Меню сайта

загрузка...

    Содержание     |    следующая

Построение высоконадежных систем

Предисловие

Проблема надежности является ключевой проблемой вот уже на протяжении целого ряда лет. Особенно роль надежности возросла в последние годы из-за создания сложных технических систем. Создание дорогостоящих систем, в первую очередь автоматизированных систем управления. р азличными объектами народного хозяйства, выполняющими ответственейшие функции, непременно предполагает тщательную проработку вопросов надежности на всех этапах, начиная от проектирования и производства и кончая испытаниями и эксплуатацией. На всех этих этапах нельзя переоценить роль теории надежности — этой важной прикладной математической дисциплины, обеспечивающей обоснованное принятие решений в процессе обеспечения и повышения надежности. Появление современных сложных систем привело к необходимости разработки новых и довольно специфических математических методов, опирающихся уже не только на аппарат классической теории вероятностей, но и на дискретный анализ и математическое программирование. Этого потребовало исследование структур и алгоритмов функционирования таких систем.

В предлагаемой брошюре приводится большое число примеров использования математических методов теории надежности для решения задач, возникающих при разработке и использовании различных технических средств.

Брошюра доступна любому инженеру, интересующемуся проблемой надежности, поскольку большое внимание в ней уделено содержательному описанию задач, методов их решения и толкованию полученных результатов.

Несколько десятилетий назад проблема надежности различных технических систем не волновала инженеров как проблема первостепенной важности. При проектировании систем основное внимание уделялось обеспечению необходимых технических параметров вообще, а не их сохранению и поддержанию в течение длительного времени эксплуатации. Проблема надежности при этом, безусловно, решалась, но, если так можно выразиться, между прочим.

Подобный подход к проектированию технических систем оставался приемлемым лишь до тех пор, пока проектируемые системы были несложны сами по себе и выполняли достаточно простые функции.

Современные системы характеризуются чрезвычайной сложностью. Эта сложность систем определяется ответственностью, сложностью и многообразием тех функций, необходимость выполнения которых диктуется неуклонным прогрессом науки и техники. Зачастую это приводит к созданию сверхсистем , отдельные элементы которых сами по себе представляют весьма сложные объекты.

Можно привести десятки современнейших систем, для которых приемлемое решение проблемы надежности в самом прямом смысле означает, быть или не быть данной системе. Сюда можно отнести региональные и отраслевые автоматизированные системы управления, включающие в свой состав многие электронные вычислительные машины, системы управления воздушным движением для гражданской авиации, автоматизированные системы управления сложнейшими технологическими процессами, сеть центров управления и слежения за функционированием космических объектов, различного рода специальные системы.

Усложнение систем идет в самых различных направлениях. С одной стороны, технические системы становятся в прямом смысле больше >— в их состав входит все большее количество комплектующих деталей. С другой стороны, существеннейшим образом усложняется внутренняя структура системы, определяющая характер соединения отдельных элементов между собой, и алгоритм их взаимодействия в процессе функционирования и поддержания работоспособности.

При прочих равных условиях система, состоящая из большого числа комплектующих деталей и имеющая более сложную структуру и более сложный алгоритм функционирования, является менее надежной по сравнению с системой более простой. Это требует разработки специальных методов обеспечения, повышения и поддержания надежности таких систем, включая разработку математических методов априорных расчетов и экспериментальной оценки.

Инженеры, физики и математики приложили немало совместных усилий для повышения надежности и разработки современной теории. С одной стороны, были предприняты гигантские усилия для создания более надежных компонентов, создания более простых и надежных схем и конструкций, улучшения условий эксплуатации. С другой стороны, были разработаны соответствующие методы, позволяющие проводить анализ и синтез разрабатываемых технических средств на этапе проектирования, проводить обоснованные оценки показателей надежности этих средств во время их испытаний и эксплуатации и вырабатывать рациональные методы использования.

Однако проблема надежности продолжает оставаться одной из центральных проблем современной техники. Дело, видимо, объясняется не столько тем, что достигнутая надежность современных технических систем слишком низка, сколько непрерывным усложнением решаемых задач и одновременным повышением требований к надежности их выполнения.