Автоматическое построение логической функции работоспособности системы.

В основе логического моделирования технологии АСМ лежат следующие положения:

1. Система, представленная бинарными элементами, при условии независимости отказов и неограниченности процессов восстановлений, определяется общим числом возможных состояний, равным ;

2. Для решения задач анализа надежности и безопасности системы из всего множества этих состояний на основе СФЦ (системы логических уравнений) и ЛКФ (3) необходимо определить подмножество состояний, в которых (и только в которых) реализуется заданная цель (критерий) функционирования исследуемой системы (работоспособность, неработоспособность, безопасность, авария и пр.);

3. Корректной и сравнительно компактной формой представления подмножества является функция алгебры логики (булева функция)

,____________(2)

аргументами которой выступают простые логические переменные , собственных состояний бинарных элементов. Эту функцию в технологии АСМ называют логической функцией работоспособности системы (ФРС). ФРС аналитически строго представляет все состояния системы, в которых (и только в которых) реализуется заданный критерий ее функционирования (работоспособности, отказа, аварии, безаварийной работы и др.)

4. В ПК АСМ СЗМА исходными данными для определения логических ФРС являются:

o Граф G(X,Y) схемы функциональной целостности исследуемой системы;

o Логический критерий функционирования (1) с помощью которого задаются условия реализации или не реализации функций АСУТП, возникновения или не возникновения аварийных ситуаций.

1. Определение искомой ФРС системы в ПК АСМ СЗМА осуществляется с помощью универсального графоаналитического метода и соответствующего программного модуля решения систем логических уравнений.

На рис.1.3 изображено рабочее окно автоматизированного моделирования и расчетов ПК АСМ СЗМА.

В поле ввода ЛКФ записан логический критерий возникновения аварии заправочной операции, на основе которого по СФЦ, приведенной на рис.9, выполнено автоматическое построение соответствующей логической ФРС

(3)

 

Рисунок 2.3 - Окно моделирования и расчетов ПК АСМ СЗМА

В программном комплексе полученные ФРС сохраняются в специальном файле результатов и используются для последующих этапов моделирования и расчетов.

ФРС (3) включает в себя 27 конъюнкций минимальных сечений отказов (МСО), или (что тоже) минимальных пропускных сочетаний, согласно терминологии. Каждая конъюнкция этой функции определяет набор исходных событий, обязательное (одновременное) свершение которых достаточно для возникновения аварии заправочной операции.

Универсальность ПК АСМ СЗМА позволяет решить и противоположную задачу моделирования по критерию - безаварийного выполнение заправочной операции и автоматически построить следующую ФРС

____________(4)

ФРС (4) включает в себя три конъюнкции, представляющих кратчайшие пути успешного (безопасного) функционирования (КПУФ) или (что тоже) минимальных отсечных сочетаний, согласно терминологии. Каждая конъюнкция этой функции определяет набор исходных событий, обязательное (одновременное) свершение которых достаточно для безаварийного выполнения заправочной операции.

Методы построения логических ФРС, разработанные в ОЛВМ и реализованные в ПК АСМ СЗМА, имеют ряд дополнительных возможностей, которые не были отражены в рассмотренных примерах. Кратко остановимся на тех из них, которые могут быть полезными при решении задач моделирования и расчета показателей надежности и безопасности АСУТП.

1. В ОЛВМ разработаны методы учета в логических ФРС групп несовместных событий, которые представляются в СФЦ подмножествами функциональных вершин, определенные исходы которых не могут реализоваться одновременно на всем интервале времени функционирования системы.

2. Осуществляется разработка методов логического моделирования, которые должны позволить учесть в ФРС реальные последовательности событий в процессах функционирования сложных системных объектов и процессов во времени.