Введение к работе
Актуальность. С широким применением информационно-вычислительных систем (ИВС) в промышленности и научных исследованиях, с расширением и усложнением круга решаемых ими задач, а также повышением их ответственности проблема обеспечения нормального функционирования системы в условиях отказов, сбоев и внешних воздействий становится доминирующей. Принцип обеспечения отказоустойчивости все Солее широко применяется при разработке ИВС. так как он оказывается экономически выгодным, а когда возможность обслуживания и ремонта исключена, является единственно возможным способом решения задачи обеспечения высокой надежности.
Методика проектирования отказоустойчивых ИВС разработанэ еще в недостаточной степени, что объясняется новизной используемой элементной базы, а также появлением новых задач проектирования - разработкой аппаратных и программных средств под^ржки функционирования, оптимального их сочетания целью обеспечения требуемого уровня надежности.
Опыт эксплуатации ИВС показывает, что при отсутствии специальных средств поддержки функционирования и контроля основная часть времени восстановления затрачивается на поиск и локализацию отказа. Поэтому для уменьшения времени восстановления необходимо сократить время поиска неисправности, что может быть достигнуто специальными средствами и методами обработки диагностической информации с высоким быстродействием. Однако применение этих средств и методов может оказаться малоэффективным, если ИВС должным образом не приспособлена к контролепригодности и диагностируемости. Возможность диагностирования ИВС. а также разработку различных систем поддержки их функционирования необходимо предусматривать на стадии проектирования и разработки, то есть осуществлять синтез технической системы и системы поддержки ее функционирования параллельно и взаимосвязано.
Актуальность проблемы определяется важностью решения задач анализа, синтеза и практической реализации систем поддержки функционирования сложных технических и технологических объектов с целью повышения их надежности, безопасности, эффективности и качества функционирования, определяемой на основе эксплуатационных и экономических оценок.
В связи с этим, разработка общих принципов синтеза контроле-
пригодных ИВС и систем поддержки их функционирования и контроля является необходимой и актуальной проблемой.
Целью работы является исследование и разработка метода построения систем поддержки функционирования ИВС на основе их структурного и алгоритмического анализа и практических рекомендаций по их использованию на этапах проектирования и эксплуатации.
Методы исследования. Для теоретических исследований применялись методы теорий множеств, вероятностей, исследования операций, графов, булевых функций, бесконечнозиачной лотки. .
Объект исследования. В практическом плане объектами исследования являлись структурно-связанные ИВС, относящихся к классам объектов дискретного, непрерывного или комбинированного типа.
Научная новизна работы. Получен ряд нових теоретических результатов в теории контролепригодности и диагностируемое, осуществлен синтез реляторных структур, позволяющих повысить надей-ность ИВС и снизить время локализации и устранения отказа.
Основные научные результаты.
-
Разработана обобщенная вероятностно-иадеягостная совместная модель функционирования ИВС о встроенным функциональным автоматом контроля (АК) по принципу "алгоритм (программа) функционирования -структура". '.'.''; ..-..
-
Рассмотрены и исследованы различные режимы работы ИВС и системы поддержки ее функционирования. Разработаны методики по выбору оптимальных параметров для проектирования системы поддержки функционирования и контроля с учетом структурных и функциональных особенностей ИВС й взаимного функционального влияния системы поддержки функционирования в ИВС друг на друга.
-
Теоретически обобщены и систематизированы различные встроенные средства диагностирования и методы организации функциональных контрольных точек (ФКТ). ;,
-
Разработана методика проектирования систем поддержки Функционирования (реляторных структур) на базисе булевой и бесконечно-' значний логики для дискретных, а также,на базисе логических опредег лителей (ЛО) бесконечнозиачной. логики (БЛ) и порогово-депороговых операторов для аналоговьс. ИВС. ". , :V
-
Предложена обобщенная методика проектирования систем поддержки функционирования и организации ФКТ.
Практическая ценность работы. Работа выполнялась по
постановлению ГКНТ от 30.10.85 N555 (приложение «75). этап -"Разработать теорию и методы диагностического обеспечения электрических и электронных систем управления на всех уровнях ГПС";
проблеме Госстандарта 6.1.01 "Комплексная система управления качеством продукции";
межвузовской целевой научно-технической программе КНП-2000 "Повышение качества и надежности продукции, программного обеспечения и технических средств обучения", п.04.04.
