Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 9
Раздел I. СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ
СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 22
Глава 1. КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЩИХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА
НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ 22
Классификация методов расчета 22
Марковские и полумарковские метода расчета 22
Метода многомерных марковских процессов 24
1.4. АСИМПТОТИЧеСКИе Метода 2 5
Характеристика других аналитических методов расчета 26
Методы имитационного и статистического
МОДеЛИрОВаНИЯ 28
1.7. Выводы 3 0
Глава 2. ПРОБЛЕМЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ЗАКОНАХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКАЗОВ И
ВОССТАНОВЛЕНИЙ зі
Причины не экспоненциально сти случайных параметров, отказов и восстановлений технических систем зі
Зависимость показателей надежности от законов распределения и дисциплин восстановления элементов з 4
Критичное влияние произвольных распределений отказов и восстановлений на нестационарные показатели надежности з9
Методы и проблемы расчета надежности систем с
бОЛЬШИМ ЧИСЛОМ СОСТОЯНИЙ 42
2.5. Проблемы расчета надежности реконфигурируемых
СИСТеМ 45
2.6. ВЫВОДЫ 48
з Раздел 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ С ПРОИЗВОЛЬНЫМИ ЗАКОНАМИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКАЗОВ
И ВОССТАНОВЛЕНИИ ЭЛЕМЕНТОВ 49
Глава 3. ОБЩИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ й СИСТЕМ 49
3.1. Общая модель надежности технического элемента 49
Основные показатели надежности 49
Стационарные значения показателей ъг
Описание надежности функционирования системой интегральных уравнений 5 з
Характеристики надежности системы 57
Общая модель надежности систем в терминах интегральных уравнений б і
Матрица состояний бі
Граф состояний 64
Система интегральных уравнений 67
Система дифференциальных уравнений 74
3.4. ВЫВОДЫ 79
Глава 4. ЧАСТНЫЕ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ПРИ
ПРОИЗВОЛЬНЫХ ЗАКОНАХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКАЗОВ И ВОССТАНОВЛЕНИЙ so
Модели надежности для стационарного режима работы so
Модели надежности невосстанавливаемых систем 81
Модели надежности систем при экспоненциальных законах распределения отказов и восстановлений эз
НадеЖНОСТЬ НеИЗбЫТОЧНЫХ СИСТеМ 85
Оценка ПОГреШНОСТИ 88
4.8. Дублированная система с постоянно включенным
резерВОМ 91
Дублированная система с ненагруженным резервом юо
Анализ надежности с учетом последействия отказов
ЭЛемеНТОВ 106
Система с переменными законами распределения времени безотказной работы юе
Дублированная система с последействием отказов юз
Дублированная система с последействием отказов
и восстановлением іis
4.9. НадеЖНОСТЬ СИСТеМ С ВремеННОЙ ИЗбЫТОЧНОСТЬЮ 118
Описание надежности систем с произвольным распределением временной избыточности в терминах интегральных уравнений 118
Распределение суммарных наработок 121
4.9.3. Обесценивающие отказы ігз
4.10. Определение функции оперативной готовности систем
при детерминированных и случайных параметрах 125
4. 1 1 . ВЫВОДЫ 129
Глава 5. ВЫЯВЛЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАДЕЖНОСТИ
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 131
5.1. Инвариантность надежности одного класса технических
систем к законам распределения отказов и восстановлений із і
Математическое описание систем ізі
Оценка надежности восстанавливаемых систем последовательно - параллельной структуры 134
Влияние не экспоненциальное на эффективность резервирования 137
Особенности надежности структурного резервирования
