V bob. Tizimning ortiqchaligi

Quyosh elektrostantsiyasini loyihalash bosqichida talab qilinadigan ishonchlilikni ta'minlash uchun ko'p hollarda hech bo'lmaganda alohida elementlarni va hatto alohida tizimlarni takrorlash kerak, ya'ni. bron qilishdan foydalaning.

Ortiqchalik tizimning ishonchliligini uning tarkibiy elementlarining ishonchliligi bilan solishtirganda oshirish imkonini berishi bilan tavsiflanadi. Alohida elementlarning ishonchliligini oshirish katta moddiy xarajatlarni talab qiladi. Bunday sharoitlarda ortiqcha, masalan, qo'shimcha elementlarni kiritish orqali tizimlarning talab qilinadigan ishonchliligini ta'minlashning samarali vositasi hisoblanadi.

Agar elementlarni ketma-ket ulashda tizimning umumiy ishonchliligi (ya'ni, nosozliklarsiz ishlash ehtimoli) eng ishonchsiz elementning ishonchliligidan past bo'lsa, ortiqcha bilan tizimning umumiy ishonchliligi yuqori bo'lishi mumkin. eng ishonchli elementning ishonchliligi.

Ortiqchalikka ortiqchalikni kiritish orqali erishiladi. Ikkinchisining xususiyatiga qarab, bron qilish:

Strukturaviy (apparat);

Axborot;

Vaqtinchalik.

Strukturaviy ortiqcha asosiy elementlardan tashkil topgan tizimning minimal talab qilinadigan versiyasiga qo'shimcha elementlar, qurilmalar kiritilganligi yoki hatto bitta tizim o'rniga bir nechta bir xil tizimlardan foydalanish ta'minlanganligida yotadi.

Ma'lumotni zaxiralash ortiqcha ma'lumotlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Uning eng oddiy misoli - bir xil xabarni aloqa kanali orqali qayta-qayta uzatish. Yana bir misol - apparatdagi nosozliklar va nosozliklar natijasida yuzaga keladigan xatolarni aniqlash va tuzatish uchun boshqaruv kompyuterlarida ishlatiladigan kodlar.

Vaqtinchalik bron qilish ortiqcha vaqtdan foydalanishni o'z ichiga oladi. Muvaffaqiyatsizlik natijasida uzilib qolgan tizimning ishlashini tiklash, agar ma'lum vaqt bo'lsa, uni qayta tiklash orqali sodir bo'ladi.

Strukturaviy zaxiralar orqali tizim ishonchliligini oshirishning ikkita usuli mavjud:

1) umumiy ortiqchalik, bunda butun tizim ortiqcha bo'ladi;

2) tizimning alohida qismlari (elementlari) zaxiralangan alohida (element bo'yicha) ortiqcha.

Umumiy va alohida strukturaviy ortiqcha sxemalar mos ravishda 1-rasmda keltirilgan. 5.3 va 5.4, bu erda n - zanjirdagi ketma-ket elementlarning soni, m - har bir asosiy uchun (alohida ortiqcha bilan) zaxira davrlari (umumiy ortiqcha bilan) yoki zaxira elementlarning soni.

m=1 bo'lganda dublikatsiya, m=2 bo'lganda esa uch marta ko'payadi. Odatda, ular iloji boricha alohida zaxiradan foydalanishga intilishadi, chunki ishonchlilikni oshirish ko'pincha umumiy zaxiraga qaraganda ancha past xarajatlar bilan erishiladi.

Zaxira elementlarini kiritish usuliga qarab, doimiy rezervlash, o'rnini bosuvchi rezervatsiya va sirg'alib rezervlash o'rtasida farqlanadi.

Doimiy bron qilish - Bu zaxira elementlari asosiy elementlar bilan bir qatorda ob'ektning ishlashida ishtirok etadigan rezervatsiya. Asosiy element ishlamay qolsa, zaxira elementni faollashtirish uchun maxsus qurilmalar talab qilinmaydi, chunki u asosiy element bilan bir vaqtda ishga tushiriladi.

O'zgartirish orqali bron qilish - Bu ortiqcha bo'lib, unda asosiy elementning funktsiyalari faqat asosiy element ishlamay qolgandan keyin zaxiraga o'tkaziladi. O'zgartirish yo'li bilan ortiqcha bo'lganda, asosiy elementning ishdan chiqishini aniqlash va asosiydan zaxiraga o'tish uchun monitoring va kommutatsiya qurilmalari kerak bo'ladi.

Ro'yxatdan o'tish -- almashtirish yo'li bilan rezervlashning bir turi bo'lib, unda ob'ektning asosiy elementlari elementlar bilan zaxiralanadi, ularning har biri har qanday muvaffaqiyatsiz elementni o'zgartirishi mumkin.

Har ikkala bronlash turi (doimiy va almashtirish) ham o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega.

Doimiy bron qilishning afzalligi uning soddaligi, chunki bu holda monitoring va kommutatsiya qurilmalari talab qilinmaydi, bu butun tizimning ishonchliligini pasaytiradi va, eng muhimi, ishda uzilishlar yo'q. Doimiy ortiqcha ishlamay qolishning kamchiliklari asosiy elementlarning ishdan chiqishida zaxira elementlarning ishlash rejimini buzishdir.

Zaxirani almashtirish yo'li bilan yoqish quyidagi afzalliklarga ega: u zaxira elementlarning ish rejimini buzmaydi, zaxira elementlarning ishonchliligini ko'proq darajada saqlaydi va bir nechta ishchilar uchun bitta zahira elementidan foydalanishga imkon beradi (surma rezervatsiya bilan).

Zaxira elementlarning ishlash rejimiga qarab yuklangan (issiq) va tushirilmagan (sovuq) zaxira o'rtasida farqlanadi.

Yuklangan (issiq) zaxira energetika sanoatida u aylanuvchi yoki yoqilgan deb ham ataladi. Ushbu rejimda zaxira elementi asosiy bilan bir xil rejimda bo'ladi. Zaxira elementlarning resursi butun tizim ishga tushirilgan paytdan boshlab iste'mol qilina boshlaydi va bu holda zaxira elementlarning ishlamay qolish ehtimoli ular qaysi vaqtda ishga tushirilganiga bog'liq emas.

