Диссертация (1137171), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Это позволяет учитывать не только текущеесостояние модели, но и историю возникавших в ходе моделированиясобытий, то есть формально задать функции f (8) и f s (9) и реализоватьопределение ВДС РЭА. Так же в условиях событий реконфигурациивозможно определять момент перехода компонента из состояния всостояние, такой оператор позволяет более удобно описывать алгоритмфункционирования и реконфигурации РЭА.Для выполнения имитационных экспериментов примененаконцепциядискретно-событийногомоделирования,тоестьфункционирование РЭА представляется как набор событий, междукоторыми состояние РЭА и СЧ остается неизменным, а измененияпроисходят скачкообразно и вызываются изменением состояния одной изСЧ.
Для этого был разработан алгоритм имитационного эксперимента (рис.3), он определяет последовательность вызовов процедур и событий языка,учитывает возможность каскадного выполнения событий, критериевотказа, и позволяет осуществить корректный перевод модели из одногосостояния в другое, то есть программно реализовать функции f (8) и f s(9). Результатом выполнения алгоритма является реализация ВДС РЭА ивсех СЧ, включая и группы компонентов.12Рисунок 3 – Алгоритм имитационного экспериментаДля работы с формальными моделями разработана подсистемаАСОНИКА-К-РЭС.
В главе отражены вопросы анализа основныхтребований к программному комплексу, разработки структуры иалгоритма функционирования, а также его программной реализации.В основе подсистемы лежит разработанная и описанная во второйглаве модель. Основными модулями АСОНИКА-К-РЭС являетсякомпилятор формальной модели, блок верификации и блок выполненияимитационных экспериментов.Рисунок 4 – Блок схема реализации моделирования структурно-сложнойРЭАПодсистема реализовалась на объектно-ориентированном языкепрограммирования Visual C++ и использует библиотеки платформы .Net.Пользователь вводит формальную модель исследуемого РЭА, которая13преобразуется в программную модель в виде множества объектов.
Всоответствии с принятой практикой имитационного моделированиянеобходимо перед началом имитационного эксперимента провестиверификацию модели на соответствие описанию РЭА. Для верификациимодели в П/С предусмотрена и возможность проведения управляемогоэксперимента.В этом случаепользователь сам определяетпоследовательность отказов компонентов и контролирует состояниемодели после каждого отказа. В случае несоответствия реакции моделиописанию работы, поиск ошибки можно осуществить при помощи анализалог-файла выполнения шага эксперимента, в котором содержитсяинформация о том, какие условия каких событий реконфигурации быливыполнены и какие именно действия с компонентами модели ими былипроведены.В четвертой главе разрабатываются инженерные методики дляреализации проектной процедуры оценки показателей безотказностиструктурно-сложной РЭА.
Создана методика оценки показателейбезотказности, включающая действия по разработке формальной модели,ее верификации и анализу результатов моделирования, а также методикаанализа проектных решений по обеспечению безотказности (рис. 5).Рисунок 5 – Методика анализа проектных решений по обеспечениюбезотказности РЭА (IDEF3)Исходными данными для применения методики являются описаниетекущего варианта структуры РЭА и алгоритма ее функционирования. В14блоке 1 проводится анализ текущего варианта и синтезируется СРН РАЭ, ав блоке 6 синтезируются СРН для альтернативных вариантов реализацииалгоритмов реконфигурации. В случае применения на ранних стадияхпроектирования, когда еще генерируются требования к надежности СЧ,необходимо задаться некоторыми значениями интенсивности отказов СЧ,при этом наиболее важным является соотношение интенсивностей отказовв различных режимах работы.По результатам синтеза СРН в блоке 2 формируются данные,необходимые для построения формальной модели: списки моделируемыхСЧ, списки вводимых групп СЧ, критерии отказов для каждой группы иРЭА в целом, а также действия реконфигурации в формате «условиедействие».
На основе этого в блоке 3 создается формальная модель РЭА,которая преобразуется в программную и подвергается верификации.Верификация (блок 4) производится с использованием программногомодуля управляемых экспериментов и представляет собой проверкуразличных сценариев отказов в составе РЭА, на каждый из которых модельдолжна среагировать в соответствии с описанием. При обнаружениинесоответствия производится коррекция формальной модели (переход кблоку 5) и повторная верификация. После успешной верификацииисходного варианта на его основе строятся модели альтернативных (блок7) и проводится их верификация (блоки 8 и 9).После переходят непосредственно к моделированию (блок 10),результатом которого являются статистические данные по реализациямотказов РЭА и статистика по группам СЧ.