ДЛЯ НЄЭКСПОНеНЦИаЛЬНЫХ распределений 142
Эффективность восстановления при не экспоненциальных законах распределения 145
Надежность систем из элементов с несколькими
СОСТОЯНИЯМИ 148
5.6. ВЫВОДЫ 149
Раздел 3. МЕТОДЫ И МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ
СИСТЕМ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ 151
Глава 6. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ С БОЛЬШИМ
ЧИСЛОМ СОСТОЯНИЙ 151
6.1. Метод оценки надежности сложных нерезервированных
СИСТеМ 151
6.1.1. ТеореТИЧеСКИе ОСНОВЫ МеТОДЫ 152
6.1.2. ДвуСТОрОННИе ОЦеНКИ ДЛЯ ФУНКЦИИ ГОТОВНОСТИ 154
6.1.3. Уточнение оценок душ экспоненциальных
распределений 155
6.1.4. Оценка надежности нерезервированной системы с
ПРОИЗВОЛЬНЫМИ распределениями 157
6.2. Аналитико-статистический метод оценки надежности
ПРОИЗВОЛЬНЫХ СИСТеМ 159
6.3. Метод оценки надежности сложных систем ПО
надежности независимых в обслуживании составных устройств іез
6.3.1. Экспоненциальные распределения ібз
6.3.2. ПрОИЗВОЛЬНЫе распределения 167
6.4. Математическое описание надежности сложных
резервированных систем в условиях ограниченной информации о
законах распределения элементов 169
Математическая формулировка задачи 169
Случай равнонадежных элементов 173
6.5. Метода расчета надежности сложных систем по
моментам распределения случайных величин 174
Метод вычисления моментов времени работы системы до отказа 177
Метод вычисления моментов времени между отказами и времени восстановления 178
Метод вычисления моментов времени безотказной
рабОТЫ СИСТеМЫ 179
6.5.4. Алгоритмы определения моментов распределений
для процесса "гибели и размножения" iso
6.5.5. Исследование асимптотических свойств системы
m/n 182
6.6. ВЫВОДЫ 184
Глава 7. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ
РЕКОШИГУРИРУЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 186
7.1. Постановка задач анализа надежности
реКОНфИГурируеМЫХ СИСТеМ 186
Надежность систем со статической реконфигурацией 187
Надежность систем с динамической реконфигурацией 192
Постановка задачи 192
Вероятностная математическая модель 195
Характеристики надежности для переходного
режима 196
7.3.4. Характеристики надежности для установившегося
реЖИМа 197
7.4. Надежность восстанавливаемых резервированных систем
m/n При ПРОИЗВОЛЬНЫХ раСПрЗДЄЛЄНИЯХ 198
МОДеЛЬ фуНКНИОНИрОВаНИЯ СИСТеМЫ 2 00
ПрибЛИЖеННОе решение 201
7.4.3. Расчетные соотношения для характеристик
НадеЖНОСТИ 2 04
7.4.4. АЛГОРИТМ ВЫЧИСЛеНИЯ СУММ СПеЦИаЛЬНОГО ВИДа 205
7.5. Надежность систем m/n при отказе группы смежных
ЭЛемеНТОВ 206
7.5.1. Вероятностное описание и характеристики
СИСТеМЫ 207
7.5.2. Быстрый алгоритм расчета функции готовности 209
7.Є. Надежность систем m/n при различных стратегиях
обслуживания 211
Оценка функции готовности системы для равнонадежных элементов 212
Свойства систем m/n 213
7.7. Анализ надежности технических средств при наличии
СИСТеМЫ КОНТРОЛЯ 214
7.7.1. Надежность аппаратуры контроля с двумя типами
ОТКаЗОВ 214
7.7.2. Модель надежности системы с периодическим
КОНТрОЛеМ 22 0
7.7.3. Надежность и контроль системы во время
ХранеНИЯ 223
7.8. Надежность систем m/n с управляемой динамической
реконфигурацией 224
Постановка задачи 225
Система дифференциальных уравнений 2 27
7.8.3. Решение СИСТеМЫ И расчет НадеЖНОСТИ 228
7.9. Некоторые МОДеЛИ НадеЖНОСТИ упраВЛЯЮЩИХ СИСТеМ 232
7.9.1. Анализ эффективности систем управления при
МНОГОфаЗНОМ реЖИМе фуНКЦИОНИрОВаНИЯ 232
Распределение работ по этапам в дискретных системах 23 3
Оценка времени конвейерной обработки
ИНфорМаЦИИ 2 34
7.10. Анализ надежности многофункциональной системы 235