Yengil (issiq) zaxira zaxira elementi asosiyga qaraganda kamroq yuklangan rejimda ekanligi bilan tavsiflanadi. Shu sababli, zaxira elementlarning resursi ham butun tizim yoqilgan paytdan boshlab iste'mol qilina boshlasa ham, zaxira elementlarning resurs iste'moli ishlamay qolganlar o'rniga ishga tushirilgunga qadar ish sharoitlariga qaraganda ancha past bo'ladi. . Ushbu turdagi zaxira odatda bo'sh tezlikda ishlaydigan agregatlarga joylashtiriladi va shuning uchun bu holda, zaxira elementlarning resursi agregatlar yuk ko'targanda ish sharoitlariga nisbatan kamroq ishlatiladi. ushbu turdagi zahiradagi zaxira elementlari ularning ishga qo'shilish vaqtiga, shuningdek, ish va kutish sharoitida ularning ishlamay qolishi ehtimolini taqsimlash qonuniyatlari qanchalik farqlanishiga bog'liq bo'ladi.

Qachon yuksiz (sovuq) zaxira zaxira elementlari asosiylari o'rniga foydalanishga topshirilgan paytdan boshlab o'z resurslarini iste'mol qila boshlaydi. Energetika sohasida ushbu turdagi zaxira odatda ajratilgan birliklar tomonidan qo'llaniladi.

Parallel ulangan elementlarga ega tizimlar uchun ishonchlilik hisob-kitoblari ortiqcha usuliga bog'liq.

DOIMIY UMUMIY QO'SHISH BILAN TIZIM ISHONCHLIGI

Biz zahiralangan va zaxiralangan elementlar bir xil darajada ishonchli deb hisoblaymiz, ya'ni.
Va
. Qulaylik uchun, ushbu va keyingi bo'limlarda ishlamay qolish ehtimoli va alohida elementlarning nosozliklari paydo bo'lishi katta harflar bilan belgilanadi.

Ekvivalent sxemani (5.5-rasm) va (5.18) formulani hisobga olgan holda, m zaxira zanjirli tizimning ishdan chiqish ehtimolini quyidagicha hisoblash mumkin:

, (5.22)

Qayerda (t) - asosiy kontaktlarning zanglashiga olib kelishi ehtimoli;
– i-zaxira sxemasining ishdan chiqishi ehtimoli.

Shunga ko'ra, tizimning ishlamay qolishi ehtimoli

(5.23)

Formulaga muvofiq (5 8) bizda mavjud

(5.24)

Asosiy va zaxira zanjirlarning ishdan chiqishining teng ehtimoli bilan
(5 22) va (5 23) formulalar quyidagi shaklni oladi:

, (5.25)

(5.26)

Umumiy ortiqcha bilan o'rtacha tizim ish vaqti

(5.27)

Qayerda - tizimning ishlamay qolish darajasi;
, – (m+1) kontaktlarning zanglashiga olib kirish tezligi, – i-elementning ishdan chiqish darajasi

Ikki parallel zanjirli tizim (m=1) uchun (5.27) formula quyidagi shaklni oladi:

(5.28)

Umumiy holatda tizimni tiklashning o'rtacha vaqti formula bilan aniqlanadi

(5.29)

Qayerda – i-chi zanjirning o‘rtacha tiklanish vaqti.

Maxsus holat m=1 uchun (5.29) formula quyidagi shaklni oladi:

5.2-misol.

110/10 kV pasaytiruvchi transformator va kommutatsiya uskunalari bilan birga uzunligi l = 35 km bo'lgan bir zanjirli havo liniyasining 3 oy davomida ishlamay qolish ehtimolini, ishlamay qolish tezligini, o'rtacha vaqtni hisoblang. (5.6-rasm).

Ko'rib chiqilayotgan SESning ishonchlilik ekvivalent sxemasi ketma-ket tuzilishdir (5.7-rasm).

Elementlarning ishdan chiqish darajasi 3.2-jadvaldan olingan:

;

;

Formula (5.7) bo'yicha biz elektr ta'minoti sxemasining ishdan chiqish tezligini aniqlaymiz

Ushbu hisob-kitob shuni ko'rsatadiki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asosiy ta'sir havo liniyasining shikastlanishidir. Elektr ta'minoti zanjiridagi nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt

t=0,25 yil davomida sxemaning nosozliksiz ishlash ehtimoli

5.3-misol.

110/10 kV kuchlanishli pastga tushadigan transformator podstansiyasining ishonchlilik ko'rsatkichlari bitta transformatorli podstansiyaga nisbatan har ikkala transformatorning 6 oy davomida doimiy qo'shma ishlashi bilan qanchalik yuqori ekanligini aniqlang. Biz kommutatsiya qurilmasidagi nosozliklar va qasddan o'chirishlarni e'tiborsiz qoldiramiz.

Jadvaldan olingan dastlabki ma'lumotlar. 3.2 quyidagilar:

;

Bitta transformator uchun 6 oy davomida ishlamay qolish ehtimoli

Bitta transformatorning ishdan chiqishi orasidagi o'rtacha vaqt

(5.20) formula bo'yicha hisoblangan ikkita transformatorli podstansiyaning nosozliksiz ishlash ehtimoli:

Ikki transformatorli podstansiyaning nosozliklari orasidagi o'rtacha vaqt (5.28) formula bo'yicha hisoblanadi:

yillar

Ikki transformatorli podstansiyaning ishlamay qolish darajasi

Ikki transformatorli podstansiyaning o'rtacha tiklanish vaqti (qarang formula (5.30))

Natijalar tahlili shuni ko'rsatadiki, ikkita transformatorli podstansiyaning ishonchliligi bitta transformatorli podstansiyaning ishonchliligiga qaraganda ancha yuqori.

5.4-misol.

6 kV kuchlanishli kommutator uchastkasini ko'rib chiqamiz, undan 18 ta chiqish liniyalari quvvatlanadi (5.8-rasm).Qisqa tutashuvlar bilan birga bo'lgan kalitlarning ishdan chiqish darajasi qiymat bilan baholanadi. = 0,003
, bilan muvaffaqiyatsizlik darajasi

har bir ulanish uchun shinalar uchun qisqa tutashuvlar
(32-jadvalga qarang). Avtomatik uzatish kaliti (ATI) va uchastka uchun quvvatni saqlaydigan Q2 kalitining mutlaq ishonchliligini hisobga olgan holda, kommutatsiya moslamasining qisqa muddatli sotib olish intensivligini aniqlang.

Rezervatsiya usullarining tasnifi. Kerakli ishonchlilik darajasini va birinchi navbatda, etarli darajada ishonchli elementlarga ega bo'lmagan ob'ekt yoki elektr tizimining uzilishlarsiz ishlashini ta'minlashning asosiy vositalaridan biri ortiqcha.

ostida bron qilish uning bir yoki bir nechta elementlari ishdan chiqqan taqdirda elektr tizimining ish holatini saqlab qolish uchun qo'shimcha vositalar va imkoniyatlardan foydalanishni nazarda tutadi. Ortiqchalik - ishonchliligi tizimga kiritilgan elementlarning ishonchliligidan yuqori bo'lgan elektr tizimlarini yaratishning samarali usuli.

