CC BY
10
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1969
Том 168
НАДЕЖНОСТЬ ЭЦВМ «МИНСК-1»
В. И. КИЗЕВ, М. Н. СТРОГОНОВ
(Представлена научным семинаром вычислительной лаборатории ТПИ)
Одной из основных технических характеристик ЭЦВМ является ее надежность в процессе эксплуатации. Основными количественными критериями надежности являются [1—3]:
1. Средний срок службы между двумя соседними отказами
где tBi — время исправной работы в режиме вычислений от / — 1 до I отказа;
ТУв — число отказов, возникших во время работы ЭЦВМ в режиме вычислений.
Величина = называется интенсивностью отказов ЭЦВМ
Тер
в режиме вычислений.
2. Среднее время поиска и устранения одного отказа при работе машины в режиме вычислений
А»
¿nyoí
tuyo- N]в , (2)
где tnyoi — время, затраченное на поиск и устранение /-го отказа.
3. Вероятность безотказной работы
__
P{t) — e 7ср, (3)
где t — заданная продолжительность работы ЭЦВМ в режиме вычислений.
4. Коэффициент эффективности профилактики
Кэ
N проф
Л/проф + А/в (4)
где А^роф — число возможных отказов, предупрежденных во время профилактики.
о. Коэффициент профилактики
Ки
V
/Л
где („■,„>.{,/ — время, затраченное на проведение У профилактики. 6. Коэффициент использования
К,
I,
(6)
/'К ; < Н < »К.7
где /ккл — время нахождения ЭЦВМ во включенном состоянии за определенный календарный срок. 7. Коэффициент готовности
Кг
/и
_____Тер _
Т т
' ср ! * пуи
(О
и + /нус
Статистические данные по работе машины, полученные на основании записей в журнале технической эксплуатации ЭЦВМ «Минск-1» и журнале учета машинного времени, сведены в табл. 1.
По данным табл. [1], па основании формул (1—7), вычислены критерии, дающие возможность судить об эксплуатационной надежности и эффективности использования ЭЦВМ (табл. 2).
Заметим, что при вычислении коэффициента профилактики и коэффициента использования по месяцам время, затраченное на проведение полугодовых и годовых профилактик, не учитывается. Это время учитывается при вычислениях общих числовых критериев за весь рассматриваемый период.
На основании статистических данных за весь рассматриваемый период времени отказы, происшедшие в режиме вычислений, по устройствам распределяются следующим образом:
Данных по НМЛ не приводится в виду отсутствия достаточного количества статистического материала.
Среднее время между двумя соседними отказами при работе машины в режиме вычислений и среднее время поиска и устранения отказа с доверительными интервалами при достоверности у — 0,9 имеют соответственно значения:
17,48—22,25 час., 1,82—2,32 час.
Доверительные области возможных значений неизвестных параметров Гср и /иуо рассчитываются из неравенств [3]:
У ив УУ А У МО ЗУ
о'-' 'и 1 о/
45 29 14 12
Т
Т
ср
српип
( + *срТ)"
¿п V о
пуотгип
т
( - *сР7)
^ПУП
Т
ерт ах
=
(В) (9)
(+ -^пуо 7) ( Хпуо у)
По данным Тсрпйп = 17,48 час., Тср = 19,58 час., Тср.так = 22,25 час. и выражению (3) строим график (рис. 1) области, в которой заклю-
Работа машины Год, месяц ^ПрОф, час. ^иуо, час. 'п. час. час.
