Модель эксплуатации комплексов средств автоматизации специального назначения, как основа оценки и обеспечения их надежности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Зарайский А.А., Скоркин А.Н. МОДЕЛЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМПЛЕКСОВ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ, КАК ОСНОВА ОЦЕНКИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ НАДЕЖНОСТИ

Основным содержанием требований по надежности КСА специального назначения (КСА СН) является реализация программно-технических решений и создание условий эксплуатации, обеспечивающих минимально возможный уровень интенсивности отказов изделий. В случае возникновения отказов и сбоев они должны быть своевременно локализованы, а их последствия - устранены.

Для КСА специального назначения, принадлежащего к классу сложных многофункциональных систем, нельзя ввести понятие единого отказа (единой точки отказа), а следует рассматривать возможные пути развития отказов. Исследование этих путей определяется наличием многочисленных потенциальных источников отказов в программно-технических комплексах (ПТК), составляющих основу структуры КСА СН.

Основными первичными источниками отказов являются дефекты технических и программных средств. Дефекты аппаратуры и оборудования при длительном функционировании могут приводить к внезапным и постепенным отказам.

В связи со сложностью идентификации и локализации отказов программного обеспечения применение традиционных структурных методов для оценки надежности ПО затруднено. Необходимо систематизированное использование функциональных методов, основанных на исследовании для каждой выходной функции возможной причины нарушения её выполнения из-за отказов или сбоев (в т.ч. зависимых) элементов различного уровня разукрупнения.

Источником отказов следующего уровня является система взаимодействующих объектов из состава КСА СН. Необходимо учитывать, что надежность КСА СН зависит не только от характеристик отдельных ПТК, средств связи и передачи данных, но и от организации распределенных и общесистемных информационновычислительных процессов. Критерием рациональности такой организации является:

качественное и надежное представление информации должностным лицам различных уровней управления;

непрерывное поддержание информационной целостности системы и связности её объектов на основе синхронного ведения баз данных на пунктах управления;

отсутствие недопустимых задержек и перерывов в функционировании и т.п.

Заданный перечень комплексов задач, выполняемых этими объектами, требует разработки сложного и разветвленного СПО, которое с большой вероятностью может содержать некоторое число трудно локализуемых ошибок в коде программ.

Большое число потенциальных и реальных источников отказов ПТК является «катализатором» развития де-градационных процессов в КСА СН при его эксплуатации. Их количественным признаком служит возрастание интенсивностей потоков отказов и соответствующих эксплутационных расходов.

В связи с указанным, важными целевыми установками в модели эксплуатации КСА СН должны быть:

своевременная идентификация отказов и возможных состояний комплекса по критерию его работоспособности;

принятие решения по дальнейшему функционированию комплекса; проведение корректирующих и предупредительных действий.

Решение указанных задач требует рационального использования всех видов структурно-функциональной избыточности для организации динамического резервирования объектов КСА СН, в т.ч. посредством реконфигурации структуры комплекса.

В связи с этим важное место в общей модели эксплуатации КСА СН занимают модели анализа смены его состояний и функционирования в условиях отказов составных частей.

Структурная схема, отражающая содержание модели эксплуатации КСА СН, приведена на рисунке.

В состав общей модели эксплуатации помимо моделей боевого применения и функционирования включены модели направленного поиска источников нарушения работоспособности комплекса и путей её восстановления.

Особенностью разработанных моделей является их чувствительность к структурным изменениям в КСА СН и нарушению стабильности его функционирования.

Разработанные применительно к конкретным КСА СН модели эксплуатации используются при обосновании требований к показателям надежности комплексов и контроле их реализации в ходе проведения проектных и экспериментальных оценок надежности.

Рисунок. Структурная схема модели эксплуатации КСА СН

ЛИТЕРАТУРА

1. Северцев Н.А. Надежность сложных систем в эксплуатации и отработке.-М.: Высш. Шк., 1989.-432 с.

ил.