Rezervasyon qilishda ular bir-biridan farq qiladi muhim elementlar uning elementlarida nosozliklar bo'lmaganda tizimning kerakli funktsiyalarni bajarishi uchun zarur bo'lgan tuzilmalar va zaxira elementlar, asosiy elementlarning ishlamay qolganda funktsiyalarini bajarish uchun mo'ljallangan.

Zaxira elementlar sonining nisbati va boshqalar tizimlar ular zahiradagi asosiy elementlar soniga tomonidan, kamaytirilmagan kasr sifatida ifodalangan zaxira nisbati deyiladi

m p = n p / n o.

Zaxira nisbati birdan birgacha bo'lgan ortiqcha m r = 1/1 deb ataladi takrorlash.

Ortiqchalashtirishda qo'llaniladigan qo'shimcha vositalar va imkoniyatlarga tizim tuzilishiga zaxira sifatida qo'shilgan elementlar, funktsional va axborot vositalari va imkoniyatlaridan foydalanish, ortiqcha vaqt va yuk hajmining zaxiralaridan foydalanish kiradi. Shunga ko'ra, qo'shimcha mablag'lar turiga ko'ra, ular ajralib turadi strukturaviy ortiqcha ob'ekt strukturasining zaxira elementlaridan foydalanish, funktsional funktsional zaxiralardan foydalanish, axborot axborot zaxiralaridan foydalanish, vaqtinchalik vaqt zahiralaridan foydalanish va yuk yuk zahiralari yordamida (3.28-rasm).

ESda strukturaviy ortiqchalik ko'pincha qo'llaniladi, boshqa ortiqcha turlari ham qo'llaniladi. Shunday qilib, funktsional ortiqcha bilan, ba'zan avtomatlashtirish uskunasining ko'p funktsiyali elementlari qo'llaniladi va agar ular muvaffaqiyatsiz bo'lsa, ular ma'lum bir tizimda boshqa maqsadlarda ishlatilishi mumkin; funktsional zaxira ham turli xil ishlash usullari bilan, masalan, ma'lumot uzatish orqali amalga oshiriladi. tizimning qaysi elementlari ishlayotganligiga qarab turli yo'llar bilan. Axborotning ortiqchaligi ishlamay qolishi qayta ishlangan yoki uzatilgan maʼlumotlarning bir qismining yoʻqolishi yoki buzilishiga olib keladigan tizimlarda qoʻllaniladi. Vaqtinchalik rezervlash ob'ektning unumdorligini, uning elementlarining inertsiyasini oshirish va vaqt almashinuvi bilan individual operatsiyalarni takrorlash orqali amalga oshirilishi mumkin. Ortiqcha yuklanish elementlarning ularga ta'sir qiluvchi yuklarga bardosh berish qobiliyatining maqbul zaxiralarini ta'minlashda yoki tizimning ba'zi asosiy elementlarini ularga ta'sir qiluvchi yuklardan himoya qilish uchun tizimga qo'shimcha himoya yoki tushirish elementlarini kiritishda ifodalanadi.

Zaxirani yoqish usuliga asoslanib, doimiy va dinamik zaxira o'rtasida farqlanadi. Doimiy bron qilish uning elementi ishlamay qolganda tizim strukturasini qayta tuzilmasdan amalga oshiriladi va dinamik rezervlash- quyidagi hollarda tizim strukturasini qayta qurish bilan: uning elementi ishlamay qolganda.

Eng oddiy holatda, doimiy ortiqcha bilan elementlarning parallel yoki ketma-ket ulanishi kommutatsiya moslamalarisiz amalga oshiriladi va dinamik ortiqcha bilan elementlarning ishdan chiqishiga javob beradigan kommutatsiya qurilmalari talab qilinadi.

Dinamik ortiqcha ko'pincha ortiqcha bo'ladi almashtirish, unda asosiy elementning funktsiyalari faqat asosiy element ishlamay qolgandan keyin zaxiraga o'tkaziladi.

O'zgartirishning keng tarqalgan turi - rulonli ortiqcha bo'lib, bunda birlamchi tizim elementlari guruhi bir yoki bir nechta ortiqcha elementlar bilan ta'minlanadi, ularning har biri guruhdagi har qanday muvaffaqiyatsiz asosiy elementni almashtirishi mumkin.

Asosiy elementning ishdan chiqishiga qadar zaxira elementlarning ishlash tartibi farq qiladi yuklangan zahira(bir yoki bir nechta zaxira element asosiy element rejimida), yorug'lik zahirasi(bir yoki bir nechta zaxira elementlari asosiy elementga qaraganda kamroq yuklangan rejimda) va yuklanmagan zaxira(bir yoki bir nechta zaxira elementlar asosiy elementning funktsiyalarini bajarishni boshlashdan oldin yuklanmagan rejimda).

Zaxira elementlarini ishonchlilik darajasi bo'yicha ajratish uchun yuklangan engil va yuklanmagan zaxira tushunchalari qo'llaniladi. Yuklangan zahiraning elementlari ishonchlilik darajasiga (nosozliksiz ishlash, chidamlilik va saqlanish) ega, chunki ular zahiradagi ob'ektning asosiy elementlari bilan bir xil darajada iste'mol qilinadi. Yengil zaxira elementlari ishonchlilik darajasi yuqori, chunki zaxira elementlarning ishlamay qolganlar o'rniga yoqilgunga qadar resurslarni iste'mol qilish intensivligi asosiy elementlarga qaraganda ancha past. Yuklanmagan zahira bilan zaxira elementlarning resursi deyarli ishlamay qolgan elementlar o'rniga ular yoqilgan paytdan boshlab iste'mol qilina boshlaydi.

3.28-rasm. Rezervatsiya turlarini tasniflash sxemasi

Ob'ektni (ob'ektning elementini) zahiraga qo'yish usuliga ko'ra, umumiy va alohida rezervlash farqlanadi. Da umumiy bron qilish umuman ob'ekt zahiraga olinadi, bitta ob'ekt o'rniga bir xil turdagi yoki o'xshash funktsiyalarga ega ikki yoki undan ortiq ob'ektlarning bir vaqtning o'zida ishlashi ta'minlanadi. Usul oddiy va eng muhim tizimlarni zaxiralashda amaliyotda keng qo'llaniladi. Da alohida bron qilish Ortiqcha ob'ektning alohida elementlari yoki ularning guruhlari bo'lib, ular odatda ob'ektga o'rnatiladi; tizimning alohida elementlari ham, uning juda katta qismlari ham (bloklar) alohida ajratilishi mumkin.

