Семантический – смысловой, относящийся к значению слова. 2 страница. Метод, который применяется для повышения показателей надежности в технике управления авиационным и железнодорожным движением

Метод, который применяется для повышения показателей надежности в технике управления авиационным и железнодорожным движением, - это использование избыточных систем. Несколько одинаковых систем создаются параллельно разными рабочими группами. Основное допущение заключается в том, что ошибки, которые делают разные группы, не могут быть одинаковыми. Результат - это комбинация нескольких решений. Например, на бортовой ЭВМ полностью управляемого электроникой аэробуса А-320 установлено пять разных систем, которые были разработаны на основе одинаковых требований пятью независимыми рабочими группами на пяти разных языках программирования. Эти системы работают параллельно и независимо друг от друга. Окончательные управляющие воздействия, задающие положение аэродинамических поверхностей, выбираются из выходных сигналов нескольких систем с помощью электромеханического селектора.

2.2. Модели для расчета надежности

При расчетах надежности сложной системы обычно полагают, что возможные ошибки не коррелируют, т.е. являются независимыми событиями. Это предположение верно при условии, что неисправный элемент не влияет на другие.

Для элементов ,

где - число правильно функционирующих элементов; - число неисправных элементов. Оба слагаемых суть функции времени, а их сумма при этом постоянна. Функция надежности определяется следующим образом

.

Интересно анализировать относительное число отказов как функцию времени. Для этого вводится понятие интенсивности отказов

. (2.1)

Если элемент остается в работе до времени , интенсивность отказа показывает вероятность того, что этот элемент откажет сразу после момента . Функцию интенсивности отказов можно оценить, наблюдая большое число элементов в течение длительного периода времени. Несколько упрощенный вид функции представлен на рис. 2.1. Из-за своей формы эта кривая называется «корытообразной» функцией.

Оценка качества

Рис. 2.1. Интенсивность отказов элементов как функция времени: а – отказы на первоначальных этапах работы; б – случайные отказы (участок с постоянной интенсивностью l); в – отказы, связанные со старением.

Обычно рассматривается «лучшее время», т.е. центральная часть кривой интенсивности отказов. При этом полагают, что система функционировала достаточное время до того, чтобы изжить «детские болезни». С другой стороны, система не должна находиться в эксплуатации так долго, что ее компоненты уже износились, и уровень отказов снова увеличился. С этими ограничениями можно принять за константу, т.е. . Тогда решением уравнения (2.1) будет

. (2.2)

Основной интерес для пользователя или производителя системных компонентов представляет собой время, в течение которого компонент может функционировать в нормальных условиях до появления неисправностей. Мерой этого является среднее время наработки на отказ (Mean Time to Failure - MTTF), т.е. математическое ожидание экспоненциального распределения

. (2.3)

Мера готовности системы получается на основе среднего значения промежутка времени, в течение которого система функционирует правильно. Это значение называется средним временем между отказами (Mean Time between Failures - MTBF). Аналогично, мера времени, в течение которого система не функционирует, называется средним временем восстановления (Mean Time to Repair - MTTR)и представляет собой время от появления неисправности до восстановления работоспособности системы.

Коэффициент готовности А элемента или подсистемы можно определить выражением

.

Для систем, состоящих из одного устройства или элемента, коэффициент готовности легко подсчитать. Для более сложных систем характерны совершенно другие проблемы. Мы коротко рассмотрели только последовательное соединение элементов и его влияние на надежность системы. Аналогичные вычисления можно произвести для систем с параллельным соединением; в общем случае параллельное соединение одинаковых элементов увеличивает надежность, потому что, только если все компоненты, соединены параллельно, неисправны, функция системы больше не обеспечивается.

2.3. Качество

Качество – это целостная совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные или предполагаемые потребности. Обычно потребности характеризуются с помощью характеристик на основе установленных критериев. Потребности могут включать, например, эксплутационные характеристики, функциональную пригодность, надежность, безопасность, воздействие на окружающую среду, экономические и эстетические требования.

Принято различать четыре ключевых аспекта качества:

качество, обусловленное соответствием рыночным потребностям и ожиданиям;

качество, достигаемое благодаря тщательной разработке и планирования проекта и его продукции;

качество выполнения работ по проекту в соответствии с плановой документацией;

качество материально-технического обеспечения проекта.

