ВРЕМЕННАЯ ИЗБЫТОЧНОСТЬ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Книга посвящена одному из новых направлений теории надежности — использованию резервов времени для повышения показателей эксплуатационной надежности технических систем. Обсуждаются вопросы влияния производительности системы и ее структуры, методов контроля работоспособности и алгоритмов функционирования на эффективность временной избыточности как метода повышения надежности. Почти всюду результаты доведены до инженерных расчетных формул и поясняются примерами. Приводится обширный расчетный материал, оформленный в виде графиков и таблиц. По результатам анализа высказываются рекомендации по применению различных методов введения временной избыточности. [c.2]

Временная избыточность в технических системах [c.5]

О временной избыточности говорят в тех случаях, когда системе в процессе функционирования предоставляется возможность израсходовать некоторое время для восстановления ее технических характеристик. Можно указать несколько основных источников резерва времени. Прежде всего он может создаваться за счет увеличения времени, выделяемого системе для выполнения порученного ей задания и называемого в дальнейшем оперативным или рабочим временем. Вторым основным источником является запас производительности, который позволяет уменьшить минимальное время выполнения задания и создать резерв без увеличения оперативного времени системы. Запас производительности можно образовать, увеличивая быстродействие элементов системы или объединяя несколько устройств низкой производительности в единый комплекс. В системах, результат работы которых оценивается объемом производимого продукта, резерв времени можно создать за счет внутренних запасов выходной продукции. Для систем обработки информации такой продукцией является обработанная информация, для систем энергоснабжения — электрическая энергия, для систем водоснабжения— водные ресурсы, для автоматических линий в машиностроении— детали и узлы и т. д. Для хранения запасов следует предусмотреть специальные накопители. В указанных системах ими являются запоминающие устройства, аккумуляторные батареи, резервуары, бункеры и т. д. Пока запас не исчерпан, продукция поступает на выход системы и смежные с ней системы не замечают частичного и даже полного прекращения ее функционирования. [c.5]

Поскольку в технических системах параметр суммарного потока отказов тХ каналов обычно меньше параметра потока восстановлений 1, то можно утверждать, что и в рассматриваемой системе введение временной избыточности позволяет достичь любого желаемого уровня вероятности безотказного функционирования. [c.157]

Надежность является одной из основных проблем современной техники. Благодаря совместным усилиям специалистов различного профиля, в том числе инженеров, математиков, экономистов, в настоящее время в этой области достигнуты значительные успехи. Для повышения надежности используются разнообразные методы, затрагивающие вопросы технологии, конструкции, структуры и правил эксплуатации технических систем. Одним из основных методов повышения надежности является введение избыточности, в частности, структурное (аппаратурное) резервирование. Структурное резервирование в течение длительного времени считалось универсальным методом, позволяющим создавать из ненадежных элементов сколь угодно надежные системы [89]. Однако при схемной реализации этот метод не является столь безукоризненным, как это следует из классических моделей надежности, прежде всего из-за наличия в элементах двух типов отказов, неидеальности переключателя резерва, перераспределения нагрузки при отказах отдельных элементов. Поэтому внимание разработчиков сложных систем в последние годы все чаще обращается к другим видам избыточности, в частности к временной. [c.3]

При аналитическом исследовании процесс функционирования технической системы формализуется и сводится обычно к модели полумар-ковского или многомерного марковского процесса [24]. Приведем здесь краткую характеристику четырех основных методов, которые мы будем использовать в дальнейшем. Два из них (метод перебора гипотез и метод условных вероятностей) опираются на прямое вычисление вероятностей, а два других (дифференциальный и интегральный) требуют составления и последующего решения уравнений относительно вероятности безотказного функционирования системы с временной избыточностью. [c.13]

Во многих технических системах вторичные потери оперативного времени удается устранить только с помощью либо алгоритмических методов, либо изменений структуры системы, что приводит к заметному увеличению основного времени выполнения задания и росту количества оборудования. Так, в упомянутой ЦВМ требуется аппаратурный контроль работоспособности, включающий проверку результатов выполнения каждой операции и тестовый контроль незанятого оборудования. ЦВМ должна иметь систему прерывания и набор обслуживающих программ, выполняющих запоминание и восстановление данных по сигналам неисправности и восстановления работоспособности. Структуру вычислительного алгоритма необходимо приспособить для возобновления счета с того места, на котором задача была выведена из решения. Для этого могут потребоваться изменения в самом алгоритме, дополнительные внутренние передачи данных, дополнительные емкост памяти и, конечно, дополнительное время. Очевидно, что для системы, не располагающей резервом времени, эти мероприятия не только бесполезны, но и вредны, так как уменьшают вероятность безотказной работы. И только с введением временной избыточности они могут осущественно улучшить показатели надежности. В рассматриваемой системе отказ (срыв функционирования) возникает в тот момент времени, когда суммарное время восстановления пр превзойдет уровень tn (рис. 2Л,в). Согласно (1.3.1) вероятность безотказного функционирования системы в течение времени t с резервом времени и есть вероятность того, что отказ произойдет за пределами оперативного интервала времени [c.17]

Из приведенных в данной главе аналитических формул, числовых данных и примеров видно, что кумулятивные системы с необесценивающими отказами, допускающие перерывы в работе для восстановления работоспособности, при введении резерва времени обладают высокими показателями надежности, причем для достижения таких показателей вовсе не требуется большого резервного времени. Как правило, оно составляет лишь единицы, а иногда даже и доли процентов от основного. Однако, как и при других видах избыточности, улучшение надежности не происходит даром уменьшается реальная производительность системы, усложняются алгоритмы функционирования, а иногда и структура системы, предъявляются повышенные требования к ремонтному персоналу н всей системе обслуживания. Тем не менее временное резервирование может быть полезным в технических системах и успешно применяться вместо аппаратурного резервирования и других методов повы- шения надежности или в комбинации с ними. [c.79]

Книга посвящена использованию резервов времени для повышения показателей эксплуатационной надежности технических систем. Рассматривается влияние производительности системы, методов контроля работоспособности и алгоритмов функционирования на эффективность временной избыточности. Приводятся рекомендации по применению различных методов введения временной избыточности. Книга предназначена для сп1.-циалистон пп проектированию и эксплуатации высоконадежных систем. [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...