Конспект лекций (1040918), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Только благодаря применению резервирования удалось обеспечить требования на надежность системы.При этом увеличение вероятности безотказной работы с 0,667 до 0,992 стоит слишком дорого. К основной системе нужно прибавить две резервные. Стоимость, вес, габариты возросли в 3 раза.Из примера следует, что для повышения надежности системы целесообразно подходить комплексно и одновременно использовать многие методы повышения надежности.
В нашем примере это может быть одновременное применениенагрузочного и структурного резервирования. Пусть, например, в результате облегчения режимов работы элементов удалось уменьшить среднюю интенсивностьотказов элементов в 2 раза.Тогда вероятность безотказной работы системы будетPс ten t2174 e0 , 20250,817.Применим теперь общее резервирование с постоянно включенным резервомкратности m = 1.
ТогдаPс 2501 1 0,81720,97.Теперь требования удовлетворены при меньшей кратности резервированияи более простой его реализации (постоянно включенный резерв).Пусть теперь анализируемая система является восстанавливаемой со средним временем восстановления Тв = 55 час, а коэффициент готовности долженудовлетворять условию: Kг ≥ 0,97. Необходимо разработать способы обеспечениякоэффициента готовности.Первоначально вычислим коэффициент готовности системы, воспользовавшись формулой K гTT Tв.Исследуемая система является нерезервированной и имеет экспоненциальные законы распределения отказов и восстановления. В таких системах наработкана отказ и среднее время безотказной работы совпадают, т. е.
Т = Т1. ТогдаT1cKг11350 1,2 10TT Tв6617617 55617 час,0,92.Так как Kг не удовлетворяет требованиям, то будем искать пути его повышения. Для повышения надежности имеются два принципиально различных способа: повышение надежности системы путем увеличения среднего времени безотказной работы Т или повышение ремонтопригодности системы снижением среднего времени восстановления Тв.Пойдем по первому пути. Для обеспечения коэффициента готовности, равного 0,97, необходимо повысить среднее время безотказной работы до величины:TKгTв1 Kг0,9755 1778 час.1 0,97Тогда средняя интенсивность отказа элементов должна быть:175 1nT11350 17780,42 106час -1.Для обеспечения Kг необходимо уменьшить среднюю интенсивность отказов в 3 раза.
Для сложной системы длительной работы и большим числом элементов это вряд ли можно реализовать.Пойдем по второму пути. Повысим ремонтопригодность системы. Дляобеспечения коэффициента готовности Kг ≥ 0,97 необходимо, чтобы при T = 617час среднее время восстановления было не меньше следующего значения:1 KгTKгTв1 0,97617 19 час.0,97Это почти в 3 раза меньше, чем получено в процессе проектирования. Повышение в 3 раза ремонтопригодности – большая техническая проблема. Для еерешения необходимо менять технологию восстановления в направлении автоматизации этого процесса, что потребует дополнительного оборудования, котороедолжно передаваться заказчику. Вряд ли такой способ можно реализовать напрактике.Воспользуемся структурным резервированием.При дублировании системы с постоянно включенным резервом и одной обслуживающей бригаде коэффициент готовности определяется выражением:Kг121212.TTвВ нашем случае261711,22.55Подставляя это значение в формулу для Kг, получим111,22 2211 11,2211,22 2211,22Kг0,99.Проблема обеспечения готовности системы низкой надежности и ремонтопригодности решена путем дублирования системы без увеличения числа ремонтных бригад.176 ЛЕКЦИЯ 15.
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ «МАШИНА– ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ – ЧЕЛОВЕК» (ЧАСТЬ 1)План блока «Оценка надежности системы «машина – программный продукт– человек» (лекции 15-18)1. Понятие о системе «человек - программный продукт - машина» (СМПЧ) иее структура. Принципы определения надежности СМПЧ2. Функционально-структурный подход к оценке надежности СМПЧ3. Показатели надежности деятельности оператора4. Специфика понятия отказа программного продукта5. Математические модели оценки надежности программного обеспечения6.
Методика расчета надежности СЧМ7. Пути повышения надежности СМПЧ8. Примеры расчетаПОНЯТИЕ О СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК - ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ - МАШИНА»(СМПЧ) И ЕЕ СТРУКТУРА. ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИСМПЧТехнический прогресс в любой отрасли машиностроения неизбежно связанс изменением роли человека в управлении машинами. Все более возрастает значение «человеческих факторов» в разработке и эксплуатации новых образцов техники. Создаваемый образец машины давно уже не может рассматриваться изолированно от человека, который стал одним из компонентов системы человекмашина.
