3, l_c=2*10^-3, l_e=1, 5*10^-3.

Время работы элемента b, d изменяется по закону Релея с параметром q_{b d}=10⁴.

Время работы элемента e изменяется по нормальному закону с параметрами m=1000, s=500.

 

4. Варианты заданий по теме: Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при постоянном нагруженном общем резервировании целой кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов

 

 

Время работы элементов a, b, c, d изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_{a, b, c, d}=0, 0008.

Время работы элементов e, f изменяется по нормальному закону с параметрами

m_{e, f}=5500, s_{e, f}=900.

 

5. Варианты заданий по теме: Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при постоянном нагруженном раздельном резервировании целой кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов

Вариант 5.1.

 

 

Время работы элементов a, b, c изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_a=0, 0009, l_b=0, 0007, l_c=0, 0005.

Время работы элементов e, f изменяется по нормальному закону с параметрами

m_e=2500, s_e=500, m_f=2300, s_f=350.

 

Вариант 5.2.

 

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_{a, b}=3*10^-3.

Время работы элементов с, d изменяется по закону Релея с параметрами q_{c, d}=10.

Время работы элементов e, f, g изменяется по нормальному закону с параметрами m_{e, f}=500, s_{e, f}=50.

 

6. Варианты заданий по теме: Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при скользящем резервировании различной кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов

 

Вариант 6.1.

 

Время работы элементов a, b, с изменяется по нормальному закону с параметрами m_a=2000, s_a=200, m_b=2500, s_b=300, m_c=2500, s_c=350. Время работы элемента d изменяется по экспоненциальному закону с параметром l_d =3*10^-3.

 

Вариант 6.2.

 

 

 

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_a=10^-3, l_b=1, 5*10^-3.

Время работы элементов c, d, e изменяется по закону Релея с параметрами q_c=1200, q_d=1000, q_e=1500.

 

Вариант 6.3.

 

 

Время работы элементов a, b, c изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-3, l_b=2*10^-3, l_c=1, 5*10^-3.

Время работы элемента d, е изменяется по закону Релея с параметром q_с=10, q_d=19.

 

Вариант 6.4.

 

 

Время работы элементов a, e изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=8*10^-3, l_e=12*10^-3.

Время работы элементов c, b, f изменяется по нормальному закону с параметрами m_c=1500, s_c=50, m_b=1400, s_b=40, m_f=1600, s_f=60.

7. Варианты заданий по теме: Оценка показателей надежности невосстанавливаемой системы при смешанном резервировании различной кратности методом имитационного моделирования по известным законам распределения элементов

 

Вариант 7.1.

 

 

 

Время работы элементов a, b, c, d изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_{a, b, c, d}=0, 0001.

Время работы элементов e, f изменяется по нормальному закону с параметрами

m_{e, f}=2500, s_{e, f}=500.

 

Вариант 7.2.

 

 

Указание: резервный элемент включается в работу после отказа первого (любого) элемента.

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=0, 5, l_b=0, 75.

Время работы элементов с, d изменяется по нормальному закону с параметрами m_c=8, s_c=2, m_d=8, s_d=1.

Время работы элемента e изменяется по закону Релея с параметром q_e=3

 

Вариант 7.3.

 

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_{a, b}=3*10^-3.

Время работы элементов с, d изменяется по закону Релея с параметрами q_{c, d}=10.

Время работы элементов e, f, g изменяется по нормальному закону с параметрами m_{e, f}=500, s_{e, f}=50, m_g=700, s_g=50.

Резервный элемент замещает первый отказавший блок.

 

Вариант 7.4.

 

 

 

Время работы элементов a, b, c изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_a=0, 0009, l_b=0, 0007, l_c=0, 0005.

Время работы элементов e, f, d изменяется по нормальному закону с параметрами

m_{e, f}=2500, s_{e, f}=500, m_d=2300, s_d=350.

 

Вариант 7.5.

 

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_{a, b}=3*10^-3.

Время работы элементов с, d, g изменяется по закону Релея с параметрами q_{c, d}=1000, q_g=980

Время работы элементов e, f изменяется по нормальному закону с параметрами m_{e, f}=500, s_{e, f}=50. В схеме первых два блока резервируются элементом g. Резервный элемент замещает первый отказавший элемент.

