Изучение любой дисциплины начинается с основных понятий, под которым понимается терминология данной дисциплины, поэтому первой темой является основные определения теории надежности.
Надежность является основной характеристикой, как технических средств, так и программного обеспечения. Термины и определения основных понятий, используемых в теории надежности, даны в ГОСТ 27.002-89 “Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения”
Надежность является сложным (комплексным) свойством, которое в зависимости от назначения системы, условий ее применения может выражаться "более простыми" (частными) свойства и может включать в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость или определенные сочетания этих частных свойств, охватываемых понятием “надежность”.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Под наработкой понимается продолжительность или объем работы объекта. Размерность наработки определяется видом объекта и особенностями его применения, например, наработка двигателя измеряется в моточасах, автомобиля - в километрах пробега, станка-автомата - количеством обработанных деталей, реле - количеством циклов срабатывания, фильтр для воды в кол-ве пропущенных литров и т. п. Наработка может определяться до отказа, между отказами, до наступления предельного состояния или до некоторого фиксированного момента времени. (Например, после какого-то срока эксплуатации объект становиться опасным для человека)
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Основное отличие понятий “безотказность” и “долговечность” состоит в том, что понятие “безотказность” предполагает как бы самостоятельную работу объекта без какого-либо вмешательства извне для поддержания его работоспособности. Понятие “долговечность” предполагает рассмотрение работоспособности объекта за весь период его эксплуатации и учитывает, что длительная работа объекта (особенно сложного) невозможна без проведения мероприятий по поддержанию и восстановлению его работоспособности, утрачиваемой в процессе эксплуатации.
Показатели долговечности могут выражаться через ресурс (фильтр - 300 литров) или срок службы - календарную продолжительность эксплуатации объекта от начала его применения (возобновления эксплуатации после ремонта) до наступления предельного состояния.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность объекта характеризуется оперативной продолжительностью (трудоемкостью) операций обнаружения отказа, поиска его причин и устранения причин и последствий отказа. При этом следует учитывать, что полная продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта, кроме оперативной продолжительности (времени, затрачиваемого непосредственно на операции по восстановлению работоспособности объекта), которая зависит от уровня ремонтопригодности объекта, включает в себя время, затрачиваемое на организационные мероприятия (поиск ремонтной документации, доставка запасных частей и т.п.), продолжительность которого не связана с уровнем ремонтопригодности объекта.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Это свойство характеризует поведение объекта в условиях, весьма существенно отличающихся от условий эксплуатации. Прежде всего, во время хранения и транспортирования объект находится в выключенном состоянии. Кроме того, есть различия в температуре окружающей среды, влажности и других климатических условий, механических нагрузках. И в информационных системах особенно важно для сменных носителей информации, которые большую часть времени находятся «на хранении».
В заключение этого подраздела упомянем о понятиях, близких к понятию “надежность”, но не тождественных ему. Для объектов, являющихся потенциальным источником опасности, таким понятием является “безопасность”.
Безопасность - свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды. Безопасность не входит в понятие “надежность”, но в определенных условиях тесно связана с ним, например, если отказы могут привести к условиям, вредным для людей и окружающей среды сверх установленных санитарных норм. В современных ИС различие терминов безопасность и надежность зависит от возможного ущерба – риска при отказах.
Понятие, пограничное между надежностью и безопасностью является живучесть (fail-self concept) - свойство объекта, состоящее в его способности противостоять развитию критических отказов из дефектов и повреждений при установленной системе технического обслуживания и ремонта, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при наличии дефектов и повреждений определенного вида, а также при отказе некоторых компонентов.
В англоязычной литературе по надежности для характеристики живучести объектов по отношению к человеческим ошибкам (ошибки оператора, неквалифицированное вмешательство в работу объекта) также применяется специальный термин fool-proof (в буквальном переводе – “защищенность от дурака”).
Для информационных систем имеет немаловажное значение такое дополнительное свойство как достоверность информации, выдаваемой объектом. При работе вычислительных систем или при передачи информации по каналам связи могут присутствовать отказы. Объект может обладать высокой безотказностью, хорошей долговечностью, сохраняемостью и ремонтопригодностью, однако в нем могут иметь место сбои, искажающие информацию.
Вопросы для самоконтроля.
1. Почему в современном обществе так важна проблема обеспечения надежности информационных систем?
2. Перечислите основные задачи теории надежности.
3. В чем главная цель изучения данной дисциплины с точки зрения обеспечения экономической эффективности ИС?
4. Какими частными свойствами может выражаться надежность?
5. В чем основное отличие понятий безотказность и долговечность?
6. Что понимается под наработкой? Приведите примеры наработок различных технических средств, используемых в ИС
7. Какое из свойств характеризует надежность носителей информации в ИС? (Аргументируйте ответ).
8. Какими свойствами можно характеризовать надежность персонального компьютера? (Аргументируйте ответ).
ЛЕКЦИЯ 2 Основные понятия теории надежности
Вопрос 1. Понятие объекта. Относительность понятий система и элемент.
Вопрос 2. Основные состояния объекта в соответствии с ГОСТ 27.002-89.
Вопрос 3. Понятия дефекта, неисправности, повреждения, отказа как событий, приводящих к нарушению исправного состояния объекта; понятие восстановления как события, приводящего к переходу из неисправного состояния в исправное.
Вопрос 4. Классификация отказов
В теории надежности все термины можно условно разделить на 4 основных типа: объекты, свойства, события, состояния.