Dinamik ortiqchalik alohida va umumiy bo'lishi mumkin va zaxira elementlardan nafaqat yuklangan, balki engil va tushirilmagan zaxiralarda ham foydalanishga imkon beradi, bu zaxira elementlarning resurslarini tejashga, butun elektr tizimining ishonchliligini oshirishga va energiya sarfini kamaytirishga imkon beradi. .

O'zgartirish yo'li bilan ortiqcha bo'lganda, kam xarajat bilan tizimning kerakli ishonchliligini ta'minlash va uning og'irligi va o'lchamlarini biroz oshirish uchun toymasin ortiqcha foydalanish mumkin.

O'zgartirish yo'li bilan dinamik zaxiralashning kamchiliklari zaxira elementlariga o'tishda kommutatsiya qurilmalari va ishdagi uzilishlar zarurati, shuningdek, butun ortiqcha tizimning ishonchliligini pasaytiradigan muvaffaqiyatsiz element yoki blokni qidirish tizimini o'z ichiga oladi. Murakkab elektr tizimlarining juda katta funktsional birliklari va bloklarini zaxiralash uchun almashtirish orqali zaxiradan foydalanish tavsiya etiladi.

Elementlarning asosiylari bilan doimiy ulanishini o'z ichiga olgan doimiy ortiqcha, oddiy, kommutatsiya qurilmalari kerak emas. Agar asosiy element ishlamay qolsa, tizim uzilishlarsiz va o'zgarishsiz normal ishlashni davom ettiradi. Doimiy zaxiralashning kamchiliklari - zaxira elementlarning resurslarini ko'paytirish va elementlar ishlamay qolganda ortiqcha tugun parametrlarining o'zgarishi.

Doimiy ortiqcha ishda qisqa muddatli uzilishlar ham qabul qilinishi mumkin bo'lmagan muhim tizimlarda va nisbatan kichik elementlarni - ESA elektron jihozlarining bloklari, bloklari va elementlarini (rezistorlar, kondansatörler, diodlar va boshqalar) zaxiralashda qo'llaniladi.

ESAga kiritilgan elektr va radio elementlarning ortiqcha bo'lishi, ularning ishlamay qolishi o'ta xavfli oqibatlarga olib kelishi ham qisqa tutashuvlar, ham elementlarning uzilishlari ehtimolini hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Element uzilishlarida ortiqchalik ularni parallel ravishda ulash orqali, qisqa tutashuvlarda esa - elementlarni ketma-ket ulash orqali amalga oshiriladi, bu element ishlamay qolgan deb faraz qilinadi, lekin u bilan ketma-ket ulangan boshqa elementlarning elektr davri buzilmaydi. Masalan, qisqa tutashuv (SC), ochiq tutashuv yoki qisqa tutashuv va ochiq tutashuv natijasida ishlamay qolganda yuklangan zahiraga ega bo'lgan diodaning doimiy alohida zaxirasi mos ravishda zaxira diodlarni ketma-ket, parallel ravishda yoqish orqali amalga oshiriladi. va asosiyga ketma-ket parallel (3.29-rasm, a, c).

Umumiy doimiy rektifikator ortiqcha UD yuklangan zahira zahiraning parallel ulanishi orqali amalga oshiriladi va diodlar zaxira rektifikatorning oqimining muvaffaqiyatsiz bo'lganining chiqish pallasida oqib ketishini oldini olish uchun ishlatiladi (3.29-rasm, G). Yuklanmagan zahiraga ega rektifikatorning umumiy zaxirasi qurilma yordamida amalga oshiriladi A kommutatsiya, u nosozlik haqida CO signalini qabul qiladi va boshqaruv signalini DCni kalitga etkazib beradi QW muvaffaqiyatsiz rektifikatorni o'chiring va zaxira nusxasini yoqing (3.29-rasm, d).

Doimiy bron qilish. Bunday zaxiralash asosiy element (tizim) bilan bir xil funktsiyalarni bajaradigan bir yoki bir nechta zaxiraning asosiy elementiga (tizimiga) parallel yoki ketma-ket ulanish orqali amalga oshirilishi mumkin. Bunday ortiqcha, masalan, generatorlar, kompyuterlar, ESA birliklari, rezistorlar va boshqalarning parallel ishlashi paytida, shuningdek, diodlar, uzilish kontaktlari, kondansatörler va boshqalarni ketma-ket ulashda amalga oshiriladi. d.

Doimiy zaxiraga ega elektr tizimlari muvaffaqiyatsiz elementlar butun tizimning ishlashiga ta'sir qilmasligi uchun ishlab chiqariladi. Haddan tashqari holatlarda doimiy ortiqcha bo'lgan elementlarning ishdan chiqishining oqibatlari quyidagilar bo'lishi mumkin: qisqa tutashuv yoki bir yoki bir nechta elementlarning uzilishi, bu tizimni loyihalashda hisobga olinishi kerak. Buning uchun cheklovchi qarshiliklar kiritiladi,

Guruch. 3.29. Strukturaviy ishdan bo'shatishning odatiy sxemalari:

a B C - diod VD mos ravishda, qisqa tutashuv, ochiq tutashuv, qisqa tutashuv va ochiq tutashuv kabi nosozliklar bo'lsa;

g, d - rektifikator UD mos ravishda yuklangan va tushirilgan zahira bilan

bo'linuvchi transformatorlar, shuningdek, tizimning individual parametrlarining tolerantliklarini oshirish va boshqalar.

Doimiy bron yuklangan zahirani nazarda tutadi va umumiy yoki alohida bo'lishi mumkin; Blok-sxemada ishonchlilikni hisoblash uchun asosiy va zaxira elementlar parallel ravishda ulanadi (3.30-rasm).

Guruch. 3.30. Umumiy (a) va alohida (b) doimiy bron qilish sxemalari

Umumiy zaxiraga ega elektr tizimi (3.30-rasm, a) agar ulardan kamida bittasi ishlayotgan bo'lsa, normal ishlaydi. t+1 ketma-ket ulangan elementlardan tashkil topgan parallel sxemalar. bilan har bir i-chi sxemaning nosozliksiz ishlash ehtimoli P vaqt bo'yicha (3.68) ni hisobga olgan holda ketma-ket bog'langan elementlar t(yozuvlarni soddalashtirish uchun vaqt kelajakda ko'rsatilmaydi)

P i =(3.95)

Qayerda R ij- i-chi sxemaning j- elementining nosozliksiz ishlash ehtimoli. m + 1 parallel zanjirlarning umumiy zaxirasi bo'lgan tizimning nosozliksiz ishlash ehtimoli (3.72) va (3.95) hisobga olingan holda topiladi:

R s.o = (3.96)

Barcha elementlarning teng ishonchliligi bilan R ij = R e, formula (3.96) shaklni oladi

P s.o = 1 - (1 - P e n) m +1. (3,97)

Elektr tizimining uzluksiz ishlashining ma'lum bir ehtimoli uchun s.o(3.97) asosida kerakli qiymatni aniqlashimiz mumkin T, bunda s.o = R s.o sharti qanoatlansa, ya'ni.

t o =

P e = exp(-) tizimi elementlari uchun eksponensial taqsimot qonuni bilan l e t) nosozliksiz ishlash ehtimoli (3.97) va tizimning ishlamay qolishining o'rtacha vaqti formulalar bo'yicha aniqlanadi.