Постановка задачи 236
Математическая модель 238
7.10.3. Решение СИСТеМЫ ИНТеграЛЬНЫХ уравнений 241
7.11. ВЫВОДЫ 244
Раздел 4. ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА И ИССЛЕДОВАНИЕ
НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 245
Глава 8. ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА РАСЧЕТА,
ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ 245
8.1. ТребОВаНИЯ, ПреДЪЯВЛЯеМЫе К ИНТеГрирОВаННОЙ СИСТеме 24 5
8.3. Структура интегрированной системы 246
8.2.1. Назначение подсистемы relass 247
8.2.2. Назначение ПОДСИСТеМЫ REDOPT 248
8.2.3. Назначение подсистемы recstr 249
8.3. Методика и алгоритм подсистемы relass 250
8.3.1. ВОЗМОЖНОСТИ И ОГраНИЧеНИЯ ПОДСИСТеМЫ 251
8.3.2. Представление и формализация структуры
ИССЛеДуеМОЙ СИСТеМЫ 252
Описание системы графом состояний 253
Алгоритм уменьшения размерности графа
СОСТОЯНИЙ СИСТеМЫ 256
8.3.5. Анализ систем при наличии интервалов простоя
ЭЛеМеНТОВ 257
8.4. Методика и алгоритм подсистемы redopt 2бо
Проблемы оптимального резервирования и ремонта 261
Математическая постановка задачи оптимизации и
аЛГОрИТМ решеНИЯ 262
8.5. Программные средства анализа надежности сложных
систем с произвольными распределениями отказов и
ВОССТаНОВЛеНИЙ ЭЛеМеНТОВ 266
8.6. Программные средства расчета и прогнозирования
НадеЖНОСТИ СИСТеМ С ПеремеННОЙ Структурой 267
8.7. ВЫВОДЫ 268
Глава 9. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 270
Сравнительный анализ существующих и предлагаемых методик расчета 27о
Анализ надежности системы с учетом
НеОДНОВремеННОСТИ рабОТЫ ЄЄ ЭЛемеНТОВ 2 75
9.3. Сравнительный анализ надежности систем с
ПОСЛедейСТВИеМ При ОТСУТСТВИИ И НаЛИЧИИ "ПаМЯТИ" 278
9.4. Результаты исследования надежности сложных систем с
ИСПОЛЬЗОВаНИеМ ПрОГраММНОГО СреДСТВа RELASS 282
9.5. Результаты исследования надежности сложных систем с
произвольными распределениями отказов и восстановлений
ЭЛемеНТОВ 284
9.6. Результаты исследования надежности больших систем и
СИСТеМ С ПеремеННОЙ СТРУКТУРОЙ 292
9.7. Результаты исследований возможностей оптимизации
надежности системы зої
9.8. ВЫВОДЫ 305
ЗАКЛЮЧЕНИЕ зо?
ЛИТЕРАТУРА 311
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акты о внедрении результатов работы згі
Введение к работе
Появление, развитие и распространение сложных технических систем, таких как вычислительные системы, системы связи, автоматизированные системы управления и др., требуют новых подходов к их надежности. Надежность есть свойство технической системы сохранять свои характеристики в данных условиях эксплуатации. Надежность - важнейший технический параметр аппаратуры, ее количественные характеристики обязательно указываются в техническом задании на разработку изделия.
Следует выделить, на наш взгляд, четыре основных вопроса теории и практики надежности сложных технических систем, представляющих интерес для изучения:
- математическое моделирование функционирования системы,
разработка методов, алгоритмов и программ расчета, анализа и
прогнозирования надежности сложных систем,-
испытания на надежность,-
техническая эксплуатация, обеспечивающая высокую надежность
СИСТеМЫ;
- разработка путей обеспечения и повышения надежности сложных
систем при недостаточной надежности составляющих ее элементов.
Основными способами повышения надежности являются: улучшение
физических свойств элементов и введение избыточности различного
вида.
Первая из перечисленных проблем является центральной, так как из нее непосредственно или косвенным путем следуют все остальные. Надежность является внутренним физическим свойством объекта и
должна иметь количественную оценку.
