Методы обеспечения надежности технических устройств.

Избыточность (резервирование). Структурное резервирование.

В соответствии с ГОСТОм 27.002-89 резервированием называется применение дополнительных средств и возможностей с целью сохранения работоспособного состояния объекта при отказе одного или нескольких его элементов. Т.о. рез – это метод повышения надежности путем введения избыточности.

Методы резервирования.

Структурным резервированием (СР) называют способ повышения надежности аппаратуры, состоящий в применении в системе дополнительных (резервных) элементов, которые не являются необходимыми для выполнения возложенных на систему функций, но используются системой после отказа основных эле­ментов. Характерной особенностью структурного резервирования является то, что в идеально надежной системе все резервные элементы могут быть удалены из системы без какого-либо ухудшения качества ее функционирования. Они не­обходимы только тогда, когда появляется принципиальная возможность отказа основных элементов.

Функциональным резервированием называют способ повышения надежности, ис­пользующий свойство технических систем (а также живых организмов, биологи­ческих и социальных систем) обеспечивать при отказах элементов безотказное функционирование за счет перераспределения функций и более интенсив­ной работы элементов, выполнявших до отказа только свои основные функции. Выполнять дополнительные функции они способны лишь временно, и это может сопровождаться некоторым ухудшением общего качества работы, но в допусти­мых пределах. При функциональном резервировании в системе нет «лишних» элементов — они все необходимы для выполнения требуемого набора функций. Характерной особенностью этого вида резервирования является как раз то, что даже из идеально надежной системы нельзя удалить ни одного элемента, не вы­звав перераспределения функций элементов и увеличения их функциональной нагрузки уже на постоянной основе, возможно, с переходом на более тяжелые режимы работы.

Применение функционального резервирования обычно сопровождается введе­нием информационной и алгоритмической избыточности.

Временное резервирование (ВР) — это способ повышения надежности, при котором системе в процессе функционирования предоставляется возможность израсходо­вать некоторое время, называемое резервным, для восстановления технических устройств.

Резерв времени можно израсходовать на переключение структур­ного резерва, обнаружение и устранение отказов, повторение работ, обесценен­ных отказами, ожидание загрузки в работоспособном состоянии. Можно указать несколько источников резервного времени [3].

Методы структурного резервирования ()

Методы структурного резервирования различаются по масштабу резервирования, соотношению количества основных и резервных элементов, способу включения резерва, режиму работы резервных элементов и способам подключения резерв­ной аппаратуры.

по способу соединения

Резервирование называют общим, если резервируется вся последовательная система, раздельным (поэлементным), если резервируются отдельные элементы последовательной системы, и смешанным, если резервируется группа элементов системы.

Совокупность основных и резервных элементов, замещающих друг друга при отказе одного из элементов, называют резервированной группой. При общем резервировании в системе имеется только одна резервированная группа, при раздельном — столько резервированных групп, сколько элементов в по­следовательной системе. При групповом резервировании число резервирован­ных групп имеет промежуточное значение. Система со структурным резервом отказывает тогда, когда отказывает хотя бы одна ее резервированная группа.

В структурной схеме надежности резерви­рованные группы (узлы) соединены последовательно, и логика возникновения отказа системы может быть выражена с помощью формул для последовательных систем.