P s.o (t) = 1 - m +1;

qaerda = pl e - dan kontaktlarning zanglashiga olib kirish tezligi P elementlar; T av = 1/ - bitta kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'rtacha vaqti.

Alohida ortiqcha bo'lgan shamol fermasi tizimning alohida bo'limlarida zaxira elementlarning doimiy kiritilishini nazarda tutadi (3.30.6-rasm).

Alohida ortiqcha tizim elementining ishlamay qolishi ehtimoli

va alohida ortiqcha bilan butun tizim

(3.99)

Barcha elementlarning teng ishonchliligi bilan (3.99) shaklni oladi

R s.r = n, (3.100)

bu erdan tizimning nosozliksiz ishlashining ma'lum ehtimolligi uchun tegishli qiymat aniqlanadi

Teng ishonchli elementlarning eksponensial taqsimot qonuni bilan P e = exp (-l e t), nosozliksiz ishlash ehtimoli.

R s.r (t) = (1 - m +1 ) n (3.101)

va tizimning ishlamay qolishi uchun o'rtacha vaqt

Qayerda v i = (i + 1) /(m + 1); l = l e.

Ortiqchalik natijasida ES ishonchliligining oshishi asosiy ortiqcha bo'lmagan tizimning ishdan chiqish ehtimoli nisbati bilan baholanishi mumkin.

va ortiqcha tizim

Asosiy va zaxira tizimlarining teng ishonchliligi bilan

g pe z = l/Q i m = l/Q o m.

Olingan nisbatdan muhim xulosa kelib chiqadi: tizimning ishlamay qolish ehtimoli qanchalik katta bo'lsa (uning ishonchliligi qanchalik kam bo'lsa), ortiqcha ta'siri shunchalik kam bo'ladi. Bu xulosadan, ba'zan chaqiriladi rezervlash paradoksi, quyidagicha xulosa qilishimiz mumkin:

ortiqcha bo'lish ehtimoli ortiqcha elementlar va tizimlarning ishonchliligini oshirish vazifasini olib tashlamaydi;

Umumiy tizimning ortiqcha bo'lishi, boshqa narsalar teng bo'lsa, alohida tizimga qaraganda kamroq foydalidir, chunki tizimning bir qismining ishdan chiqishi ehtimoli butun tizimning ishdan chiqishi ehtimolidan kamroq.

Eksponensial taqsimot qonuniga ko'ra, ishlamay qolish vaqti, ortiqcha tizimning ishdan chiqish ehtimoli

Q p (t)=Q o m+1 (t)= m+l ,

Bu erda l o = const - bitta ortiqcha tizimning ishdan chiqish darajasi.

Amalda odatda l o t< 0,1 тогда

Q o (t)≈ l o t = t/T cp Va

Q P (t) ≈ (l o t) m +1 = (t/T cp) m +1,

Bu erda T av =1/l o - ortiqcha tizimning ishdan chiqishiga qadar o'rtacha vaqt.

Yuqoridagi nisbatlarni hisobga olgan holda, bron qilishdan olingan daromad shaklda ifodalanishi mumkin

g res ≈ (T avg / t) m.

Bundan kelib chiqadiki, bron qilishdan olinadigan daromad talab qilinadigan vaqt ortishi bilan kamayadi t tizimning ishlashi.

Ortiqcha ES ning ishonchliligiga asosiy yoki zaxira tizimlarning (sxemalarning) ishdan chiqqandan so'ng darhol tiklanishi katta ta'sir ko'rsatadi. Barqaror holatda ishlashda, o'rtacha tiklanish vaqti bilan kontaktlarning zanglashiga olib kelishi ehtimoli Tv. av va muvaffaqiyatsizliklar orasidagi o'rtacha vaqt Bu ixtiyoriy vaqtda (uning maqsadli ishlatilishi ko'zda tutilmagan rejalashtirilgan davrlar bundan mustasno) sxemaning mavjudligi omilini ifodalaydi.

TO g =

chunki ko'pgina amaliy muammolarda T v.sr /T o<< 1.

Shunga ko'ra, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi ehtimoli ishlamay qolish ehtimoli sifatida aniqlanishi mumkin

Q o (t) = 1 - K T ≈ T c. qarang /T o .

Keyin asosiy yoki zaxira tizimlarining ishdan chiqishidan so'ng darhol tiklanish bilan ortiqcha ESning ishonchliligini oshirish

g pe z = l/Q o m ≈ (T o /T in. s p) m ≈ konst.

Ko'rib turganingizdek, qayta tiklash bilan ortiqcha va qayta tiklanmasdan ortiqcha o'rtasidagi sifat farqi shundaki, qayta tiklashda kesish birinchi taxminga qadar ish vaqtiga bog'liq emas. t. Binobarin, talab qilinadigan ish vaqtining ortishi bilan qayta tiklash bilan ortiqcha ishlarning foydasi qayta tiklanmasdan ortiqcha ishlashga nisbatan ortadi. t. Shu bilan birga, shuni yodda tutish kerakki, nosozlikdan so'ng darhol tiklanish doimiy monitoring bilan amalga oshirilishi mumkin, uning texnik vositalarining ishdan chiqish ehtimoli kuzatilayotgan tizimga qaraganda ancha past bo'lishi kerak.

ESning ishonchliligini oshirish nuqtai nazaridan alohida ortiqcha, ayniqsa katta n (3.31-rasm) ko'proq samaralidir. Bu umumiy ortiqcha bo'lgan tizimning ishlamay qolishi uchun har bir kontaktlarning zanglashiga olib boradigan bitta elementining ishdan chiqishi, alohida ortiqcha bo'lsa, har qanday guruhdagi barcha elementlarning ishdan chiqishi etarli ekanligi bilan izohlanadi.

