Основные операции при расчете надежности

Если последовательная модель состоит из одинаковых элементов, имеющих равные вероятности безотказной работы выражения дляипреобразуются соответственно к виду:

;

Преобразуем эти выражения, используя соотношение:

Получим:

;

Т.к вероятность безотказной работы отдельных элементов близка к единице, а вероятность отказов соответственно очень мала, можно разложить эти выражения в ряды по степеням и, пренебрегая членами св степени выше первой, получить упрощенные формулы:

;

Зная характеристики для системы при последовательном включении элементов можно по ним определять характеристики элементов:

;

При условии, что параллельная модель состоит из одинаковых элементов, имеющих равные вероятности выражения дляипреобразуются к виду:

;

Используя известное соотношение между иполучим:

;

Расчет основного соединения Модель основного соединения элементов

Большинство средств ВТ содержат в себе как основные, так и резервные элементы, обеспечивающие необходимую надежность указанных преобразований. Основные элементы называют функциональными элементами.

Основное соединение элементов в системе – это соединение основных элементов. В данном случае другие элементы не учитываются.

Для основного соединения должно использоваться последовательное включение элементов.

Поэтому полученные для последовательной модели формулы для P(t) и Q(t) можно использовать для основного соединения:

;

Все выше приведенные расчеты для последовательной модели справедливы для основного соединения (повторяться не будем).

Виды расчета

В зависимости от полноты учета факторов, влияющих на работу соединения, различают прикидочный, ориентировочный и окончательный виды расчета надежности.

При прикидочном расчете считается, что:

1. Учитываются только основные элементы;

2. Все элементы соединения имеют одинаковую интенсивность отказов ;

3. 

Через обозначена интенсивность элемента. Ясно, что, где– количество элементов.

Ориентировочная оценка надежности осуществляется на стадии эскизного проектирования, когда принципиальных схем, узлов и блоков еще нет, полные данные о режимах работы и эксплуатации отсутствуют, а состав элементов системы уже известен.

Ориентировочную оценку надежности проводят с целью проверки выполнимости требований по надежности, установленных техническим заданием, а также для сравнения показателей надежности различных вариантов разрабатываемой ЭВМ.

Эта оценка учитывает в основном влияние условий применения, типов элементов, используемых в ЭВМ, и их количества. При оценке надежности делаются следующие допущения:

1. отказы элементов являются случайными и независимыми событиями;

2. все элементы одного типа имеют равную надежность и работают в одинаковом режиме;

3. учитываются только элементы, входящие в основную функциональную схему изделия;

4. вероятность безотказной работы элементов подчиняется экспоненциальному закону;

5. отказ любого элемента приводит к отказу всего изделия (последовательная модель надежности);

6. все элементы в электрическом режиме работают одинаково.

Исходными данными для расчета надежности является число узлов и блоков, входящих в ЭВМ, число типов элементов и количество элементов каждого типа, интенсивность отказов элементов каждого типа, условия эксплуатации.

Наконец, при окончательном расчете требуется учесть интенсивность отказов дополнительных элементов (блоков питания, вентиляторов, тумблеров, кнопок, проводников, паек, разъемов и т.д.) и коэффициенты нагрузки всех основных и дополнительных элементов.

Резервирование. Виды резервирования

Под резервированием понимаются способы обеспечения надежности объекта за счет использования дополнительных средств и возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функций.

Резервирование – одно из основных конструктивных средств обеспечения заданного уровня надежности объекта при недостаточно надежных компонентах и элементах.

Цель резервирования обеспечить безотказность объекта в целом, т.е. сохранить его работоспособность при возникновении отказов одного или нескольких элементов, узлов или блоков.

По состоянию резервных элементов различают следующие разновидности резервирования:

1. нагруженный резерв;

2. облегченный резерв;

3. ненагруженный резерв.

Под нагруженным резервом понимают резерв, содержащий один или несколько резервных элементов, находящихся в режиме основного элемента.

При облегченном резерве резервирующие элементы находятся в ждущем режиме, с нагрузкой существенно меньшей, чем у основного элемента.

Рассмотренные разновидности резерва с точки зрения подключения к основному элементу относятся к постоянному резервированию (с постоянно включенным резервом) и для включения в работу в качестве резервных элементов, при выходе из строя основного, не нуждаются в переключающих устройствах.

При ненагруженном резерве резервные элементы находятся в обесточенном состоянии. Для такой формы резервирования должны быть предусмотрены переключающие элементы, вступающие в работу при отказе основного элемента.

При этом подключение резервных элементов может быть осуществлено замещением, при котором функции основного элемента передаются заранее установленному резервному элементу.

Возможна и другая схема подключения , называемая скользящим резервированием, при котором группа основных элементов резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой из отказавших основных элементов.

Путем введения дополнительных (резервных) элементов находят применение и другие виды резервирования:

1. временное резервирование (используются резервы времени);

2. информационное резервирование (используются резервы информации)

3. функциональное резервирование (используется способность элементов выполнять дополнительные функции или способность объекта перераспределять функции между элементами);

4. так называемое нагрузочное резервирование (используется способность элементов воспринимать дополнительные нагрузки сверх номинальных, а также способность объекта перераспределять между элементами нагрузку, выполнявшуюся вышедшими из строя узлами и блоками).