Лекция 15 . Безотказность и безопасность управления стс. Автоматический контроль работы стс встроенными средствами. Стратегии безопасности и аварийная защита.

Характеристики надежности

Надежность – свойство системы (ПО) или его элемента выполнять заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, оговоренных технической документацией или спецификацией, в течение заданного времении в заданных условиях эксплуатации.

Надежность – сложное свойство, которое характеризуется безотказностью, готовностью (для ремонтируемых систем), живучестью и долговечностью.

Теория надежности появилась во второй половине 20 века, когда появились разнообразные системы, насыщенные электроникой, содержащей огромное количество элементов. Эти системы часто отказывали просто из за того, что вероятность безотказной работы системы падает с ростом числа элементов в ней. Потребовалось создание научной базы для конструирования подобных систем надежными. Среди причин,вызвавших появление теории надежности можно отметить также ужесточение режимов функционирования систем (температуры,механические нагрузки, влажность, радиация, помехи).

 

Два основных результата теории надежности. Экспериментальная база теории надежности

Поскольку процесс возникновения отказов это – случайный во времени процесс, то теория надежности – специальный раздел теории вероятности. С другой стороны теория надежности должна базироваться на статистике наблюдаемых отказов и с этой точки зрения она - экспериментальная наука. Для получения статистики по отказам производители элементной базы ставят эксперименты над партией элементов, заставляя их работать в заданных условиях в течении заданного времени до отказа части из них. После этого определяются показатели надежности этих элементов.

Теория надежности дала инженерной практики два важных результата:

1.Методы теории надежности позволяют рассчитать надежность системы по надежности составляющих ее элементов. Для этого и надо иметь экспериментальные характеристики их надежности и представлять структурную схему системы для проведения расчетов.

2.Методы теории надежности позволяют конструировать надежные системы из не надежных элементов, используя избыточные (резервные) элементы, соединенные в резервированную систему особым образом.

Полученные экспериментальные данные по надежности элементной базы являются таким образом основой для проведения расчета надежности сложных систем, состоящих из множества элементов.

 

Меры надежности (безотказности). Связь между ними

Интуитивно представляется, что мера надежности должна быть связана с частотой отказов системы, элементов, ПО за заданный интервал времени. Действительно, основной мерой безотказности является вероятность безотказной работы (ВБР) за время t: P(t)

Другая характеристика безотказности ПО и систем – средняя интенсивность отказов λ(t). Она также характеризует частоту возникновения отказов или ошибок. По определению слова «интенсивность» - это скорость проявления отказов с течением времени. Определим среднюю интенсивность отказов на интервале времени Δt при испытаниях над партией элементов:

Можно показать, что вероятность безотказной работы Связана со средней интенсивностью отказов зависимостью.

P=exp (- )

В том случае, когда λ= const

P=exp (-λt)