Методика расчета надежности невосстанавливаемых изделий
Основные характеристики надежности аппаратных средств и программного обеспечения вычислительной техники и локальных сетей
Цель: Изучить методики расчета надежности локальной вычислительной сети.
Основные характеристики надежности аппаратных средств вычислительной техники
Надежность является комплексным свойством, которое включает в себя такие свойства как:
работоспособность, сохраняемость, ремонтопригодность, долговечность.
Основное свойство, описываемое количественными характеристиками – работоспособность.
Утрата работоспособности – отказ.
Количественные характеристики надежности (работоспособности) различаются для восстанавливаемых и невосстанавливаемых изделий.
Невосстанавливаемые – те, что не ремонтируются после отказа. Примеры: интегральные схемы, разъёмы и т.д.
Основные характеристики надежности для них:
- вероятность безотказной работы за время t: P(t);
- вероятность отказа за время t: Q(t)= 1 – P(t);
- интенсивность отказов l(t) – указывает среднее число отказов, возникающее за единицу времени эксплуатации изделия;
- среднее время наработки изделия до отказа T.
Реальные значения указанных характеристик получают по результатам испытаний на надежность.
В расчетах времени до отказа t считается случайной величиной, поэтому используется аппарат теории вероятностей.
Свойства (аксиомы):
1) P(0)=1 (рассматривается эксплуатация работоспособных изделий);
2) limt ® ∞ P(t)=0 (работоспособность не может быть сохранена неограниченное время);
3) (для невосстанавливаемых) dP(t)/dt≤0 (после отказа изделие не восстанавливается).
Зависимость от времени:
типичная кривая изменения l(t) в течение срока эксплуатации (жизни) изделия
I – этап приработки dl(t)/dt<0
II – этап нормальной эксплуатации l(t)-const
III – этап старения dl(t)/dt>0
Взаимосвязь между характеристиками надежности:
P(t) = exp (- 
) для этапа II P(t)=exp( -lt)
T= 
для этапа II P(t)=exp(-t/T), где T=1/l
Выбор показателя надежности:
1) Если невосстанавливаемое изделие работает однократно в течение небольшого заданного отрезка времени tзад. <<T, то в качестве показателя подходит P(t) или Q(t)
2) Если отказ невосстанавливаемого изделия не влечет опасных последствий и изделие работает до отказа, то надежность характеризуют средним временем наработки до отказа T.
Методика расчета надежности невосстанавливаемых изделий
Условия (предпосылки) расчета:
1) расчет производится для этапа нормальной эксплуатации изделия, поэтому считают l(t)-const;
2) создают надежностную схему изделия, причем считают, что отказ элемента (группы элементов), включенных в надежностную схему, приводит к отказу всего изделия;
3) каждый элемент, включаемый в надежностную схему, характеризуется интенсивностью отказов li и вероятностью безотказной работы Pi(t); считают, что отказы отдельных элементов независимы между собой (хотя бы в первом приближении), поэтому вероятность безотказной работы изделия Pизд.(t) (по теории вероятностей):
Pизд.(t)=P1(t) * P2(t) * …* Pn(t)= 
,
а интенсивность отказов изделия lизд
lизд=l1 + l2 + …+ ln = 
(складываются показатели степени в выражении P=exp(-lt) ), и тогда для среднего времени наработки на отказ Tизд = 1/lизд
Надежностная схема:
