Федеральное агентство по образованию Московский Государственный Горный Университет Кафедра автоматизированных систем управления Презентация на тему: «Способы повышения надежности» Выполнили: ст. гр. АС-В-05 Ишимова Н. Ишанов А. Новикова Д. Куськиев Э. Москва 2010 г.
Основные этапы и программа обеспечения надежности Вопросам обеспечения надежности автоматизированных систем обработки данных информации управления уделяется постоянное внимание на всех этапах жизненного цикла изделия — при проектировании, производстве, эксплуатации и ремонте. Ни одно техническое решение нельзя считать удовлетворительным, если оно не прошло проверки по критерию надежности. Планирование уровня надежности и реализация этих планов в технических решениях происходит при проектировании следующих стадий: разработка технического задания, технического предложения и эскизного проекта, а также разработка технического проекта и опытного образца.
Программа обеспечения надежности Для планирования, организации и контроля мероприятий по обеспечению надежности на всех этапах жизненного цикла изделия разрабатывается и реализуется программа обеспечения надежности. При составлении программы учитывают требуемый уровень надежности изделия, его сложность, характер и объем производства, условия эксплуатации. Типовой план программы обеспечения надежности содержит шесть разделов: 1) основные работы по обеспечению надежности; 2) исходные данные и нормативно-техническая и методическая документация; 3) ответственные исполнители; 4) порядок согласования и утверждения программы; 5) контрольные точки про верки выполнения программы; 6) порядок выполнения работ по обеспечению надежности и формы контроля.
Способы повышения надежности последовательных систем Способы повышения надежности по их назначению можно разделить на четыре группы: ¡ ¡ уменьшение наработки; снижение интенсивности отказов; улучшение восстанавливаемости; резервирование.
Уменьшение наработки для выполнения определенного объема работ достигается выбором более быстродействующих элементов и высокопроизводительных устройств при проектировании изделия. Если увеличение быстродействия и производительности происходит без увеличения интенсивности отказов, то показатели безотказности улучшаются. Уменьшить наработку в некотором календарном периоде времени можно и полным или частичным выключением системы или отдельных ее устройств в паузе между рабочими сеансами, если это не нарушает порядок функционирования системы.
Снижение интенсивности отказов Прямое влияние на безотказность последовательной системы имеют количество и качество ее элементов. Улучшить показатели надежности можно за счет комплектации системы элементами повышенной надежности. Существенного снижения интенсивности отказов можно добиться облегчением режимов работы элементов. В несколько раз можно снизить интенсивность отказов только за счет снижения электрической нагрузки и создания оптимального температурного режима эксплуатации. Большое значение имеет и снижение механических нагрузок ударного и вибрационного типов, в особенности на соединительные элементы.
Улучшение восстанавливаемости системы направлено на уменьшение времени обнаружения, локализации (определение места возникновения) и устранения отказов, а также времени ее подготовки к включению после восстановления работоспособности. Автоматизация процессов обнаружения и локализации отказов и предпусковой подготовки системы существенно снижает время восстановления, оставляя за обслуживающим персоналом лишь операции устранения отказов и наладки.
Резервированием называют способ обеспечения надежности объекта за счет использования дополнительных средств и возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым при выполнении требуемых функций. Резервирование может использоваться не только для повышения надежности, но и для повышения точности, устойчивости, достоверности. Для повышения надежности систем управления применяют: ¡ ¡ ¡ Структурное резервирование Функциональное резервирование Временное резервирование Информационное резервирование Алгоритмическое резервирование
Структурное резервирование Структурным резервированием называют способ повышения надежности аппаратуры, состоящий в применении в системе дополнительных (резервных) элементов, которые не являются необходимыми для выполнения возложенных на систему функций, но используются системой после отказа основных элементов.
Функциональное резервирование Функциональным резервированием называют способ повышения надежности, использующий свойство технических систем (а также живых организмов, биологических и социальных систем) обеспечивать при отказах элементов безотказное функционирование за счет перераспределения функций и более интенсивной работы элементов, выполнявших до отказа только свои основные функции.
Временное резервирование — это способ повышения надежности, при котором системе в процессе функционирования предоставляется возможность израсходовать некоторое время, называемое резервным, для восстановления технических характеристик. Резерв времени можно израсходовать на переключение структурного резерва, обнаружение и устранение отказов, повторение работ, обесцененных отказами, ожидание загрузки в работоспособном состоянии.
Информационное резервирование влияет на показатели надежности, достоверности обработки и передачи информации, точности вычислений, производительности. Информационная избыточность существует в виде избыточности внутреннего информационного языка устройств обработки и передачи данных, в виде избыточности помехоустойчивых кодов. Ее можно вводить и как избыточность массивов данных в составе файла данных, и как избыточность файловой структуры в памяти ЭВМ.
Алгоритмическое резервирование вводится для преодоления помех и случайных возмущений, вызванных, в частности, отказами элементов аппаратуры. Оно используется во взаимодействии с другими видами резервирования и в ряде случаев является необходимым условием их реализации.
Правила обеспечения отказоустойчивости Существуют правила для автоматизированных систем обработки данных информации управления: ¡ ¡ ¡ ¡ Правило непрерывности связи СУ и ОУ. Правило непрерывности связи АПК с операторами системы. Правило мягкого резервирования. Правило сохранения информации. Правило инвариантности выхода системы и ее составных частей. Правило контролируемости и реконфигурируемости. Правило независимости функциональных групп и локальных контуров управления от первичного питания.
Методы обеспечения сохранности данных Программный комплекс автоматизированных систем обработки данных информации управления хранится на тех или иных носителях. Кроме этого при создании системы и в процессе ее эксплуатации подразумеваются интенсивный обмен информацией между элементами системы и ее накопление. К методам защиты целостности данных, хранящихся на различных носителях, используемым в сетевых структурах, относятся следующие: ¡ ¡ ¡ дублирование дисков; зеркальное отображение диска; использование массивов дисков.
Дублирование дисков — это метод обеспечения отказоустойчивости системы, заключающийся в записи одной и той же информации одновременно на два различных жестких диска. При этом для повышения надежности каждый диск снабжается собственным контроллером. Если один диск или контроллер диска выходит из строя, для продолжения работы используется другой.
Зеркальное отображение дисков — это метод обеспечения отказоустойчивости системы, заключающийся в записи одной и той же информации одновременно в два различных раздела жесткого диска или на два различных диска, использующих один и тот же контроллер. Если один диск или раздел диска выходит из строя, для продолжения работы системы используется второй.
Использование массивов дисков подразумевает наличие избыточного блока дисков для хранения данных. Этот способ служит для обеспечения отказоустойчивости системы в случае выхода из строя одного или более дисков. Он состоит в использовании нескольких дисков, объединенных в единый массив.
Вопросы 1. Перечислите разделы типового плана программы обеспечения надежности. 2. Перечислите способы повышения надежности последовательных систем. 3. Перечислите виды резервирования. 4. Что такое структурное резервирование? 5. Что такое временное резервирование? 6. Что такое функциональное, информационное и алгоритмическое резервирование? 7. Перечислите основные правила обеспечения отказоустойчивости программ? 8. Перечислите методы обеспечения сохранности данных.
Скачать презентацию Федеральное агентство по образованию Московский Государственный Горный Университет
bc804cffc86d46fd21e070e7ba850505.ppt