Выходные данные АСОНИКАК-РЭС анализируются в блоке 11, по ним можно определить, какие группыявляются проблемными в составе РЭА с точки зрения надежности и какиенаоборот - обладают избыточной надежностью. После анализа результатовмоделирования можно дать обоснованные рекомендации по реализацииструктуры и алгоритмов реконфигурации РЭА.Проверкаразработанныхметодов,моделей,алгоритмамоделирования и программно-методических средств проводилась в дваэтапа. На первом проводилось моделирование стандартных структур, длякоторых известны аналитические формулы без допущений.
По результатаммоделирования были получены значения с ошибкой менее 1%относительно аналитических моделей, обусловленной погрешностьюконечного числа экспериментов. На втором этапе проводился расчетпоказателей надежности структурно-сложной РЭА, в том числе бортовогоинтегрированного вычислительного комплекса (БИВК), это аппаратура,состоящая из двух полукомплектов со сложным алгоритмом подключениярезерва.
Результаты расчетов приведены в табл. 1.Для построения точной аналитической модели расчета показателейбезотказности БИВК необходимо проанализировать 254 возможныхсостояний системы с учетом последовательности отказов, поэтому былапроведена оценка только нижнего значения ВБР. Разработанные моделипозволили полностью описать алгоритмы реконфигурации и критерии15отказов. Для верификации моделей привлекались специалисты спредприятий-разработчиков РЭА, которые экспертно подтверждалисоответствие модели алгоритму функционирования.Таблица 1 – Результаты расчетов РЭАОбъектИсточникНазваниеСЧАналитическаямодельТип оценкиОцениваемыйпоказательРез.
по аналит. мод.ОСТ4Г.012.242-84 Г.Н.ЧеркесовОбл.Маж. гр. Изделиерез.ЗИП745ОСТ4Г.012.242-84 Г.Н.Черкесовбез допущенийТ0КгНИИ АРГОНИКИ РАНАС31БУСОТРБИВК3654124Формула полной Методвероятностимин. путейи сеченийнижняяВБР5575387834690,999850,98670,92730,9929Рез. АСОНИКА-К- 553993РЭСВзаимная0,64погрешность, %7844110,996840,98710,98830,99970,120,230,046,580,7Во всех случаях при моделировании были получены ожидаемыерезультаты, которые можно считать ближе к истинным в сравнении саналитическими моделями, где заведомо были внесены допущения,приводящие к занижению показателей надежности. Для БИВК при оценкеББР была получена разница в 6%, что близко к эффекту от дублированияпо аналитической оценке.
Так же было отмечено существенное понижениетрудозатрат на выполнение оценки безотказности РЭА, так на примереБИВК на выполнение расчетной оценки аналитическим методом былозатрачено примерно 320 человеко-часов, тогда как разработка модели,верификация и моделирование разрабатываемыми средствами потребовалооколо 24 человеко-часов.ЗаключениеВ работе предложен метод проектной оценки показателейбезотказности, а также модели для анализа проектных решений.Полученные в ходе работы результаты повышают качество процессапроектирования структурно-сложной РЭА и понижают трудозатраты напроектную процедуру расчетной оценки уровня надежности.Достоверность результатов работы подтверждена рядом численныхэкспериментов и опытом внедрения на предприятии отечественнойпромышленности, который свидетельствует о достижении поставленной вработе цели.В целом работа ориентирована на дальнейшее практическоеприменение результатов при проектировании структурно-сложной РЭА, нотакже возможно использование в исследовательской деятельности.Возможно применение п/с АСОНИКА-К-РЭС как высокоточногоинструмента для оценки показателей безотказности при разработке или16исследованиях аналитических моделей структурно-сложной РЭА.
Такжеразработанные модели могут быть развиты для использования в задачахоценки показателей надежности систем «Изделие-ЗИП» с многоуровневойструктурой ЗИП и/или структурно-сложным изделием. Возможныминаправлениями дальнейшего развития моделей и средств, предложенных вработе, являются автоматизация синтезирования требований понадежности СЧ, оптимизация структуры изделия, так как данные задачи врамках работы не рассматривались.1.2.3.4.5.6.7.8.Основные публикации по теме диссертацииТихменев А.Н. Имитационное моделирование в задачах оценкинадежности отказоустойчивых электронных средств [Текст] /В.В. Жаднов, А.Н.Тихменев // Надежность. – 2013. – № 1 (44). – с.32-43.ТихменевА.Н. Прогнозирование надежности структурносложных радиоэлектронных средств методами имитационногомоделирования [Текст] / В.В.
Жаднов, А.Н.Тихменев//Качество.Инновции.Образование. – 2013. – № 3. – с. 50-56.Тихменев А.Н. Проблемы расчета показателей достаточности иоптимизации запасов в системах ЗИП [Текст] / Д.К. Авдеев, В.В.Жаднов, А.Н.Тихменев // Надежность. – 2011. – № 3 (38). – с. 5360.ТихменевА.Н. Информационная технология обеспечениянадежности сложных электронных средств военного и специальногоназначения [Текст] / Д.К. Авдеев, В.В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