Amaliy qiziqish - elektr tizimining ishonchliligini oshirishning oqilona usulini tanlash masalasi: ortiqcha foydalanish yoki yuqori ishonchli elementlarni tanlash. Agar vazn, o'lcham va narx nuqtai nazaridan ikkala yo'l ham bir xil bo'lsa, bu masalani hal qilishda tizimning uzluksiz ishlashining talab qilinadigan davomiyligi eng muhimi. t.

Vaqtning ta'siri t muammosiz ishlash uchun P c. p(t) Yuklangan zahiraga ega bo'lgan ikkita bir xil bloklarning ES ni m = 1 va n = 1 bo'lgan (3.98) formulalar yordamida aniqlash mumkin:

R s.r (t) = 2 tushuntirish (-t/T oʻrtacha b)- eks (-2t/T cp. 6);

T o'rtacha = 1,5 T o'rtacha. b, (3.103)

Guruch. 3.31. Umumiy (1) va alohida bo'lgan elektr tizimlarining ishlamay qolishi ehtimolining bog'liqligi (2) ortiqchalik ketma-ket elementlarning turli soniga ega bo'lgan zaxira elementlarning soniga bog'liq

Guruch. 3.32. Yuklangan zaxira (1) va blokning ishonchliligi oshishi bilan tizimning o'z vaqtida ishlamay qolish ehtimoliga bog'liqligi (2)

bu erda T avg.b = 1/l 6 - bir birlikning ishdan chiqishiga qadar o'rtacha vaqt; l b- ortiqcha tizimning bir birligining ishdan chiqish darajasi.

Ishonchliligi yuqori bo'lgan bir birlikning ortiqcha bo'lmagan elektr tizimi uchun bir xil o'rtacha ishlamay qolish vaqti bilan T chorshanba, ortiqcha tizim kabi (3.103), nosozliksiz ishlash ehtimoli bo'ladi

P sn (t) = exp[- t/(1,5T av. b)]. (3.104)

(3.103) va (3.104) bog'liqliklar shuni ko'rsatadiki, ortiqcha ish t tizimning dastlabki davrida birlikning ishonchliligini to'g'ridan-to'g'ri oshirishdan ko'ra samaraliroqdir.< 2Т ср.б, при t >> 2T c r.b., aksincha, blokning ishonchliligini oshirish samaraliroq (3.32-rasm).

O'zaro ortiqcha elementlarning doimiy ketma-ket parallel ulanishi qisqa tutashuvlar va ochiq tutashuvlar kabi nosozliklar mumkin bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Misol uchun, kondansatör ochiq tutashuv natijasida sig'imning yo'qolishi yoki qisqa tutashuv tufayli buzilish tufayli ishlamay qolishi mumkin; o'rni kontaktlari ularning oksidlanishi (buzilishi) yoki "payvandlash" yoki "yopishqoqlik" (SC) va boshqalar tufayli muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin (3.7-jadvalga qarang).

Ochiq tutashuvlar va qisqa tutashuvlar kabi nosozliklar ehtimolini hisobga olgan holda, ko'p hollarda to'rtta o'zaro ortiqcha elementlarning doimiy ketma-ket parallel ulanishi qo'llaniladi (3.33-rasm). Qisqa tutashuv elementining nosozliklari ustunlik qilganda

Q qisqa (t) > Q o 6 (t),

Guruch. 3.33. Muvaffaqiyatsiz ketma-ketlikdagi o'zaro ortiqcha elementlarning parallel ulanishi, asosan: qisqa tutashuv turi. (A) va jarlik (b)

bu yerda Q kz (t) va Q o 6 (t) - qisqa tutashuv tipidagi elementning ishdan chiqishi va uzilish ehtimoli, mos ravishda o'tkazgichsiz ketma-ket parallel kommutatsiya davrlari qo'llaniladi (3.33-rasm, a) va uzilish tipidagi nosozliklar ustunlik qilganda

Q qisqa (t)< Q об (t) -

Jumperli ketma-ket parallel sxemalar (3.33-rasm, b).

Ochiq Q r.b.(t) va qisqa tutashuv turi kabi nosozliklar yuzaga kelganda ortiqcha zanjirning ishdan chiqishi ehtimoli. Q r.kz (t) talab qilinadigan operatsiya muddati uchun t elementning ishdan chiqish ehtimolining funksiyasidir Q qisqa (t) Va Q o b (t) va foydalanilgan ortiqcha sxemaga va nosozlik turiga bog'liq (3.13-jadval).

Jadvalda keltirilganlardan. 3.13 munosabatlardan kelib chiqadiki, zanjir elementining ishdan chiqish ehtimoli oshgani sayin ketma-ket parallel ortiqchalikning samaradorligi g res kamayadi. Muayyan kritik qiymatda Q qisqa (t) yoki Q haqida (t) ortiqcha zanjirning ishdan chiqish ehtimoli bir elementning ishdan chiqishi ehtimolidan katta bo'ladi, keyin ketma-ket parallel ortiqcha foydalanish amaliy bo'lmaydi. Elementlarning ishonchliligi to'g'risidagi aprior ma'lumotlarning ishonchliligi va aniqligini hisobga olgan holda, odatda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementining ishdan chiqish ehtimoli Q qisqa bo'lgan hollarda ketma-ket parallel ortiqcha foydalanish tavsiya etiladi ( t) 0,l va Q o 6 (t) 0,l.

3.13-jadval.

Seriya-parallel ulanish uchun dizayn nisbatlari

to'rt element

Guruch. 3.34. Umumiy (a) va alohida (b) dinamik rezervlash sxemalari

kommutatsiya qurilmalari bilan

Dinamik bron qilish. Bunday ortiqcha bilan, agar zaxirani yoqish uchun zarur bo'lgan ES ishidagi uzilishlar maqbul bo'lsa va zaxirani ulash uchun qo'shimcha elementlar - kommutatsiya moslamalaridan foydalanish zarurati tug'ilsa, engil yoki yuklanmagan zaxiradan foydalanish mumkin bo'ladi. Zaxira elementlarni yoqish qo'lda yoki avtomatik ravishda amalga oshirilishi mumkin, kommutatsiya moslamalari elektr tizimining parallel ulangan elementlari yoki sxemalari (bloklari) uchun alohida yoki umumiy bo'lishi mumkin (3.34-rasm).

Agar biz kommutatsiya qurilmalarining ta'sirini e'tiborsiz qoldiradigan bo'lsak va ularni mutlaqo ishonchli deb hisoblasak, u holda yuklangan zaxira bilan dinamik ortiqcha bo'lgan ESning ishonchliligi doimiy yoqilgan zaxiraga ega tizimning ishonchliligiga teng bo'ladi. Engil vaznli va yuklanmagan zahiralarda dinamik ortiqcha tizim ishonchliligini oshiradi.