Актуальность темы. Разработка новых методов расчета и анализа надежности сложных технических систем является чрезвычайно важной задачей в связи со следующими обстоятельствами.
Характер функций, выполняемых технической системой, требует высокой ее надежности, однако в ее состав, как правило, входят десятки и сотни тысяч элементов, что отрицательно сказывается на надежности системы в целом. Безусловно, что надежность элементов также растет, но темп этого роста отстает от скорости увеличения сложности системы. Создание новых технических систем предъявляет очень высокие требования к их качеству и надежности, что требует разработки соответствующих методов расчета и прогнозирования надежности техники.
Важнейшим понятием в надежности является понятие отказа. Отказ часто ведет к катастрофическим последствиям, отсюда вытекают повьшенные требования к надежности, а также к современным методам расчета и прогнозирования надежности. В дальнейшем мы будем предполагать, что понятие отказа четко определено, хотя оно может быть свое для каждого проектировщика. Тогда в результате расчетов по некоторому критерию надежности системы получится не единичный, а векторный показатель.
Вопросы принятия технических решений по обеспечению надлежащего уровня надежности систем связаны с количественной оценкой их надежности и тем самым с разработкой новых методов расчета и прогнозирования надежности. Вследствие различных причин (сложность; громоздкость, недоступность и т.д.) мы вынуждены исследовать не саму систему, а формальное описание тех ее особенностей, которые существенны для оценки надежности. Таким образом для вычисления надежностных характеристик системы
необходимо создание математической модели ее функционирования, а
также разработка методов, алгоритмов и программ анализа надежности с помощью ЭВМ.
Влияние видов законов распределения элементов на надежность системы, учет особенностей функционирования систем таких как контроль состояний элементов, последействие отказов, необходимость учета неодновременности работы элементов, переключение на резерв, возможность реконфигурации системы во время ее эксплуатации, введение различных видов резервирования и т.д. приводят к необходимости исследования систем с произвольными законами распределения. Жесткие границы допустимого времени перерыва в работе системы и, как следствие этого ограничения по времени существования нарушений в функционировании, также приводят к значительным искажениям распространенных на практике марковских моделей надежности.
Б настоящее время отсутствуют не только практические, но и теоретические методы расчета эффективности функционирования систем с переменной структурой, которая может изменяться случайным образом через короткие интервалы времени. Изменение структуры всегда происходит в зависимости от изменения выполняемых системой функций.
Существующие методы не обеспечивают возможность расчета надежности современных систем, обладающих большим количеством состояний и сложными связями между ними. Подобная картина имеет место и в отношении динамично изменяющейся границы между отказовыми и работоспособными состояниями. Задачи такого уровня сложности в теории надежности не изучены.
Положение усугубляется также и тем, что сравнительно небольшой отряд специалистов в области надежности и эффективности
систем за последние годы заметно поредел. К решению задач надежности в настоящее время привлекаются недостаточно квалифицированные в этой области инженеры и техники. Выход из положения может быть в создании таких программных средств, которые быг с одной стороны, обеспечивали высокий научный уровень, а с другой стороны, обладали развитым дружественным интерфейсом и позволяли бы решать задачи расчета и прогнозирования людям, которые не имеют солидной подготовки в этой области.
Решение данных проблем исключительно актуально в настоящее время при построении высоконадежных систем различного назначения, которые к тому же должны удовлетворять требованиям конкурентноспособности на мировом рынке.
цель работы состоит в построении теории, научно-обоснованных методов, алгоритмов и программных средств анализа надежности технических систем с большим числом состояний, избыточностью, случайными событиями реконфигураций, последействием и произвольными распределениями отказов и восстановлений элементов.
Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи:
- разработка единой модели функционирования систем при
произвольных распределениях времен безотказной работы, времен
восстановления элементов и параметров работы системы,
выявление общих закономерностей функционирования сложных систем, а также свойств этих систем на основе их математического описания,
разработка точных и приближенных методов оценки надежности систем при различных условиях функционирования,
разработка интегрированной системы, реализующей методы и алгоритмы анализа надежности технических систем и программного
обеспечения с учетом многообразия сопутствующих факторов,
исследование эффективности представленных методов, алгоритмов и программ на примерах решения реальных задач теории надежности, имеющих важное самостоятельное практическое значение.
