ВВЕДЕНИЕ. Создание современной вычислительной техники с высокими эксплуатационными показателями сопровождается значительным усложнением основных систем

Создание современной вычислительной техники с высокими эксплуатационными показателями сопровождается значительным усложнением основных систем. Одновременно с усложнением техники идет процесс автоматизации всех этапов ее создания, улучшения качества изготовления, совершенствования методов эксплуатации и ремонта. Если этот процесс будет отставать от роста сложности систем вычислительной техники, то будут возможны частые отказы или случаи длительного ремонта. Поэтому обеспечению надежности всех этих систем необходимо уделять должное внимание на всех этапах жизненного цикла начиная с момента подготовки задания на разработку.

Надежность любой системы закладывается при ее разработке, обеспечивается при изготовлении и поддерживается в процессе эксплуатации. Когда конструктор в конце этапа разработки подтверждает расчетным путем, экспериментами и испытаниями опытных образцов, что показатели надежности новой системы соответствуют требуемым значениям, то он ориентируется на достигнутый уровень качества серийного производства и качества технического обслуживания в эксплуатации.

Повышение надежности вычислительных систем традиционно осуществляется двумя путями: аппаратным и организационным. Первый путь предполагает повышение надежности за счет использования новых технических, технологических, конструктивных решений или применения новых и дешевых материалов обеспечивающих это повышение объективно, независимо от того, на каком этапе жизненного цикла уровнем надежности интересуются. Вторым путем, организационным, надежность можно повысить на этапе разработки и производства, а на этапе эксплуатации надежность можно только поддержать. Этот путь предполагает совершенствование организации и управления системой эксплуатации вычислительных систем.

При полной реализации в процессе проектирования необходимых схемно-конструктивных решений, обеспечивающих заданный уровень надежности, на этапе отработанного серийного производства можно ожидать повышения надежности за счет развития способов производства, методов контроля качества и внедрения комплексных программ управления качеством. В процессе длительной эксплуатации прогнозируемая при разработке надежность изделия также может быть повышена за счет совершенствования оборудования, обеспечивающего подготовку к использованию по назначению, повышения качества диагностики, проведения технических обслуживаний, ремонтов и доработок.

Однако опыт массовой эксплуатации сложных технических систем показывает, что не все их составляющие в полной мере удовлетворяют требованиям надежности. Даже в простых условиях, когда отклонения в режиме работы от расчетных носят эпизодический характер, не исключены полные отказы. Это приводит к значительным материальным затратам и потерям и, в свою очередь, заставляет предъявлять к надежности технических систем и их составляющих все более высокие требования. Обычно непосредственные результаты недостаточной надежности; более заметны. т. к. связаны с полным или частичным невыполнением требуемых от технического объекта функций. Однако очень большое значение имеют и косвенные последствия недостаточной надежности: высокая стоимость эксплуатации, неоправданно высокие требования к квалификации и затратам труда обслуживающего пepcoнала, трудности со снабжением запасными частями и т.д. В этом и состоит существо проблемы надежности.

Неправильная организация и управление процессом эксплуатации приводят к существенному снижению потенциального уровня надежности, технологически заложенного в систему, а их отсутствие - к очень быстрому расходу ресурса. Идеальная организация и управление процессом эксплуатации обеспечивают реализацию потенциальной (технологической) надежности вычислительных систем.

Очевидно, что организационный путь повышения надежности вычислительных систем является таким же перспективным как с аппаратный, но, вместе с тем, обладает особенностью, дающей ему некоторое предпочтение в современных условиях. Эта особенность заключается в том, что он предполагает оптимизацию параметров системы эксплуатации, а именно ее подсистем технического обслуживания и восстановления (ремонта), без изменения параметров технологии производства, доработок и конструктивного усовершенствования вычислительных систем.

Для каждого из этих путей характерны экстенсивное и интенсивное направления разработок и исследований. Основная разница между этими направлениями заключается в том, за счет чего достигается повышение эффективности системы эксплуатации и, в конечном счете, надежности вычислительных систем. Так в соответствии с первым направлением надежность может быть повышена за счет применения более дорогостоящих материалов, методов и способов. Второе направление предусматривает решение оптимизационной, а в идеале - минимаксной задачи, то есть при минимальных затратах величина эффекта должна быть не ниже требуемого, либо, в обратной постановке, при установленных затратах должен достигаться: максимум эффекта, и, наконец, при минимальных затратах максимум эффект.

Сокращение времени восстановления за счет уменьшения времени задержки в обеспечении ЗИП достигается за счет разработки моделей функционирования систем "изделие - ЗИП" и совершенствования соответствующих методик оптимизации числа запасных элементов.

Высокая сложность современных вычислительных систем, необходимость высокой подготовки эксплуатирующего персонала и специального оборудования для проведения текущего ремонта обусловили изменение функционирования системы "изделие - ЗИП" и внедрение как текущего - блочного ремонта.

Начало изучения надежности на математической основе было положено в радиоэлектронной технике. Однако впоследствии выяснилось, что основные положения и закономерности безотказной работы и процессов. восстановления неисправных электронных устройств носят общий характер и применимы к различным механическим, гидравлическим, пневматическим и другим устройствам, независимо от особенностей их конструкции и принципов работы, поэтому могут составить самостоятельную область науки, получившую название теории надежности.

Теория надежности занимается решением следующих задач:

-разработкой методов определения и сравнительной оценки надежности технических устройств;

-анализом факторов, влияющих на надежность техники;

-поиском путей повышения надежности техники при ее проектировании и изготовлении, а также поддержанием ее надежности на заданном уровне в процессе эксплуатации;

-обоснованием требований к надежности техники.

В настоящее время все больший интерес проявляется к стыку технических наук с науками о человеке. Работы по обслуживанию техники даже в полностью автоматизированных системах неизбежно выполняет человек. Поэтому следует учитывать надежность эргатических систем (человек и техника).

Целью нашей дисциплины является изложение основных положений современной теории надежности, необходимых для изучения, специальных дисциплин и практической работы инженера.

Дата добавления: 2014-01-07