Разработанный в диссертации метод организации контролепригодности и диагностируености, а также алгоритмы и методы синтеза систем поддернки функционирования ИВС. предназначены для реального повышения надежности и эффективности этих систем в процессе технической эксплуатации.
Реализация работы. Результаты диссертационной работы внедрены:
на Авиационно-производственном объединении им. Г. М. Бериева при выполнении хоздоговорной НИР "Разработка систем числового программного управления установкой по сверлению и клепке панелей изделия" (Н Госрегистрации 01.86.00094529);
в специальном конструкторском бюро опытного завода "Кристалл" при выполнении хоздоговорной НИР "Разработка макета вакуумной импульсноП термической установки с микропроцессорным управлением резинами обработки полупроводниковых структур" (N Госрегистрации 0031116.01.87);
в Главном вычислительном центра' гражданской авиации при выполнении хоздоговорной НИР "исследование и анализ характеристик аппаратных средств Фрагмента езтк УШ ГА и разработка сетевого автомата контроля функционирования сетевого Фрагмента' (Шифр темы МИИТА Н74т89); —
научная работа "Алгоритмический синтез систем контроля устройства управления кузначно-прессовой мавины (КМП) - У-181". являющаяся чаотьо диосертацпи, представленная на конкурс работ молодых ученых н специалистов на-лучшие разработка в области науки, и техники, удостоена диплома Всесоюзного совета научно-технических обществ в 1987 году и диплома первой премии Президиума центрального правления научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова в 1SB8 году.
Апробация работа. Основные положения и научные результаты работы докладывались и обсуждались на:
межреспубликанской научно-технической конференции "Проблемы экономии энергетических, материальных и трудовых ресурсов" (НЭТИ. Новосибирск. 1986);
республиканской научной конференции "Научные коллективы -развита» атомного машиностроения на Северной Кавказе" (РГУ, Ростов-на-Дону. 1987);
VII Всесоюзной школе-семинаре научного актива радиотехнических специальностей (МНРЭА. Москва, 1937);
Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы совершенствования процессов технической эксплуатации авиационной техники, инженерно-авиационного обеспечения полетов в условиях ускорения научно-технического прогресса" (МИИГА. Москва. 19б8):
научно-технической конференции "Повышение эффективности программных и аппаратных средств Контроля и диагностирования в ГПС приборостроения" (Крымское областное правление НТО имени академика А.Н.Крылова, Севастополь, 1989):
35-й научно-технической и научио-кзтодической конференции профессорско-преподавательского состава Таганрогского радиотехнического института (ТРТИ. Таганрог. 1989),*
Всесоюзной научно-технической конференции "Проектирование вычислительных средств" (КПИ, Каунас. 1989);
Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения полетов" (КНИГА, Киев. 1989);
всесоюзной научно-технической конференции "Повышение качества и надежности продукции, програшного обеспечения и технических средств обучения" (КПИ. Куйбышев, 1989);
Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизированные системы обеспечения надежности радиоэлектронной аппаратуры" (ЛПИ. Москва-Львов. 1990);
Всесоюзной научно-технической конференции "Диагностичгское обеспечение РЗА на этапах проектирования н производства "Диагностиг ка-90- (Крымское областное правденке НТО имени академика А. Н. Крылова. Севастополь. 1990);
Всесоюзной . научно-технической конфеоенции "Научно-технический прогресс й эксплуатация воздушного транспорта" (МИИГА, Москва. 1990):
7-th ІМЕСО Зупрозішп on Technical Diagnostics (September.
1990, Helsinki Fair Centre, Finland./7-м Международном симпозиуме по технической диагностике (сентябрь 1990, Торговый центр Хельсинки. Финляндия):
- Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (МГТУ им Н.Э.Баумана, Москва. 1991).
Публикации. По темо диссертации опубликовано 19 работ: 2 Авторских свидетельства, 4 статьи, 13 тезисов докладов. Без соавторов опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников и приложений.
Объем диссертации: 207 страниц основного текста: 91 рисунок. располокенный на 76 страницах; 17 страниц списка используемых источников, состоящего из 188 наименований. В приложениях приведены данные потоков отказов и восстановлений станков с ЧПУ. программы обработки экспериментальных даігаих об отказах и сбоях классическим методом и методами прямоугольных и треугольных вкладов, акты об использовании и внедрении результатов диссертации.