Структурное резервирование (избыточность)

Повысить надежность системы в процессе ее эксплуатации чрезвычайно трудно. Это объясняется тем, что надежность системы в основном закладывается в процессе ее проектирования и изготовления. При эксплуатации системы ее надежность уменьшается, причем скорость ее снижения зависит от методов эксплуатации, квалификации обслуживающего персонала и условий эксплуатации.

При проектировании систем одним из наиболее эффективных и просто реализуемых методов повышения надежности является резервирование. Применяются структурное, функциональное, информационное и временное резервирование.

Структурное резервирование (избыточность)

Повысить надежность системы можно применением внутриэлементной и структурной избыточности. Используются следующие способы введения внутриэлементной избыточности: снижение коэффициентов электрических нагрузок; применение элементов с более высокими показателями надежности; облегчение условий работы элементов.

Снижение коэффициента электрической нагрузки может быть достигнуто заменой данного элемента функционально подобным, но с бóльшей номинальной мощностью).

Облегчение условий работы элементов в местах их установки достигается за счет лучшей компоновки элементов в блоках, создания лучших условий для отвода теплоты с помощью вентиляционных отверстий, принудительного охлаждения и т.д.

Структурная избыточность – это резервирование с применением дополнительных элементов структуры системы. Резервирование позволяет создавать надежные системы (устройства) из недостаточно надежных элементов. Но при этом усложняется схема, увеличиваются масса, габариты, стоимость устройства, время отыскания повреждения, затрудняется эксплуатационное обслуживание. Поэтому к резервированию прибегают, когда не удается обеспечить требуемую надежность другими методами.

Функциональное резервирование (избыточность) – резервирование, при котором заданная функция может выполняться различными способами и техническими средствами.Например, функция передачи информации в АСУ может выполняться с использованием радиоканалов, телеграфа, телефона и других средств связи. Функциональное резервирование предназначается для повышения функциональной надежности. При функциональном резервировании функции отказавших элементов перераспределяются между оставшимися элементами.

Временное резервирование (избыточность)– такое планирование работы изделия, при котором создается резерв рабочего времени для выполнения заданных функций. Этот резерв может обеспечиваться различными способами.

Пусть для выполнения некоторой операции, например для передачи информации заданного объема, требуется время t. При планировании работы на эту операцию отводится время (t+ t_p), где t_p – резервное время. Резервное время может быть использовано либо для повторения передачи информации, либо для устранения неисправности аппаратуры. Введение позволяет повысить достоверность работы и снижает количество отказов, учитываемых при оценке надежности.

Аппаратура передачи и приема информации может находиться в режиме непрерывной готовности, но информацию передает и принимает на больших интервалах времени периодически. В этом случае возникают интервалы времени, на которых отказы аппаратуры не приводят к отказу функционирования системы.Таким образом, создается своеобразный резерв времени. Он может быть использован для устранения неисправностей. Отказы, возникшие на интервале этого резервного времени, не учитываются при оценке надежности.

Информационное резервирование (избыточность) — введение избыточных информационных символов при передаче, обработке, хранении и отображении информации. Существуют такие способы изображения информационных символов (цифр, букв, знаков), при которых искажение одного из используемых элементов не приводит к искажению передаваемой информации.

К категории информационной избыточности относится также кодирование информации с использованием дополнительных разрядов, позволяющих обнаружить и даже устранять ошибки в передаче информации (использование бит четности, кода Хемминга).

⇐ Предыдущая 12