Расчет надежности изделий с учетом надежности программ

Расчет надежности с использованием формулы полной вероятности.

В теории вероятности решается такая задача. Событие В зависит от того, какое частное состояние принимает событие A. Событие А может принимать состояния А1. А2, A3,..., An, которые являются несовместными (т. е. не могут возникнуть одновременно два состояния: А1 и А2 и т. д.).

Если известны условные вероятности Р(В/Аi) и вероятности P(Ai), то полная вероятность события В

Р (В) = Р (A1) Р (B/A1) + Р (A2) Р (В/А2) +...Р (Аn)/Р (В/An).

Пример. Определить Кг комплекса с учетом надежности блока сопряжения, если комплекс состоит из двух машин и 1) блок сопряжения их исправен (машины работают в режиме резервирования); 2) блок сопряжения их неисправен (машина работает в автономном режиме). Коэффициент блока сопряжения (БС) равен 0,95; одной машины Кг(М) равен 0,9; комплекса, Кг(Р), работающего в режиме резервирования, равен 0,99, Коэффициент готовности Кг комплекса с учетом надежности блока сопряжения Kг=Kг(БС)Kг(P)+ (БС)]Кг(М) =0,9855.

Основная направленность и последовательность расчетов надежности изделий с учетом влияния программ должна сохраняться такой же, как и при расчете аппаратурной надежности. На этапе разработки и отладки программного обеспечения производится проверка программ заданным требованиям. По результатам этой проверки выдается характеристика надежности и степени отработанности программы.

Характеристика должна отражать: интенсивность отказов программы обнаруженную и прогнозируемую; вероятность безотказной работы программы обнаруженную и прогнозируемую; среднее время восстановления работоспособности программно-управляемого изделия (прогнозируемую).

Обнаруженные при проверке программы показатели ее надежности используются для оценки степени отработанности программы. Прогнозируемые показатели надежности используются при расчетах надежности программно-управляемого изделия.

Расчет надежности при этом может производиться по двум возможным вариантам.

Вариант 1 является грубо ориентировочным. В схему расчета надежности изделия включается фиктивный блок — «программное изделие» с характеристиками надежности, полученными либо из паспортных характеристик «программного изделия», либо из результатов его проверки и испытаний. Грубо ориентировочным этот расчет является потому, что обнаруженные при проверках и испытаниях ошибки программы, как правило, устраняются, а прогнозировать ожидаемые отказы можно лишь весьма ориентировочно. Однако даже грубо ориентировочный расчет полезен, так как позволяет определить сравнительную характеристику влияния аппаратуры и программ на надежность изделия и получить представление об ожидаемой надежности программного обеспечения на различных этапах создания программно-управляемого изделия.

Есть основания предполагать, что программные ошибки подчиняются экспоненциальному распределению. Вероятность того, что эти ошибки не проявятся на интервале времени 0—t, равна , где z(t) — интенсивность отказов изделия, вызванных дефектами программы.

Для ориентировочных расчетов надежности программно-управляемых изделий, аналогичных ЭВМ средней производительности, рекомендуется пользоваться ориентировочными данными о показателях надежности программ, приведенными в табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

Период отработки программ	Интенсивность программных ошибок z, ч^—1	Среднее время работы изделия на программную ошибку Тo, ч	Среднее время устранения отказа изделия Тв, вызванного программной ошибкой, мин
Начальный период комплексной отладки	0,07
Завершение комплексной отладки	0,02
Начальный период опытной эксплуатации	8×10^-3
Завершение опытной эксплуатации	0,5×10^-3

Вариант 2 — это расчет надежности изделия с учетом влияния программ, выявленного на этапе совместных испытаний аппаратуры и программ. Такой расчет проводится также по обычным правилам, т.е. с использованием либо логических функций работоспособности, либо структурных схем, либо графа состояний. В качестве показателей надежности частей сложного изделия (объекта, системы) используются программно-аппаратурные показатели надежности, т.е. показатели надежности программно-управляемых частей под управлением реальной программы.

Естественно, что при этом получаются различные результаты определения показателей надежности изделия для различных функций, выполняемых этим изделием. Расчет надежности изделия приобретает характер расчета функциональной надежности, так как показатели надежности определяются для каждой из выполняемых функций.

Расчет надежности с учетом глубины контроля

Глубина контроля —отношение интенсивности отказов, устраняемых при данном виде контроля, к суммарной интенсивности отказов. Пусть, например, общая (суммарная) интенсивность отказов равна 0,02. Некоторым видом контроля (например, программным) выявляется 50% отказов, т. е. отношение интенсивности отказов, выявляемых программным контролем, к общей интенсивности отказов =0,5. Отсюда к=0,5*0.2 ==0,01. Глубина программного контроля в данном случае равна 0,5.

Во всех случаях, когда в исходных данных для расчета восстанавливаемого изделия указывается, что интенсивность восстановления равна (например, =2), предполагается, что с глубиной контроля, равной 100%,. осуществляется восстановление отказавшего изделия в среднем за (ч).

Но глубина контроля в отдельных случаях может быть разной

для разного вида контроля одного и того же изделия. Например,

может быть указано, что при общей интенсивности отказов =0,02

80% отказов выявляются и восстанавливаются с помощью аппаратурного контроля с интенсивностью (i=2, a 20% отказов выявляются и устраняются другими средствами с интенсивностью =1.

При расчетах надежности в этом случае целесообразно изделие

рассматривать состоящим из двух частей:

1) с интенсивностью отказов, равной = 0,02 *0,8 =0,016, и интенсивностью =2;

2) с интенсивностью отказов, равной =0,02 *0,2 =0,004, и интенсивностью восстановления =1.

Коэффициент готовности изделия при этом будет равен произведению коэффициентов готовности его частей, так как они соединены последовательно

Для определения К.т изделия можно использовать расчет на основе графа возможных состояний изделия..

Дата добавления: 2015-04-30