Zaxira yuklangan tizimlar uchun kommutatsiya qurilmalarining ishonchliligining ortiqcha tizimning ishonchliligiga ta'siri oddiygina hisobga olinadi.

Oddiy rejimda umumiy ortiqcha va yuklangan ortiqcha bilan WPP, barcha kalitlar yoqilgan, asosiy va zaxira zanjirlar yoqilgan P elementlar yuk ostida. Agar asosiy sxema muvaffaqiyatsiz bo'lsa, K ni almashtiring . uni o'chiradi; birinchi zaxira sxemasi ishlamay qolsa, u K1 kaliti va boshqalar bilan o'chiriladi.

Tizimning ishlamay qolishi asosiy va barcha zaxira sxemalardan iborat bo'lganda yuzaga keladi P elementlar va kalit TO har biri. Kommutatorlar va tizim elementlari mustaqil ravishda ishlamay qolgan deb faraz qilsak, biz bitta kontaktlarning zanglashiga olib ishlamay qolish ehtimolini topishimiz mumkin. P elementlar

va m + 1 bunday parallel davrlarning butun tizimining ishlamay qolish ehtimoli

R s.o = ,(3.105)

Qayerda Pki- i-chi kontaktlarning zanglashiga olib keluvchi to'xtatuvchining ishlamay qolishi ehtimoli.

Hamma uchun bir xil ishonchlilik bilan P elementlar R e va kalitlarning teng ishonchliligi P k, formula (3.105) shaklni oladi

P s.o = 1 - (1 - P k P e n) m +1. (3.106)

(3.106) dan berilgan qiymat uchun R s.o = zaxira zanjirlar sonining kerakli qiymatini toping.

Elementlar uchun eksponensial taqsimot qonuni bilan P e = exp(- l e t) va kalitlari P k = exp(- l k t) tizimlar, o'rtacha ishlamay qolish vaqti va tizimning ishlamay qolish ehtimoli (3.98) formulalar bo'yicha aniqlanadi, bunda sxemaning ishdan chiqish darajasi formula bo'yicha hisoblanadi.

Alohida ortiqcha va yuklangan ortiqcha bilan WPP, barcha kalitlar TO tizim ishlashining dastlabki davrida ular yoqiladi, agar biron bir asosiy yoki zaxira element ishlamay qolsa, tegishli kalit bu muvaffaqiyatsiz elementni o'chiradi. Har qanday asosiy element j (yoki uning kaliti K) va uning barcha ortiqcha elementlari ishlamay qolganda tizimning ishdan chiqishi sodir bo'ladi i(yoki ularning barcha kalitlari K i).

Kalitlarning ishlamay qolishi ehtimolini hisobga olgan holda alohida zaxira bilan butun tizimning ishlamay qolish ehtimoli.

(3.107)

Bir xil ishonchli elementlar va kalitlarga ega tizim uchun (3.107) ifoda shaklni oladi

R s.r = n. (3.108)

l e = const elementlari va l k = const kalitlari uchun eksponensial taqsimot qonuni bilan T av.r va P a.r. qiymatlari (3.101) va (3.102) formulalar yordamida hisoblanadi, bu holda ular qabul qilinadi.

l = l e + l k.

Olingan formulalardan ko'rinib turibdiki, K kommutatsiya qurilmalari mavjudligi sababli yuklangan zahiraga ega dinamik ortiqcha bilan tizimning ishonchliligi ko'rsatkichlari doimiy ortiqcha bilan solishtirganda pastroq. Tizim ishidagi uzilishlar qabul qilinishi mumkin bo'lmagan va ortiqcha tizimning ish rejimida keskin o'zgarishlar bo'lmasligi uchun ishlamay qolgan element (tizim) o'chirilishi kerak bo'lgan hollarda yuklangan zahira bilan dinamik zaxiradan foydalanish tavsiya etiladi.

3.34-rasmda keltirilgan tizimlarning nosozliksiz ishlash ehtimolini aniqlaydigan formulalar (3.106) va (3.108) yordamida hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, elementlarning bir xil ishonchliligi va kalitlarning bir xil darajada yuqori ishonchliligi bilan bir xilda qiymatlar P Va T alohida ortiqcha va har bir elementdagi kalitga ega bo'lgan ESning nosozliksiz ishlash ehtimoli umumiy ortiqcha va har bir zanjirdagi kalitga ega bo'lgan ESga qaraganda yuqori.

Shunday qilib, alohida rezervlash umumiy bron qilishdan ko'ra samaraliroq va dinamik rezervlashda.

Dinamik zahiraning samaradorligi yuklanmagan yoki engil zaxira bilan almashtirish shaklida amalga oshirilganda ortadi. Yuklanmagan zahiraga almashtirish yo'li bilan bron qilish quyida ko'rib chiqiladi; Ko'rinib turibdiki, engil zaxiraga ega ishonchlilik ko'rsatkichlari yuklangan va tushirilmagan zaxiraga ega bo'lganlar o'rtasida oraliq qiymatlarga ega bo'ladi.

Umumiy ortiqcha va yuksiz kutish rejimiga ega bo'lgan ortiqcha tizimda birinchi navbatda to'xtatuvchisi bilan asosiy sxema ishlaydi. TO(3.34-rasm, A), agar u muvaffaqiyatsiz bo'lsa, uning o'rniga kalit bilan yoqiladi K i zaxira sxemalaridan biri. Endi bunday almashtirishlar bo'lishi mumkin emas T;(m+1)-nosozlik butun tizimning ishlamay qolishiga olib keladi.

Tahlilni soddalashtirish uchun P ij (t) = exp(-l) elementlari uchun eksponensial taqsimot qonuniga ega tizimni ko‘rib chiqamiz. j t) va kalitlar Pki(t)= Exp(- l ki t). Keyin bitta kontaktlarning zanglashiga olib ishlamay qolish ehtimoli P kalitli elementlar

P i (t) = (3,109)

qayerda l i = l j n + l k - ortiqcha tizimning i-chi sxemasining ishdan chiqish darajasi.