Следует сказать, что исследование надежности систем при произвольных распределениях отказов и восстановлений элементов представляет собой весьма сложную задачу как в теоретическом плане, так и в ее практическом использовании. Дело в том, что законы распределения для элементов обычно неизвестны, и самое главное, в обозримом будущем они вряд ли будут получены экспериментально или теоретически. Особенно это относится к параметрам распределений. Возникает вопрос о целесообразности проводимых исследований. Ответ на поставленный вопрос безусловно должен быть положительный в силу следующих причин:
представленная работа предупреждает инженера о тех трудностях и неприятностях, которые могут его ожидать при разработке сложных систем и оценке ее надежности;
- интенсивности отказов элементов можно считать постоянными,
однако это вовсе не означает, что узлы, состоящие из
"экспоненциальных" элементов, будут то же "экспоненциальными". В
таких случаях законы распределения времени безотказной работы
узлов могут быть получены теоретически. В работе приводятся
СООТВеТСТВуЮЩИе ПрИМерЫ;
законы распределения времени восстановления обычно получаются на основании опытных данных,-
- не экспоненциальными часто могут быть различные параметры
функционирования системы, например, допустимое время перерыва в
работе устройства, время ожидания заявки, время принятия решения,
время существования скрытого отказа и т.д.;
наличие в системе элементов с несколькими состояниями приводит к необходимости ее анализа с укрупненными состояниями, распределения времен пребывания в которых уже не являются экспоненциальными;
на основе представленной работы могут быть получены инженерные методики сравнительного анализа различных схемных
решений;
- работа является перспективной, нацеливающей ученого на
поиск, например, получение показателей надежности элементов из
физических соображений.
Применительно к техническим системам в итоге выполнения данного научного исследования получены методы, которые вместе с традиционньми методами, а зачастую в отличие от них, позволяют решить следующие проблемы расчета и анализа надежности: переменная структура системы, большое число состояний, произвольные законы распределения, наличие последействия отказов, учет контроля об отказах элементов, реального масштаба времени, переключателей, директивных сроков существования отказа, наличие технического обслуживания, перерывы в работе элементов, различное состояние аппаратного резерва, учет временного резерва, многофункциональность системы, выбор оптимальных параметров системы, расчет надежности ПО.
методы исследования. В работе использовались классические методы теории надежности, математического и функционального анализа, теории вероятностей и математической статистики, теории дифференциальных уравнений в частных производных, теории интегральных уравнений, теории графов, теории оптимизации и принятия решений, теории возможностей, а также новые, разработанные автором, методы точного и приближенного решения
систем интегральных уравнений, доведенные до реализации на персональном компьютере.
Диссертация посвящена развитию научного направления в создании аналитических методов анализа надежности сложных систем. Это направление дает возможность на стадии проектирования провести исследования, обеспечивающие заданные характеристики надежности и эффективности функционирования системы.
Научная новизна работы ЗаКЛЮЧаеТСЯ В Следующем.
і. Предложена универсальная математическая модель функционирования невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем с произвольными распределениями отказов и восстановлений элементов и параметров. На ее основе дано базисное математическое описание стационарного и нестационарного режимов функционирования, пригодное для построения математических моделей различных классов систем. Эта модель может применяться для оценки надежности систем. Разработаны метода анализа надежности и эффективности функционирования систем, основанные на точном и приближенном (с заданной степенью точности) решении систем интегральных уравнений или эквивалентных систем дифференциальных уравнений в частных производных. Эти методы пригодны дяя решения широкого класса задач массового обслуживания.
2. На основе исследований впервые определен ряд свойств функционирования технических систем:
инвариантность к законам распределения в условиях стационарного режима и отсутствия очередей не только для произвольных распределений времени обслуживания, но также и времен между заявками;
- существенное влияние законов распределения на уровни надежности системы в течение большей части жизненного цикла
16 изделий,
- критичное влияние дасциплиньї восстановления на показатели
надежности систем с не экспоненциальными распределениями времен
безотказной работы и восстановления элементов.