 

Вариант 7.6.

 

 

Время работы элементов a, b, c, d изменяется по экспоненциальному закону с параметрами l_d=0, 0001, l_a=0, 0009, l_b=0, 0007, l_c=0, 0005.

Время работы элементов e, f изменяется по нормальному закону с параметрами

m_{e, f}=8500, s_{e, f}=900.

 

Вариант 7.7.

 

 

 

Время работы элементов a, b, c изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-3, l_b=2*10^-3, l_c=1, 5*10^-3.

Время работы элемента d изменяется по закону Релея с параметром q_d=10⁴.

Время работы элемента e изменяется по нормальному закону с параметрами m=700, s=1500.

 

Вариант 7.8.

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=0, 01, l_b=0, 05 (нагруженное резервирование).

Время работы элементов с, d изменяется по нормальному закону с параметрами m_c=300, s_c=15, m_d=330, s_d=17.

Время работы элементов e, f изменяется по закону Релея с параметрами q_e=100, q_f=50.

 

Вариант 7.9.

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-4, l_b=2, 5*10^-4.

Время работы элементов с, d изменяется по закону Релея с параметрами q_c=20000, q_d=50000.

Время работы элемента e изменяется по нормальному закону с параметром m=2500, s=500).

 

Вариант 7.10.

 

 

Время работы элементов a, b изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=0, 8, l_b=0, 9.

Время работы элементов с, d изменяется по закону Релея с параметрами q_c=10, q_d=20.

Время работы элемента e изменяется по нормальному закону с параметрами m=15, s=5

Элемент e замещает любой первый отказавший элемент.

 

Вариант 7.11.

 

 

Время работы элементов a, c изменяется по экспоненциальному закону с параметрами

l_a=10^-3, l_b=2*10^-3, l_e=3*10^-3

Время работы элемента b изменяется по закону Релея с параметром q_d=10³, q_d=4*10³

Время работы элемента d изменяется по нормальному закону с параметрами m=200, s=25.

 

Рекомендации по выполнению.

Моделирование наработок, оценку показателей надежности, построение гистограмм и графиков можно проводить в любой из доступных сред (например Microsoft Excel), либо разработать свое ПС для решения поставленных задач. Для нахождения значения оптимальных параметров закона распределения наработок до отказа системы можно использовать процедуру поиска решений (закладка ДАННЫЕ/АНАЛИЗ " что-если" ).

Порядок выполнения работы и шаблон оформления отчета представлен в методических указаниях по выполнению курсовой работы (Электронный формат). Методические указания представлены несколькими файлами:

· Варианты

· Порядок выполнения работы

· Теоретические сведения

· Презентация(пример выполнения варианта работы)

· Шаблон выполнения отчета

 

Порядок сдачи работы

Сдача отдельных разделов курсовой работы осуществляется на лабораторных работах. Каждый раздел курсовой работы является оценивается отдельно. Результаты курсовой работы оформляются в виде отчета.

Прием курсовой работы осуществляется «с экрана».

 

Оцениваемые компетенции:

 

Код ком­петенции	Содержание компетенции	Результат, оцениваемый с помощью экзамена	Вопрос билета
ПК-1		В частиЗнать: · Основные положения и терминологию теории надежности · показатели надежности; · методы повышения надежности, · законы случайных величин, применяемые в надежности · методы расчета надежности     в части Уметь: выбирать и обосновывать выбор моделей и методов для расчета надежности различных компонентов информационных систем. Владеть: навыками расчета количественных характеристик надежности компонентов информационных систем на этапе проектирования.	Вся работа   Раздел 3 Раздел1, 2     Раздел 3   Разделы 2, 4   Разделы 1, 3, 4

 

Критерии оценивания

- Уровень знания терминологии дисциплины и понимания основных понятий теории надежности и подходов к расчету надежности объектов;

- умение привести адекватные примеры по вопросам билета;

- логичность, последовательность изложения

Шкала оценивания

Оценка включает в себя оценки за каждый из четырех разделов курсовой работы (суммарно 80%), активность - 5% и оценку за выполнение пояснительной записки (15%). Максимальный балл за работу - 100, минимальный балл - 60. Работа не принимается при отсутствии пояснительной записки (отчета).

