Расчет надежности нерезервируемых информационных систем

Исходные данные для расчета:

• Схема системы с указанием типов элементов (узлов);

• Режимы работы всех элементов (узлов): электрических, механических и др.
• Значения интенсивностей отказов всех элементов при номинальных и фактических режимах, а так же значения среднего времени исправной работы и дисперсии для элементов подверженных постепенным отказам.

Расчетные значения критериев надежности сравниваются с заданными. В случае необходимости, принимаются меры для повышения надежности.

 

I. Расчет надежности при внезапных отказах.

Предполагается, что: - отказы элементов – внезапные.

- интенсивность отказов – постоянная.

- отказ элемента – отказ всей системы.

 

Порядок расчетов.

а. Составляется структурная схема системы: блоки и связи их; определяется количество элементов в каждом блоке и режимы их работы.

б. Для всех типов элементов значения интенсивности отказов (среднее, крайние) при номинальных режимах выбирают по таблицам, значения коэффициентов учитывающих режимы работы, определяют по графикам (специальная литература, например Вайранян, Федосеев: Надежность АСУ).

С учетом _, рассчитывают интенсивности , соответствующие реальным режимам работы.

(1)

Табличный график для интенсивностей отказов элементов в ВМ:

 

 

Т.к значения интенсивностей отказов лежат в определенном диапазоне, то надежность элементов рассчитывают для min и max значений коэффициентов надежности.

 

Пример таблицы (единица расчета – резистор (основной элемент)).

Тип элемента	Min	Max
Резистор
Конденсаторы	0,25	0,85
Штепсельные разъемы	1,0	6,0
И т. д.	1,3	75,0

(интенсивность отказов резисторов находится экспериментально, как средневзвешенное значение интенсивностей отказов резисторов).

в. Для каждого блока рассчитывают: суммарную интенсивность отказов ; среднее время непрерывной работы; вероятность исправной работы в течение заданного в ТЗ времени t.

 

Вероятность безотказной работы (для n элементов).

(2)

Так как закон экспоненциальный, то надежности

(3)

Если в блоке имеется m однотипных элементов, то вероятность безотказной работы блока

Где -интенсивность отказовk-ой группы с учетом режима.

- количество элементов k-ой группы (например транзисторы).

Т. о. суммарная интенсивность отказов блока:

(4)

Если - const, то вероятность исправной работы блока за время t равна:

(5)

Где - среднее время безотказной работы блока.

г. Для систем, в которых требуется непрерывная исправная работа в течении длительного времени, среднее время и вероятность исправной работы рассчитывают по формулам (4) и (5).

д. Для восстанавливаемых систем, которые длительно находятся во включенном состоянии, а используются кратковременно, рассчитывается

(6)

t- момент начала использования системы;

t - время решения задачи;

- коэффициент готовности.

-среднее время восстановления системы.

е. Для системы рассчитывают значения коэффициентов

а. Отказа для каждой группы элементов

- интенсивность отказов элементов i группы.

число элементов i группы

- суммарная интенсивность отказов всей системы. Значение которого позволяет выявит «слабое звено» системы.

б. Относительного коэффициентов отказов

N – общее число элементов в системе.

в. Профилактики

- время профилактики и ремонта

г. Вынужденного простоя

-среднее время восстановления

 

д. Использования аппаратуры

Для определения указанных величин составляют и заполняют таблицы:

-исходная таблица для расчета надежности блока;

-сводная таблица основных характеристик блоков

Кол-во блоков	Наименование блока
... n

-таблица количественных характеристик надежности системы.

 

II. Метод расчета надежности с учетом старения элементов.