Одпосменн. 1963, IX 70 7 77 70
1 смена X 74 7 81 104,7
„ XI 76 10,2 86,2 85,7
„ XII 73,4 17 90,4 104,6
1964, I 73 7,2 80,2 80,5
„ II 55 11 66 135,8
» III 62 1,4 63,4 150,7
п IV 36,3 7,6 43,9 141,3
" VÍÍ 88 52,4 140,4 91,4
Итого 607,7 120,8 728,5 964,7
2 смены 1964, V 61,7 6,5 68,2 256,5
„ VI 92 14,8 106,8 217,3
„ VIII
IX 121,7 — 121,7 —
IX, X 76,6 13,7 90,3 256,7
„ XI 35 39,8 74,8 230,7
» XII 33,5 12,3 45,8 279
1965, I 60,2 16,8 77 230,6
„ II 42,9 40,9 83,8 224,4
я III 138,1 41,4 179,5 245,4
» IV 67,1 19,4 86,5 278
» V 52,0 20,0 72,0 172,3
VI 64,5 31,7 96,2 267,5
Итого 845,3 257,3 1102,6 2658,4
Итого за весь пе-
риод 1453 378,1 1831,1 3623,1
Таблица 1
^вкл' час. N ; проф1 "л Примечание
147 • 3 19 22 23
185,7 5 8 13 27
171,9 4 19 23 23
195 9 13 22 25
160,7 3 6 9 20 48 час. -полугодовая
профилакт и ка
201,8 11 13 24 25
214,1 4 12 16 26
185,2 7 11 18 25
231,8 4 13 17 20 48 час. — годовая про-
филактика
1963,2 50 114 164 214
324,7 9 13 22 23
324,1 11 15 26 26 Время отиускон
Годо па я ир о ф \I л а к т 11 ¡с а
121,7 — — — . —
347,0 13 15 28 36
305,5 10 6 16 24
324,8 10 12 22 26
307,6 9 30 39 18 20 час. - полугодовая
профилактика
308,2 13 8 21 24
424,9 30 25 55 25
364,5 и 18 29 24
244,3 10 19 29 23
363,7 9 19 28 25
3761 135 180 315 274
5454,2 185 294 479 488
Таблица 2
Год, месяц Гер, час. час. ^эп. Кт Ки
1%3 IX 23,33 2,33 1,0 0,86 0.909 0,476
X 20,94 1,4 0,707 0,61 0,936 0,564
XI 21,42 2,55 0,887 0,82 0,892 0,498
XII 11,7 1,88 0,702 0,68 0,860 0,536
1964 I 26,83 2,4 0,309 0,66 0,918 0,50
II 12,34 0,91 0,405 0,52 0,925 0,673
Ш 37,67 0,35 0,411 0,750 0,991 0,704
IV 20,18 1,86 0,257 0,61 0,949 0,763
VII 22,85 13,1 0,438 0,71 0,636 0,476
V 28,5 0,72 0,240 0,591 0,975 0,79
VI 19,75 1,34 0,423 0,58 0,935 0,67
IX, X 19,75 1,05 0,298 0,536 0,940 0,730
XI 23,07 3,98 0,152 0,375 0,853 0,755
хп 27,9 1,23 0,12 0,545 0,958 0,859
196Г) I 25,6 1,87 0,148 0,759 0,932 0,819
II 17,3 3,15 0,191 0,381 0,846 0,728
III 8,18 1,38 0,563 0,454 0,856 0,578
IV 25,27 1,76 0,241 0,621 0,935 0,763
V 17,23 2,0 0,302 0,655 0,896 0,705
VI 29,72 3,52 0,241 0,679 0,894 0,736
1 смена 19,29 2,42 0,755 0,695 0,8887 0,5697
2 смена 19,69 1,906 0,318 0,571 0,912 0,7068
Всего за весь, период 19,58 2,04 0,401 0,614 0,906 0,664
чено семейство кривых вероятности безотказной работы ЭЦВМ от времени.
Среднее время поиска и устранения одного отказа во время профилактики определяется по формуле
П\0 —
Ь Ироф-
Nпроф.
где ¿'проф. — время, затраченное на профилактику машины без учета годовых и полугодовых профилактик;
¿тест. = ¿тсст. #Проф- — время, затраченное на проверку машины тестами в режиме профилактики;
¿тест. — среднее время, затрачиваемое на одну проверку машины тестом в режиме „профконтроль";
я„роф. — количество проведенных профилактических проверок машины за определенный календарный срок.
Числовые значения рассматриваемых величин представлены в табл. 3.
Итак, среднее время поиска и устранения одного отказа во время профилактики машины значительно меньше, чем при работе машины в режиме вычислений (табл. 2), так как при работе машины в режиме «профконтроль» отказ создается искусственно в проверяемом устройстве машины путем нарушения режима питания. Его локализовать значительно легче, чем отказ, возникший при работе машины в режиме вычислений.
