Критерий оценки надежности автоматизированных систем.

Сложный характер механизма возникновения отказов затрудняет оценку надежности систем. Обычно для оцен­ки надежности используются следующие методы: испыта­ния; моделирование рабочих процессов и процессов воз­никновения отказов; обработка информации о результа­тах эксплуатации системы; анализ физических процессов, сопутствующих и обусловливающих возникновение отказов; расчет.

Существенно, что отказы могут рассматриваться как явления случайные или неслучайные.. Если информация об условиях и причинах возникновения отказа достаточна, то подобный отказ перестает быть событием случайным. Чем полнее информация о характеристиках и условиях работы системы, физических процессах, обусловивших от­каз, тем с большим основанием можно отнести отказ к неслучайным событиям и, что особенно существенно, раз­работать меры по предотвращению подобных отказов в последующем.

Следует иметь в виду, что испытания, моделирование и расчет находятся во взаимосвязи. Так, при моделировании и расчете используется информация о надежности элементов системы управления, получаемая в результате испытаний, а при обработке результатов моделирования необходимы уравнения, используемые для расчета надеж­ности. Испытания в свою очередь всегда сопровождаются расчетами.

При моделировании для анализа и оценки надежности систем применяют как математические, так и физические модели (рис. 8.1).

Физической моделью систе­мы может служить ее макетный образец. Однако испытание на надежность макета сложной системы чрезвычайно трудоемко и связано в большинстве случаев с не­преодолимыми техническими трудностями. Здесь можно указать на отсутствие кли­матических камер для испыта­ния всей системы или не­обходимых для этой цели вибрационных стендов и т. п. Поэтому, как правило, подобное физическое моделирова­ние используется для анализа и оценки надежности от­дельных составляющих системы управления.

Для математического моделирования на аналоговых вычислительных машинах необходимо знать аналитиче­ские зависимости, определяющие связь между выходными и входными параметрами системы, а также возможные отклонения входных величин и внутренних параметров системы. На аналоговых ЭВМ можно определить как полные, так и неполные отказы, а возможность сопряже­ния ЭВМ с реальной системой позволяет получить более полную информацию о надежности. К недостаткам моде­лирования на аналоговых ЭВМ можно отнести сравни­тельно низкую точность оценки надежности. Для модели­рования на цифровых ЭВМ необязательно наличие ана­литических зависимостей для основных характеристик ис­следуемой системы. Здесь возможно использование двух методов моделирования. Для первого метода в цифровых ЭВМ воспроизводятся зависимости, описывающие функ­ционирование системы при различных значениях внутрен­них и внешних параметров. Затем при помощи генераторов случайных чисел вводятся изменения параметров, а циф­ровая ЭВМ дает соответствующие реализации рабочих процессов. Характеристики надежности системы определя­ются по числу зафиксированных отказов. Подобное мо­делирование не требует предварительной информации об отказах, однако процесс моделирования сложен и требу­ет знания закономерностей изменения параметров систе­мы, а также влияния внешних и внутренних воздействий на характер протекания рабочих процессов.

Для второго метода необходима информация о надеж­ности отдельных элементов исследуемой системы, что связано с трудоемкими испытаниями и статистической об­работкой их результатов.

В силу недостаточности информации о причинах и об­стоятельствах отказов общепринятое расчетное определе­ние надежности базируется на вероятностном подходе. При этом вероятностные оценки надежности исходят из представления об отказах как о случайных событиях с устойчивой частотой отказов.

Основным вероятностным критерием надежности явля­ется вероятность безотказной (исправной) работы P(t)_t под которой понимается вероятность того, что система будет сохранять параметры в заданных пределах в течение определенного времени и при определенных условиях эксплуатации, иными словами, под вероятностью исправ­ной работы понимается вероятность того, что в заданном интервале времени не произойдет ни одного отказа.