Курсовая работа	60%	100%
	Раздел 1 курсовой работы
	Раздел 2 курсовой работы
	Раздел 3 курсовой работы
	Раздел 4 курсовой работы
	Активность
	Оформление пояснительной записки
Итого

 

 

Оценивание по разделам:

Оценка за первый раздел:

 

Оценка (баллы)	Критерии оценки
Отлично 18–20	· Безошибочно описаны виды резервирования, нагрузка резерва и определен алгоритм функционирования схемы. · Правильно смоделированы наработки до отказа элементов схемы. · Даются логичные, правильные объяснения используемых формул, вывод формул.
Хорошо 15–17	· Описаны виды резервирования, нагрузка резерва и определен алгоритм функционирования схемы · Смоделированы наработки до отказа элементов схемы · Правильно использованы формулы, но есть некоторые затруднения в их получении без подсказок преподавателя
Удовлетворительно 12–16	· Есть ошибки (до 40%) в описании методов резервирования · Смоделированы наработки до отказа элементов схемы · Формулы использованы верно, но есть затруднения в их пояснении
Неудовлетворительно 0–11	· Есть ошибки (более 40%) в описании методов резервирования · Наработки до отказа элементов схемы смоделированы неверно · отсутствуют объяснения по формулам, используемым для моделирования

 

Оценка за второй раздел:

 

Оценка (баллы)	Критерии оценки
Отлично 18–20	· Получена правильная формула для вычисления времени работы системы до отказа, получены адекватные результаты моделирования · Разработан оптимальный алгоритм вычисления · Дается логичное, корректное объяснения алгоритма
Хорошо 15–17	· Получена правильная формула для вычисления времени работы системы до отказа, получены адекватные результаты моделирования · Разработан алгоритм вычисления · Дается достаточное объяснение алгоритма и вопросов раздела
Удовлетворительно 12–16	· Формула и алгоритм для вычисления получена с подсказками преподавателя · Студент с трудом разобрался в алгоритме, но в целом может дать общие объяснения по вопросам раздела
Неудовлетворительно 0–11	· Получены неправильные формула и алгоритм · Студент на может дать никаких объяснений по общим вопросам раздела

Оценка за третий раздел

 

Оценка (баллы)	Критерии оценки
Отлично 18–20	· разработан корректный алгоритм для вычисления показателей надежности, получены адекватные результаты оценки показателей надежности · правильно построены все графики и гистограммы · даны четкие, логичные объяснения по использованным методам расчета · проведен анализ и обоснование полученных результатов
Хорошо 15–17	· разработан корректный алгоритм для вычисления показателей надежности, получены адекватные результаты оценки показателей надежности · правильно построены все графики и гистограммы · даны достаточные объяснения по использованным методам расчета, но с наводящими вопросами преподавателя · анализ и обоснование полученных результатов проведен достаточно обще.
Удовлетворительно 12–16	· В алгоритме вычислений есть незначительные ошибки, которые студент способен сам исправить · графики и гистограммы построены с нарушением требований методических указаний · студент ориентируется в общих вопросах и подходах к расчету показателей надежности
Неудовлетворительно 0–11	· В алгоритме содержатся грубые ошибки · Получены неадекватные результаты расчетов и графики · Студент не ориентируется в методиках расчетов показателей надежности

 

Оценка за четвертый раздел:

Оценка (баллы)	Критерии оценки
Отлично 18–20	· установлены оптимальные значения параметров закона распределения в соответствии с выдвинутыми сложными гипотезами · построены теоретические плотности распределения плотности отказов системы · проведен анализ полученных результатов, сформулированы корректные выводы относительно формирования закона распределения отказов и показателей надежности исследуемой системы
Хорошо 15–17	· установлены оптимальные значения параметров закона распределения в соответствии с выдвинутыми сложными гипотезами с подсказкой преподавателя · построены теоретические плотности распределения плотности отказов системы · проведен анализ результатов, сформулированы общие выводы
Удовлетворительно 12–16	· оптимальные значения параметров не установлены, закон распределения определен по гистограмме плотности · теоретическая плотность распределения отказов построена с использований первых приближений параметров закона распределения · студент ориентируется в общих вопросах и подходах к расчету показателей надежности
Неудовлетворительно 0–11	· оптимальные значения параметров не установлены, закон распределения определен по гистограмме плотности · теоретическая плотность распределения отказов построена с использований первых приближений (оценок) параметров закона распределения · студент не ориентируется в общих вопросах и подходах к расчету показателей надежности