Таблица 3
/' проф. час п проф t' тест, час t тест, час 'пуо час
1209,3 488 i,6 780,8 1,46
Среднее время работы машины между двумя соседними отказами после проведения полугодовых и годовой профилактик несколько уменьшается.
Pit)
0,8
0,6
OA
0,2
О
час.
Рис. 1. Вероятность безотказной работы ЭЦВМ «Минск-1»
Это объясняется тем, что в течение примерно 200—300 час. работы М'ашины после профилактик наблюдается интенсивный выход из строя ламп.
Проведение профилактик через 7 часов (односменная работа) или через 14 часов не оказывают заметного влияния на величину Тср. В обоих случаях она примерно одинакова. Это, очевидно, объясняется тем, что, хотя при проведении профилактик через 7 часов число возможных постепенных отказов предотвращается относительно больше, чем при проведении профилактик через 14 часов (Кэп в первом случае больше, чем во втором), общая интенсивность отказов в обоих случаях остается примерно одинаковой за счет увеличения интенсивности внезапных отказов при односменной работе машины.
Как отмечается в ряде работ [4—8] и как показывает опыт эксплуатации, основной процент отказов приходится на электронные лампы. Так, в соответствии со статистикой, проведенной на отечественных вычислительных машинах МЭСМ, БЭСМ, «Стрела», «Урал», «Киев» и зарубежных, на лампы приходится 50—65% всех наблюдавшихся повреждений.
Обработка статистики по ЭЦВМ «Минск-1» за период 2643 час. включенного состояния машины (ноябрь 1964 г.— июнь 1965 г.) пока-
зывает, что па долю электронных ламп приходится около 83% отказов в замененных ячейках машины. Выход из строя электронных ламп происходит с большой интенсивностью в начальный период их эксплуатации— период приработки. С целью исключения периода приработки ламп в машине необходимо ввести их предварительную тренировку в течение 100—200 час.
На ЭЦВМ «Минск-1» тренировка ламп не проводилась ввиду отсутствия в запасе достаточного количества. Эффективность профилактических работ оценивается коэффициентом эффективности профилактики. По ЭЦВМ «Минск-1» он достаточно высок. Неисправности, выявленные во время полугодовой и годовой профилактик, не учитываются. Коэффициент использования, характеризующий наиболее полно эффективность использования ЭЦВМ, примерно равен значению коэффициента использования ламповых машин типа «Урал», «Киев». Величина коэффициента готовности более 90% говорит о достаточно высокой готовности ЭЦВМ в режиме вычислений.
ЛИТЕРАТУРА
1. М. В. Бураков. Опыт эксплуатации цифровой вычислительной машины «Урал». Изд-во «Сов. радио», М., 1962.
2. Б. Н. Малиновский, С. С. 3 а б а р а. Исследования надежности управляющей машины широкого назначения «Диипро». «Автоматика и приборостроением, ,\1> 4 (16), 1963.
3. Н. А. Шишонок, В. Ф. Реп кип, Л. Л. Б а р в и н с к и й. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники.
4. Л. Н. Дашевский, С. Б. Погреб и некий, Е. А. Ш к а б а р а. Вычислительная машина «Киев». Изд-во «Техника», К., 1964.
5. В. Н. С е м о ч к и н. Организация технической эксплуатации радиорелейных линий. Изд-во «Связь», М., 1965.
6. Я. М. Рябов. Повышение надежности работы электронной вычислительной машины «Стрела». Сб. Надежность радиоэлектронной аппаратуры. Изд-во «Сон. радио», М„ 1960.
7. А. Л. Брудно, Ю. А. Лавренок. Эксплуатация ЭЦВМ «М-2». Сб. Цифровая техника и вычислительные устройства. Изд-во АН СССР, М., 1959.
8. В. А. Зим и н. Надежность ламп в электронной вычислительной машине. Сб. Пути развития советского математического машиностроения и приборостроения, ч. II, М., 1956.
9. Л. П. Леонтьев, А. М. Мор гули с. Надежность и срок службы некоторых типов электронных ламп. Автоматика и вычислительная техника, вып. 6, изд-во АН Лат. ССР, Р., 1963.