з„ Разработаны методы, алгоритмы и программы оценки надежности больших систем при произвольных распределениях отказов и восстановлений элементов:
основное соединение при отсутствии ограничений по количеству элементов в системе;
- системы вида m/n с произвольными дисциплинами обслуживания
элементов и различными понятиями отказа системы (отказ системы -
отказ любых m+i элемента, или отказ m+i элемента с упорядоченными
номерами);
- решена проблема оценки надежности технических систем в
реальных условиях неполной информации или отсутствия информации о
законах распределения случайных величин.
Предложены модели и практические методы оценки надежности сложных систем, полученных на основе суперпозиции типовых структур, а также с помощью предложенного аналитике-статистического метода.
Разработано программное обеспечение инструментальных средств, в том числе язык описания исходных данных для систем с сотнями тысяч состояний.
4. В классе систем с перестраивающейся структурой решены задачи оптимизации времен реконфигурации невосстанавливаемых систем. Получены оценки надежности восстанавливаемой системы с реконфигурацией структуры и деградирующих систем. Проведено исследование систем m/n с переменной структурой.
Разработаны методы оптимизации числа резервных элементов и
ремонтных органов при различных распределениях времени до отказа и восстановления элементов и различных видах резервирования.
5. Разработаны методики, алгоритмы и инструментальные
средства для расчета стандартных показателей надежности
невоостанавливаемых и восстанавливаемых, нерезервированных и
резервированных изделий при любых видах структурного
резервирования с возможностью моделирования собственного времени
работы элементов системы, учета последействия отказов, элементов
реконфигурации и различных дисциплин обслуживания.
Разработано инструментальное средство для определения функции оперативной готовности технических систем при детерминированных и случайных величинах составных параметров.
Разработаны эффективные методы и алгоритмы расчета моментов распределений времен пребываний в подмножествах состояний систем при произвольных распределениях отказов и восстановлений.
Обобщены основные результаты теории временной избыточности для условий широкого класса неэкспоненциальных распределений технических систем.
6. Разработаны следующие модели надежности управляющих
систем: оценка эффективности функционирования систем обеспечения
безопасности и противоаварийных систем, распределение работ по
этапам в дискретных системах, оценка времени конвейерной обработки
информации.
Показана возможность развития разработанных научных основ расчета надежности технических систем для решения задач расчета надежности программных средств на этапе эксплуатации.
Даны научные основы решения широкого класса задач проектирования и оценки надежности технических систем на основе сочетания вероятностных методов и методов теории возможностей.
Практическая ценность и_ реализация результатов работы.
Разработанный комплекс методов, алгоритмов и программ позволяет существенно расширить класс решаемых прикладных задач теории надежности. Основной практический выход диссертационной работы заключается в создании единой методологии анализа надежности сложных технических систем и разработке на ее основе инструментария для заказчиков и инженеров служб надежности предприятий, в котором успешно сочетаются высокий научный уровень с простотой практического применения.
Методы, алгоритмы и программы, разработанные в диссертации, а также созданные на их основе интегрированные среды и пакеты прикладных программ внедрены на ряде предприятий: НПО "Импульс",
В/Ч 77969, НТК ПВО, НИЙ ЗВМ. ОНИ ПОЗВОЛЯЮТ
спроектировать техническое устройство или сложную систему на заданные показатели надежности,
выбрать из множества вариантов структурных схем наилучшую,
выбрать рациональную дисциплину обслуживания системы,
выявить наиболее слабые места в системе и наметить пути повышения ее надежности,
оценить эффективность применения структурного резервирования.
Во многих практически важных случаях разработанные интегрированные системы являются единственной средой, позволяющей рассчитать надежность сложной системы. Это относится к случаям анализа надежности резервированных систем при неодновременности работы элементов, наличии последействия отказов элементов, сложных случаях дисциплины обслуживания и т.д. Данная работа использовалась также для разработки научных основ и практических методов расчета и прогнозирования надежности и эффективности
функционирования перспективных систем, относящихся к классу сложных аппаратно-программных комплексов, работающих в реальном масштабе времени.