Существующая тенденция по обеспечению качества заключается в поддержке стандартизации, т.е. совместимости и взаимозаменяемости компонентов.

Специалисту в области автоматизации придется посвятить значительную часть времени создания системы решению специфических проблем. Поскольку проблемы имеют тенденцию становиться все более сложными и специализированными, то шансы найти полностью готовое решение являются весьма призрачными.

Среди нетехнических факторов, непосредственно определяющих успех автоматизации, следует назвать общую организацию работы, которая должна быть тем лучше, чем более масштабным является проект. Обычно работы по проекту подразделяются на планирование, разработку, документирование, испытания и эксплуатацию. Каждая стадия важна для успеха разработки в целом.

Фаза планирования включает общий анализ проблемы. В завершение планирования выпускается документ, называемый техническим заданием проекта. Обычно ему предшествует предпроектное обследование – анализ наличия и способов решения проблемы и предварительная оценка стоимости возможных вариантов, - которое завершается выпуском технико-экономического обоснования (ТЭО) предлагаемого решения. Отчет о предпроектном обследовании ТЭО обычно не столь детализирован, как техническое задание: он предназначен для руководства компании, а техническое задание – в основном для внешних поставщиков и разработчиков.

Окончательные контакты должны точно определять, что из себя представляет система. Если они основаны на слишком общих определениях типа «мониторинг», «управление процессом» и тому подобных, то обязательно возникнут неудовлетворенность и конфликты. Общие идеи должны быть сформулированы как можно раньше и как можно яснее. Вместо «мониторинг процесса» должно быть указано, какие именно величины должны обрабатываться, в какой именно форме они должны быть представлены, должны ли данные отображаться в «исходном» виде или с помощью определенных графических интерфейсов и т.д.

За рабочие спецификации в первую очередь отвечает покупатель системы управления, и лишь во вторую – поставщик. Чтобы избежать конфликтов, лучше заранее определить соответствующие сферы ответственности. Полезно, если ответственное лицо или группа, представляющие заказчика, следят за выполнением проекта. Поставщик предлагает общую информацию о системах управления, а заказчик должен проверить, что все его запросы и требования выполняются.

Абсолютно необходимо, чтобы вся система была снабжена полноценной документацией как для аппаратного и программного обеспечения, так и для выполняемых функций. Документация является интерфейсом между различными группами персонала, работающего над проектом. Документация должна рассматриваться не как обременительная обязанность поставщика, которая может быть выполнена после того, как система разработана и поставлена, а как ключевое условие проектирования системы и ее успешной эксплуатации.

Испытания системы являются очень важным этапом. Должно быть точно установлено, что рабочие характеристики удовлетворяют планировавшимся показателям и инструкциям. Испытания необходимы для выявления и немедленного исправления ошибок на возможно более ранних стадиях.

Теоретически фазы планирования, проектирования, внедрения и испытаний должны быть разделены, но в действительности между ними существует взаимосвязь и взаимное влияние. Во время проектирования могут появиться новые факты, которые потребуют изменений в планировании. Практические, заранее не известные, ограничения на этапе реального внедрения могут также повлиять на выполнение проекта. После приобретения опыта практической работы системы может возникнуть необходимость снова внести изменения в элементы, которые считались завершенными. К сожалению, чем позже вносятся изменения в описания и спецификации, тем труднее и дороже это обходится, но с другой стороны, любая сложная система постоянно находится в стадии модификации. Окончательного варианта системы как такового не существует, а есть только разные степени функциональности.

Рабочий и инженер, проводящий испытания, имеют противоположные цели. Первый должен создать устойчивую и эффективную систему. Второй должен придумать всевозможные тесты, чтобы выявить как можно больше ошибок. Оба должны следовать руководящим документам, хотя и в них могут быть внесены изменения, диктуемые практикой и здравым смыслом.