Все большее распространение получает идея о необходимости разумного сопряжения характеристик машины и психо-физиологических особенностейчеловека, о приспособлении машины к характеристикам человека.Для того чтобы в каждом отдельном случае находить пути разумного сопряжения возможностей человека с управляемой им машиной, необходимо знатьне только машину, но и закономерности трудовой деятельности человека, способы его взаимодействия с машиной, характеристики его физиологических и психи177 ческих функций, закономерности психических процессов, динамику психическихсостояний, характеристику процессов общения между людьми и их групповойдеятельности.Ввиду того, что работа любого отдельного элемента системы является частично функцией других связанных с ним элементов, необходимо выработать методы представления и создания системы как единого целого, отдельные компоненты которого правильно выполняют свои частные задачи.Понятие системы включает не только совокупность входящего в нее оборудования, но и людей, занятых эксплуатацией данного оборудования и уходом заним.
И хотя в настоящее время разрабатывается оборудование, которое сводитроль человека к минимуму, тем не менее люди являются неотъемлемой частьюработы почти всех систем. Человек решает, где и как использовать машины, вводит входную информацию в машину и выполняет действия, основанные на выходящей из нее информации. Поэтому под системой следует понимать систему, состоящую из человека и машины.Система человек-машина представляет собой группу людей и машин, которая работает как единое целое для выполнения поставленной задачи. Таким образом, для того чтобы система работала хорошо, в самом начале проектированиянеобходимо в дополнение к проектированию оборудования учитывать возможности и способности человека как компонента системы.В связи с возрастающим вниманием к учету «человеческого фактора» возникла специальная наука, посвященная изучению деятельности человека в различных условиях его взаимосвязей с другими людьми и окружающей средой.Проблема надежности программного обеспечения относится, похоже, к категории “вечных”.
Хотя этот вопрос рассматривался еще на заре применения вычислительных машин, в 1952 году, он не потерял актуальности до настоящеговремени. Основная причина такого положения коренится в том, что источникомненадежности программ служат содержащиеся в них ошибки, и если ошибки отсутствуют, то программа абсолютно надежна. По существу, все меры по обеспечению надежности программ направлены на то, чтобы свести к минимуму (если178 не исключить вообще) ошибки при разработке и как можно раньше их выявить иустранить после изготовления программы. Следует заметить, что безошибочныепрограммы, конечно же, существуют, однако современные программные системыслишком велики и почти неизбежно содержат ошибки.
Имеется еще одно обстоятельство психологического характера. Как известно, вопрос надежности для аппаратуры хорошо разработан. Источником ненадежности аппаратуры служат объективные факторы, неподвластные человеку (скачки напряжения питания, альфачастицы и т.д.), поэтому человечество давно смирилось с мыслью о том, что абсолютно надежной аппаратуры не бывает и можно говорить лишь о степени надежности, выражаемой в каких-то единицах (например, среднее время между двумяпоследовательными отказами). Источник же ненадежности программ - ошибки,которые делают люди, их создающие и использующие, поэтому кажется, что проблема лишь в том, чтобы заставить (или научить) их работать “правильно”. В итоге отсутствие общепризнанных критериев оценки надежности не позволяет ответить на вопрос, насколько надежнее становится программное обеспечение при соблюдении предлагаемых процедур и технологий и в какой степени оправданы затраты.
Таким образом, приоритет задачи оценки надежности должен быть вышеприоритета задачи ее обеспечения, чего на самом деле не наблюдается.Любая СМПЧ призвана удовлетворять те или иные потребности человека иобщества. Для этого она должна обладать определенными свойствами, которыезакладываются при проектировании СМПЧ и реализуются в процессе эксплуатации. Количественная характеристика того или иного свойства системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям ее создания или эксплуатации, носит название показателя качества СМПЧ.
Одним из важных показателейкачества является надежность.Оценка надежности СМПЧ производится в следующих целях:— при проектировании СМПЧ – для прогноза ожидаемого уровня на-дежности СМПЧ (проектная оценка надежности);— при внедрении и эксплуатации СМПЧ – для определения фактическидостигнутого уровня надежности (фактическая оценка надежности).179 При определении надёжности СМПЧ необходимо учитывать следующее:1. Показатели надёжности должны быть едиными для всех звеньевСМПЧ. Поэтому создаваемые методики оценки надёжности СМПЧ должнымаксимально использовать показатели, математический аппарат и методы расчёта, разработанные в существующей теории надёжности технических устройств. При этом показатели надёжности СМПЧ должны по возможностивключать в себя в явном виде показатели надёжности её отдельных звеньев –человека, программного продукта и машины.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