Внедрение разработок позволило существенно повысить качество проектирования высокоответственных АСУ оборонного назначения в части обеспечения требуемого уровня надежности. Эффективность предложенных в диссертации методов, алгоритмов и программ для решения указанных задач подтверждена актами соответствующих предприятий об использовании, внедрении и научно-технической значимости результатов работы. Теоретические результаты диссертации и прикладные программные средства вошли составной частью в программу дисциплины "Надежность систем управления*' и "Надежность информационных систем", читаемых студентам специальностей гі.оз и 071900 ЛТА им.С.М.Кирова.
Апробация работы. Публикации. ОСНОБНЬЮ реЗуЛЬТЭТЫ рабОТЫ
докладывались в Ленинградском доме научно-технической пропаганды на vii ленинградской конференции "Повышение качества и надежности промышленных изделий", г.Ленинград, 1978 г., в Ленинградском доме научно-технической пропаганда на viii конференции "Повышение надежности промышленных изделий в свете решений xxvi съезда КПСС", г.Ленинград, 1981 г., в Киевском институте автоматики имени xxv съезда КПСС, на семинаре по проблемам автоматизации надежностного проектирования сложных систем, г.Киев, 1981 г., в Республиканском доме экономической и научно-технической пропаганды на Всесоюзной конференции "Автоматизация надежностного проектирования сложных систем", г.Киев, 1982 г., в Белорусском научно-исследовательском институте научно-технической информации и технике-экономических исследований Госплана БССР на семинаре "Задачи исследования и обеспечения надежности ЭВМ", г.Минск, 1985 г., в Ленинградском
институте авиационного приборостроения на и ленинградском семинаре ведуших специалистов по надежности и эксплуатации технических объектов, г.Ленинград, 1985 г., в Ленинградском доме научно-технической пропаганды на їх ленинградской конференции "Повышение качества и надежности промышленных изделий", г.Ленинград, 1985 г., в Ленинградском доме научно-технической пропаганды прочитан цикл лекций по надежности технических систем при произвольных распределениях отказов и восстановления элементов для слушателей семинара по надежности сложных систем, г.Ленинград, 1987 г., на Всесоюзной конференции "Исследование и обеспечение надежности технических систем", г.Новороссийск, 1988 г., в Ленинградском доме научно-технической пропаганды на конференции "Повышение качества и надежности промышленных изделий", г.Ленинград, 1989 г., в Ленинградском электротехническом институте им. Ульянова-Ленина на vn Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы комплексной автоматизации судовых технических средств», г.Ленинград, 1989 г., в Политехническом музее прочитан цикл лекций слушателям Консультационного центра по качеству и надежности, г.Москва, 1990 г., в Ленинградском доме научно-технической пропаганды на семинаре "Надежность ЭВМ (аппаратуры и программного обеспечения), вычислительных сетей в процессе их разработки и эксплуатации", г.Ленинград, 1990 г., в Ленинградском доме научно-технической пропаганда на і межгосударственной конференции "Надежность, живучесть и безопасность технических систем", г.С.-Петербург, 1992 г.
По теме диссертации опубликовано 40 работ, в том числе монография, два руководящих технических материала отрасли, получен грант по теме "Анализ эффективности систем управления при многофазном режиме функционирования" за 1996-97 г.
Структура и. объем работы. ДИССертаЦИЯ СОСТОИТ ИЗ ВБЄДЄНИЯ,
четырех разделов, включающих девять глав, заключения, библиографии, включающей із5 наименований, приложения, содержащего акты о внедрении результатов работы. Основное содержание работы составляет 324 стр., в том числе 24 таблицы, 82 рис.
Квалификационная характеристика. СОВОКУПНОСТЬ ПОЛуЧЄННЬІХ
результатов квалифицируется как новое крупное достижение в развитии научного направления, связанное с разработкой теории, методов, алгоритмов и программных средств расчета и прогнозирования надежности сложных технических систем при произвольных законах распределения отказов и восстановления элементов, а также особенностей функционирования сложных систем.
Похожие диссертации на Методы и модели анализа надежности сложных технических систем с переменной структурой и произвольными законами распределения случайных параметров, отказов и восстановлений