2.5. Международные стандарты серии 9000

20-й век с его промышленной и научно-технической революцией привнес в область качества некоторые новые особенности. Прежде всего, работы по обеспечению качества начали структурировать и документировать. Потребность в этом вызывалась объективными причинами. Массовое производство привлекло в промышленность большое количество неквалифицированной силы, что заставило руководителей предприятий уделять повышенное внимание контролю. Контрольные функции документировались, а их исполнение проверялось. Подобная деятельность называется «Контроль качества». Однако, употребляя данное выражение, следует помнить, что по своему смысловому значению контроль качества приближается к понятию «управление», поскольку включает в себя не только технический контроль и всевозможные проверки, но и принятие корректирующих мер по их результатам. Далее, необходимость в документировании работ по качеству диктовалась также усложнением выпускаемой продукции и жесткими условиями ее применения.

Когда в начале 80-х годов Международная организация по стандартизации (ИСО), откликаясь на вызовы международного сотрудничества, приступила к созданию основополагающих международных стандартов в области качества, она тщательно изучила имеющиеся к тому времени стандарты разных стран. На основе достигнутого консенсуса были подготовлены и впервые в 1987 г. изданы международные стандарты 9000. Эта серия, вобрав в себя существовавшие в то время подходы к структурированию документов, включала три стандарта, ИСО 9001, 9002, и 9003, в которых был определен порядок контроля и управления на различных фазах организации работ по проекту. Эти стандарты определяли также, в какой степени производитель и заказчик делят ответственность на разных этапах выполнения проекта и правила контрактных отношений. Стандарт относился не только к технической продукции или проектированию предприятий, а описывал также соответствующее обслуживание и организационные мероприятия со стороны поставщика, например, предъявление заказчику соответствующих сертификатов. Кроме того, был создан ИСО 9000 - всеобъемлющий документ справочного характера. В стандарте ИСО 9000 содержались указания по применению того или иного документа данной серии.

Второй особенностью, характерной для второй половины 20-го века, стало то обстоятельство, что подходы к качеству оформились в межотраслевую научную дисциплину. Методам обеспечения качества, оценке затрат на него, статистическому регулированию технологических процессов, статистической обработке результатов испытаний, методам решения возникающих проблем стали обучать.

Внимание руководителей в отношении качества должно быть направлено на конкретные результаты (цели), а не на методы и средства их достижения. Желаемые результаты и сроки должны формулироваться ясно. Например, снизить на 30% затраты на качество в течение 5 лет. Однако цели останутся просто перечнем желаний, если не будут распределены по более низким уровням организации и соотнесены с предоставлением необходимых ресурсов. Донести до каждого работника принятые стратегию и цели, выстроить работу каждого уровня в соответствии с ними – важнейшая задача современного управления. Под ресурсами понимается, в том числе, и дополнительная нагрузка, налагаемая на подчиненных для выполнения поставленных задач по качеству, и создание необходимой инфраструктуры, если потребуется. Одним словом, ресурсы – это та цена, которую приходится платить за качество. Если ресурсы не предоставляются, реакция работников низших уровней выразится в том, что цели качества будут восприниматься ими как недостаточно приоритетные.

О состоянии дел с качеством руководители высшего уровня узнают из получаемых отчетов и персонального участия в проверках систем качества, действующих на предприятиях. Информация, предоставляемая руководителям, должна включать не только заводские данные, но и сведения с мест эксплуатации, что будет способствовать выявлению причин плохого качества и определению возможностей их улучшения. Весьма критичен выбор контролируемых с помощью отчетов параметров. Если существенный элемент пропущен, руководитель не сумеет составить представление о важных для него вещах. Если же в отчет включен малозначительный вопрос, руководитель будет попросту тратить свое время. Персональное участие в проверках даст руководителю дополнительные знания для принятия решений.

В 1987 г. Американское общество по контролю качества провело опрос руководителей 307 крупных компаний и 308 малых фирм. Их попросили ранжировать по десятибалльной шкале восемь направлений в деятельности по улучшению качества:

мотивация работников;

изменение общей корпоративной культуры;

обучение работников;

контроль производственного процесса;

вложения в капительное оборудование;

усиление контроля над поставщиками;

расширение технического контроля;

усовершенствованная административная поддержка.

Наибольший рейтинг получили направления, связанные с человеческим фактором, а не с машинами и процессами: мотивация, корпоративная культура и обучение.