 

Оценка за активность

Оценка (баллы)	Критерии оценки
Отлично	Все этапы выполнения курсовой работы выполнялись в срок
Хорошо	Наблюдалось незначительное отставание от графика
Удовлетворительно	Наблюдалось отставание от графика до одного месяца по неуважительным причинам
Неудовлетворительно 0–2	К концу семестра не все работы были сделаны по неуважительным причинам

 

Оценка за оформление отчета

 

Оценка (баллы)	Критерии оценки
Отлично 14-15	Наличие всех необходимых структурных элементов отчета, полное исчерпывающее изложение результатов работы, изложение грамотным четким и ясным языком, соблюдение правил оформления
Хорошо 11-13	Наличие всех необходимых структурных элементов отчета, полное изложение результатов работы, наличие незначительного числа опечаток, синтаксических ошибок и погрешностей в стиле изложения, незначительные нарушения правил оформления
Удовлетворительно 9-10	Наличие всех необходимых структурных элементов отчета, полное изложение результатов работы, наличие опечаток, синтаксических ошибок и погрешностей в стиле изложения, нарушение правил оформления
Неудовлетворительно 0–8	Отсутствие всех необходимых структурных элементов отчета, неполное изложение результатов работы, наличие большого числа опечаток, синтаксических ошибок, слабый стиль изложения, грубые нарушения правил оформления

 

Общая оценка за курсовую работу

 

Оценка	Критерии оценки
Отлично 90–100 (90–100 %)	Складывается из оценок, полученных за первый – четвертый разделы курсовой работы, активность и оформление отчета при условии, что все эти оценки кроме оценок за пятый раздел и активность положительные (удовлетворительно, хорошо или отлично)
Хорошо 75–89 (75–89 %)
Удовлетворительно 60–74 (60–74 %)
Неудовлетворительно 0–59 (0–59 %)	Оценка «неудовлетворительно» ставится, если хотя бы одна оценка за первый, второй, третий и четвертый разделы или оформление отчета – «неудовлетворительно». Численное значение оценки равно сумме полученных баллов. Если сумма превышает 59, то ставится 59.

 

4.4. Лабораторные работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Обнинский институт атомной энергетики –

филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего

профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Кафедра Автоматизированных систем управления

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cистемы зажигания двигателей внутреннего сгорания, контактная сеть электротранспорта, щеточно-контактный аппарат вращающихся электрических машин и т. п..
2. Cистемы зажигания двигателей внутреннего сгорания, контактная сеть электротранспорта, щеточно–контактный аппарат вращающихся электрических машин и т. п..
3. I) Получение передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы, по возмущению относительно выходной величины, по задающему воздействию относительно рассогласования .
4. I. ВЫБОР ТЕМЫ НАУЧНОГО ДОКЛАДА
5. I. РАЗВИТИИ ЛЕКСИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЯЗЫКА У ДЕТЕЙ С ОБЩИМ НЕДОРАЗВИТИЕМ РЕЧИ
6. I.4. СЕМЬЯ И ШКОЛА : ОТСУТСТВИЕ УСЛОВИЙ ДЛЯ ВОСПИТАНИЯ
7. II. Ассистивные устройства, созданные для лиц с нарушениями зрения
8. II. О ФИЛОСОФСКОМ АНАЛИЗЕ СИСТЕМЫ МАКАРЕНКО
9. II. Порядок представления статистической информации, необходимой для проведения государственных статистических наблюдений
10. III. Защита статистической информации, необходимой для проведения государственных статистических наблюдений
11. III. Перечень вопросов для проведения проверки знаний кандидатов на получение свидетельства коммерческого пилота с внесением квалификационной отметки о виде воздушного судна - самолет
12. Qt-1 - сглаженный объем продаж для периода t-1.