Характеристика отказов

Систематизация нарушений работоспособности АСОИУ

Отказ – это частичная или полная утрата свойств системы, которая существенным образом снижает ее работоспособность или приводит к полной потере работоспособности.

Отказ наступает каждый раз, когда система не сохраняет своих параметров в заданных пределах. Например, ухудшение точности ниже заданного предела есть отказ, хотя система работоспособна.

Отказ может быть частным случаем повреждения. Неисправности системы делят на несущественные, при которых работоспособность сохраняется (например, выход из строя индикаторной лампочки), и существенные, являющиеся причиной нарушения работоспособности. При оценках надежности системы учитываются только существенные неисправности, т.е. отказы. Однако отказы системы не обязательно связаны с ее неисправностью. Так, например, ошибочность исходных данных или наличие дефектов в программе системы может привести к получению неверных результатов. При этом сама система неисправности не имеет.

Отказы в настоящее время классифицируют по различным признакам.

1. По характеру устранения различают окончательные (устойчивые) и перемежающиеся отказы. Окончательные отказы являются следствием необратимых процессов. При окончательных отказах для восстановления работоспособности системы необходимо производить ее ремонт. Перемежающиеся отказы в большинстве случаев являются следствием обратимых случайных изменений режимов работы и параметров системы. При возвращении режима работы в допустимые пределы системы сама, обычно без вмешательства человека, возвращается в работоспособное состояние. Обычно последствия возникновения перемежающихся отказов отличаются от последствий появления окончательных отказов. В ряде случаев перемежающиеся отказы дают более тяжелые последствия, чем окончательные. Перемежающиеся отказы особенно неприятны в АСОИУ, работающую в реальном масштабе времени. Их появление трудно обнаружить, т.к. после их исчезновения система остается работоспособной.

2. По связи с другими отказами различают отказы первичные, возникшие по любым причинам, кроме действия другого отказа, и вторичные, возникшие в результате другого отказа. Отказы являются случайными событиями, которые могут быть независимыми или зависимыми. Отказы являются зависимыми, если при появлении одного из них изменяется вероятность появления второго отказа. Для независимых отказов вероятность появления одного из них не зависит от того, происходили другие отказы или нет. Различие между вторичными и зависимыми отказами состоит в том, что после появления отказа (первичного) вторичный отказ другого элемента наступает неизбежно, а для зависимого отказа лишь изменяется вероятность его появления.

3. По легкости обнаружения отказы подразделяются на очевидные (явные) или скрытные (неявные).

4. По характеру возникновения различают отказы внезапные, состоящие в практически мгновенном изменении характеристик систем, и отказы постепенные, происходящие за счет медленного ухудшения качества систем.

Внезапные отказы обычно проявляются в виде повреждений элементов. Внезапные отказы получили свое название из-за того, что обычно отсутствуют видимые признаки их приближения, т.е. перед отказом обычно не удается обнаружить количественные изменения характеристик системы.

Постепенные отказы связаны со старением ТС системы разрегулированием ее элементов. Параметры системы могут достигнуть критических значений, при которых ее состояние считается неудовлетворительным, т.е. происходит отказ.

При классификации отказов по характеру проявления различают систематический отказ, полный отказ, частичный отказ.

Под систематическим отказом понимается многократно повторяющийся отказ, обусловленный неисправностями системы, заложенными при её проектировании, изготовлении и эксплуатации. Полный отказ - система переходит в неработоспособное состояние.

Причина систематического отказа, устанавливается и ликвидируется.

Частичный отказ – отказ, после возникновения которого система может быть использована по назначению, но с меньшей эффективностью.

Применительно к отказам рассматривают критерии, причину, признаки, характер и последствия.

Критерий – признак, позволяющий установить факт нарушения работоспособности.

Причина – суть неисправности и дефекта, заложенные на стадиях проектирования, изнашивания и старения.

Признаки – непосредственные или косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя явления, характерные для неработоспособных состояний системы (зацикливание).

Характер – конкретные изменения в системе, связанные с возникновением отказа.

Последствия – результат отказа.

В общем количестве отказов системы преобладают сбои, т.е. самоустраняющиеся отказы. Под сбоем системы понимается непредусмотренное изменение ее состояния, после которого работоспособность самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта. Хотя сбои и рассматриваются как «самоустраняющиеся отказы», для устранения их влияния на систему, как правило, требуется принятие специальных мер (введение дополнительных программ устранения последствий сбоев, дополнительной аппаратуры, вмешательство оператора). Это вызвано тем, что во время сбоев может быть искажена часть хранимых данных.

Отказы, возникающие в процессе функционирования системы, можно рассматривать как композицию ошибок проектирования; ошибок операторов; искажений исходных данных; искажение данных в линиях связи при их передаче; искажений, возникающих при хранении информации на магнитных носителях; искажений, порождаемых неисправностями логических и специальных элементов.

Ошибки проектирования. К ним относят те ошибки в документации, аппаратуре или дефекты программного обеспечения, которые не были обнаружены в процессе проектирования и опытной эксплуатации системы, но проявились в процессе работы. Объективная возможность наличия таких ошибок связана со сложностью современных АСОИУ и ограниченным временем, отводимым на их испытания.

В программном обеспечении системы можно выделить следующие типы дефектов: программные, алгоритмические и системные.

Большинство ошибок проектирования выявляют и устраняют в период комплексной отладки и сдачи системы в эксплуатацию. Однако часть ошибок остается необнаруженной.

При разработке программного обеспечения АСОИУ следует учитывать тот факт, что с некоторой вероятностью эксплуатационный персонал будет работать с системой, содержащей ошибки проектирования. В ряде случаев они проявляют себя. Однако, диагностика их бывает весьма сложной.

Ошибки операторов. Они возникают в работе системы из-за ошибочных действий операторов, а также вследствие плохой организации технической эксплуатации. Ошибки оператора статистически непредсказуемы и повторяются с непредсказуемой частотой. Один сбой в системе из четырех является следствием ошибки оператора.

Искажения исходных данных. В АСОИУ особенно остро стоит проблема борьбы с искажениями исходных данных. В этих системах часто подготавливают большое количество исходных данных, и необнаруженные ошибки приводят к существенным издержкам. Например, при расчете подетальных планов производства на 2-м московском часовом заводе оказалось, что одна необнаруживаемая ошибка в любом из массивов исходной информации искажает 30–50 % результатов расчета и приводит к увеличению времени решения задачи в несколько раз. При обработке информации наиболее существенными составляющими искажений, определяющими достоверность входных данных, являются ошибки из-за неправильности заполнения исходных документов.

Искажения в линиях связи. Линии связи, предназначенные для передачи данных, являются в настоящее время компонентом большого числа систем. Средняя вероятность искажений для большинства линий связи составляет 10^–3–10^–5.

Дата добавления: 2014-01-07