Что касается международных стандартов, все вышесказанное – лидерство руководителей высшего уровня, вовлечение в работу над качеством всех работников и всех подразделений компаний, проверки функционирования систем качества, обучение персонала – все это вошло в их содержание. В 1994 г. были опубликованы вторые редакции стандартов ИСО 9000. Структура документов оставалась прежней, но отдельные положения были уточнены по результатам применения стандартов. Тогда же был выпущен терминологический стандарт по вопросам качества – ИСО 8402. В конце 2000 г. ожидалось издание существенно обновленных стандартов, в которых изложение положений будет вестись под призмой процессного подхода, и будет использована новая структура документов. Всего серия включает три стандарта, один из которых (ИСО 9000) посвящен изложению принципов всеобъемлющего менеджмента качества и терминологии, а в двух других описываются требования к системам качества. Стандарт ИСО 9001 заменяет три документа 1994 года – ИСО 9001 – 9003 – и предназначен для использования в целях сертификации. Стандарт ИСО 9004, содержащий всестороннее рассмотрение вопросов качества, по-прежнему будет имеет справочный характер.

2.6. Автоматизированная система управления предприятием

Автоматизированная система управления производством (АСУП) стала ключевой концепцией автоматизации производственных процессов. Подразумевается объединение всех потоков информации, связанной с производственной деятельностью предприятия.

АСУП строится на основе сетевых технологий, объединяя все рабочие места, в том числе на территориально-распределенном предприятии, это дает возможность работать в режиме реального времени. При разработке и внедрении на предприятии интегрированной системы управления в единой информационной сети функционируют и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), и производственные службы.

Например, автоматизированное рабочее место начальника отдела получает информацию и от датчиков ТП своего участка, и от бухгалтерии, и от головного офиса.

С момента начала эксплуатации системы ее заказчик имеет электронный доступ к управлению АСУ ТП, мониторинг требуемых ТП, компьютерную связь со всеми службами своего предприятия, выход в Internet. Это повышает управляемость ТП и уровень принятия решений. Кроме того, резко уменьшается трудоемкость, возрастает оперативность, производительность персонала. Существующие информационные системы позволяют менеджеру, находясь в любом городе и имея доступ в Интернет, вызвать на экране «картинку» любого цеха своего комбината и посмотреть, что там происходит. Удаленный мониторинг – это принципиально новый этап в развитии АСУ ТП.

АСУП позволяет хранить всю возможную информацию по проекту в одном месте, в едином информационном пространстве (базе данных), что дает возможность значительно сократить рутинную механическую работу персонала, повысить качество работы, так как отсутствует необходимость дублирования информации, ее ввод осуществляется однократно, корректность ключевых данных контролируется при вводе. Следовательно, упрощается и процесс обработки информации.

В системе должна быть предусмотрена поддержка соответствия текущему законодательству, т.е. систему необходимо постоянно обновлять. Известно, что жизненный цикл информационной системы в среднем составляет 7 лет, и за этот промежуток времени уже автоматизированный бизнес-процесс может потерять свою эффективность настолько, что предприятию придется начинать все заново. Следовательно, реализация АСУП – это постоянное усовершенствование и развитие.

Контрольные вопросы по теме

Как можно охарактеризовать надежность системы автоматики?

Что такое отказ?

Как считается коэффициент готовности?

Каким образом можно добиться надежности программного обеспечения?

Какие типы избыточности Вы знаете? В чем их особенности?

Каким способом можно посчитать надежность системы?

Объясните зависимость интенсивности отказов от времени.

Что такое коэффициент готовности?

Что такое качество?

Как можно добиться качества?

С какими целями были созданы ИСО 9000?

Какие сведения они содержат?

Опишите принцип построения АСУП.

В чем заключаются преимущества АСУП?

ТЕСТ 2

Из предложенных Вам вариантов ответов выберите правильный.

Какие мероприятия не снижают надежности систем управления?

а) ремонты;

б) частота отказов;

в) нарушение связей между элементами;

г) дублирование элементов.

На каком этапе работы создается ТЭО?

а) планирование;

б) разработка;

в) документирование;

г) испытания.

Какой из стандартов серии 9000 имеет справочный характер?

а) ИСО 9001;

б) ИСО 9002;

в) ИСО 9003;

г) ИСО 9004.

Каким будет коэффициент готовности, если устройство было неисправно в течение года, а общий срок службы составляет 19 лет?

а) 3,12;

б) 0,95;

в) 0,5;

г) 0,05.

Каким будет коэффициент готовности А, если неисправность системы возникла в 15:00, в 16:00 следующего дня она была устранена, а среднее время исправной работы составляет 2 месяца?

а) 7,44;

б) 2,52;

в) 0,98;

г) 0,01.

ОТВЕТЫ К ТЕСТАМ

ТЕСТ 1: 1) б; 2) в; 3) г; 4) а; 5) в.

ТЕСТ 2: 1) г; 2) а; 3) г; 4) б; 5) в.

ИТОГОВЫЙ ТЕСТ

Из предложенных Вам вариантов ответов выберите ошибочный.

Знания из каких областей объединяет эргономика?

а) физика;

б) физиология;

в) философия.

Какие типы восприятия использует человек при работе с ЭВМ?

а) зрительное;

б) осязательное;

в) слуховое.

В чем преимущества использования АСУП?

а) повышение конкурентоспособности предприятия;

б) удаленный мониторинг;

в) большая трудоемкость.

Из предложенных Вам вариантов ответов выберите правильный.

Какой цвет лучше воспринимается человеческим глазом?

а) голубой;

б) зеленый;

в) фиолетовый.

Какие факторы повышают внимание человека наиболее эффективно?

а) движение;

б) цвет;

в) инверсия.

Что из ниже перечисленного относится к семантическим знаниям?

а) названия рек;

б) понятие «форматирование»;

в) комбинация соответствующих клавиш для обозначения команд.

Какой способ упрощения ввода данных является наиболее эффективным?

а) отображение правильных значений в виде фоновой информации;

б) организация выбора возможных значений из меню;

в) выдача сообщений, если введенные данные не поняты системой.

Что не относится к указательным устройствам непрямого действия?

а) световые перья;

б) джойстик;

в) мышь.

К какому типу избыточности относится дублирование главного сервера и локальной сети?

а) физическая избыточность;

б) информационная избыточность;

в) временная избыточность.

Какие направления деятельности по улучшению качества являются наиболее важными?

а) контроль производственного процесса;

б) вложения в капитальное оборудование;

в) обучение работников.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Густав Олсссон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. – Спб.: Невский Диалект, 2001. – 557 с.

Кроутс Р., Влейминг И. Интерфейс «человек – компьютер»/ Пер. с англ. М.: Мир, 1994.

Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы/ Пер. с англ. М.: Мир, 1994.

Ван Тассел Д. Стиль, разработки, эффективность, отладка и испытание программ. М.: Мир, 1995.

Гласс Р., Наузо Р. Сопровождение программного обеспечения. М.: Мир, 1995.

Девис У. Операционные системы. Функциональный подход. М.: Мир, 2000.

Зелковиц М., Шоу А., Геннон Дж. Принципы разработки программного обеспечения. М.: Мир, 1994.

Зилгер К. Методы проектирования программных систем. М.: Мир, 1995.

Кейлингерт П. Элементы операционных систем./ Пер. с англ. М.: Мир, 1995.

Орлов С.Б. Современный англо-русский словарь по вычислительной технике. Издание 2-е., переработанное и дополненное. М.: РадиоСофт, 2000.

СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ

Корреляция – 1) соотношение, соответствие, взаимосвязь, взаимозависимость предметов, явлений или понятий; 2) в математической статистике – понятие, которым отмечают связь между явлениями, если одно из них входит в число причин, определяющих другие, или если имеются общие причины, воздействующие на эти явления (функция является частным случаем корреляции); 3) биол. взаимная приспособленность, согласованность строения и функций различных частей (клеток, тканей, органов) животного или растения, обеспечивающая поддержание постоянства его внутренней среды и приспособление организма к условиям обитания.

Терминал – устройство ЭВМ, предназначенное для ввода и вывода информации.

Семантика – 1)смысловая сторона языка: слов, частей слова, словосочетаний; 2) то же, что семасиология (раздел языкознания, изучающий значение слов и выражений и изменение этих значений.

Солдатов Виктор Владимирович, Ефимова Татьяна Викторовна,

Маклаков Владимир Васильевич

Дата добавления: 2015-04-30