(3.109) ni hisobga olgan holda i-chi sxemaning ishdan chiqishiga qadar o'rtacha vaqt bo'ladi

T avg. i =

Har bir intervalda t i Faqat bitta sxema ishlaydi va muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin, shuning uchun butun tizimning o'rtacha ishlamay qolish vaqti bo'ladi

Tcp. o = T cp. i(m+1). (3.110)

Vaqt o'tishi bilan yuklanmagan zahiraga ega bo'lgan ortiqcha ESning nosozliksiz ishlash ehtimoli t Agar bitta sxema ishlamay qolsa, zaxira zanjirlardan biriga bir zumda o'tish borligi va tizimning ishlamay qolishi asosiy kontaktlarning zanglashiga olib kelganidan keyin sodir bo'lishini taxmin qilish mumkin. T zaxira zanjirlar. Keyin bitta zanjirning ehtimoli P elementlar va kalit TO, vaqt o'tishi bilan muvaffaqiyatsizlik darajasi l i t ztimes muvaffaqiyatsiz bo'ladi (uni zaxira bilan almashtirish imkoniyatini hisobga olgan holda), Puasson qonuni bilan aniqlanishi mumkin.

P z (t) = (l i t) z /z! exp(-l i t), (3.111)

Qayerda l i t- vaqt o'tishi bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'rtacha soni t.

Vaqt o'tishi bilan butun tizim ortiqcha t Agar shu vaqt ichida quyidagi nomuvofiq hodisalardan kamida bittasi ro'y bersa, u muvaffaqiyatsiz ishlaydi: C o - tizimning barcha sxemalari nosozliksiz ishlagan; C 1 - bitta sxema muvaffaqiyatsiz tugadi, C z - rad etdi z zanjirlar (t+1); S t - rad etdi T zanjirlar (m+1).

Shunday qilib, butun ortiqcha tizimning ishlamay qolishi ehtimoli (3.111) ni hisobga olgan holda C mos kelmaydigan hodisalarning to'liq guruhining ehtimolliklarini qo'shish teoremasi bo'yicha aniqlanadi.

R s.o (t) = (3.112)

Olingan formulalarni (3.110) va (3.112) yuklangan zaxira uchun mos formulalar bilan taqqoslashdan kelib chiqadiki, yuklanmagan zahira bilan ishlamay qolish ehtimoli va buzilishning o'rtacha vaqti ortadi.

Shu bilan birga, kommutatsiya moslamalari va yordamchi uskunalar mavjudligi sababli bunday ortiqcha ishlamay qolish uchun o'rtacha vaqtni kattalik tartibidan ko'proq oshirishga erishish deyarli mumkin emas. Ortiqcha elementlar (birliklar, tizimlar) sonining ko'payishi bilan yordamchi uskunalarning og'irligi, o'lchamlari va narxi ortiqcha ish paytida erishiladigan ishonchlilik darajasini sezilarli darajada cheklaydi, bu esa amalda m ≤ 2 ... 3 bilan ortiqcha foydalanishga imkon beradi.

Agar ES bir xil elementlar guruhlaridan iborat bo'lsa, unda bir yoki bir nechta zaxira elementlar (bloklar) bo'lganda, almashtirish yo'li bilan toymasin rezervatsiyadan foydalanish tavsiya etiladi. T tizimlar tizimning har qanday muvaffaqiyatsiz asosiy elementlarini (bloklarini) almashtirishi mumkin (3.35-rasm).

Guruch. 3.35. Rolling bron qilish sxemasi

Agar siljish zaxirasi yuklanmagan zaxira bilan bo'lsa, elementlarning nosozliklari mustaqil va eksponent taqsimotga ega bo'lsa, muvaffaqiyatsiz elementni qidirish va uning o'rniga zaxira elementni yoqish (kalit) qurilmasi mutlaqo ishonchli bo'lsa, u holda ishlamay qolish ehtimoli. t vaqt davomida tizimning, ya'ni bu vaqt ichida ishdan chiqish ehtimoli ortiq emas T elementlar Puasson qonuniga ko'ra (3.112) ga o'xshash tarzda aniqlanadi.

P c. c(t)= (3.113)

Qayerda l e - elementning ishdan chiqish darajasi.

Tizimning ishdan chiqishiga qadar bo'lgan o'rtacha vaqt, ya'ni (m+1) nosozlik paydo bo'lish vaqtining matematik taxmini odatiy tarzda aniqlanadi:

T av.s =1/(pl e)+t/(pl e) = (t+1)(pl e).(3.114)

Elektr tizimining surma zaxirasining samaradorligini (3.113) va (3.114) to'g'ri keladigan bog'liqliklarga ega bo'lgan tizim uchun (3.114) bog'liqliklarni P c = exp (-) solishtirish orqali baholash mumkin. yo'q) Va T av =1/(nl e) ortiqcha bo'lmagan tizim uchun

(t) = P c . c (t)/P c (t) = 1+ nl e t + (nl e t) 2 /2! + . . .+ (nl e t) m /m!;

(t) = T cp. c /T cp = (m+1).(3.115)

(3.115) dan kelib chiqadiki, ishlamay qolish ehtimoli va ESning ishdan chiqishiga qadar bo'lgan o'rtacha vaqtni oshirish nuqtai nazaridan, mos keladigan ortiqcha bo'lmagan tizimga nisbatan surma zaxirasining samaradorligi oshadi. zaxira elementlarning soni, tizimning ishlash vaqtining ko'payishi va tizimning zaxiralangan asosiy elementlari (bloklari) soni.

Rolling ortiqcha iqtisodiy jihatdan foydaliroq bo'lishi mumkin, chunki u asosiy elementlarga qaraganda kamroq zaxira elementlar bilan amalga oshiriladi.

Optimal ortiqcha. ES ortiqchaligini amaliy amalga oshirishda optimal zaxiralash muammosi paydo bo'ladi, ya'ni tizimning kerakli ishonchliligini eng kam xarajat bilan ta'minlash.

ESning zahira elementlari (bloklari) soni va nomenklaturasi optimal rezervlash muammosining quyidagi ikkita formulasi asosida aniqlanishi mumkin:

1) tizimning ishlamay qolishi ehtimoli minimal xarajatlar bilan ta'minlanishi kerak Mi n bilan elementlarni zaxiralash uchun, ya'ni C min da;

2) zaxira elementlari uchun berilgan xarajatlar uchun R s tizimining ishlamay qolishi mumkin bo'lgan maksimal ehtimolini ta'minlash kerak. m ah, ya'ni R s da. m ah.

Ikkala masalani hal qilish uchun birinchi navbatda tizimning ortiqcha elementlari (bo'limlari) sonini aniqlang, har bir bo'lim va butun tizimning nosozliksiz ishlash ehtimolini hisoblang va har bir bo'limning narxini aniqlang.

Keyin birinchi masalani yechish uchun C = funksiyaning minimumini topish kerak shartiga ko'ra P s = Qayerda BILAN - ortiqcha tizimning narxi, C i - tizimning i-bo'limining bitta zaxira elementining narxi; C 0 i - tizimning i-bo'limining boshlang'ich qiymati; m i - i-bo'limdagi zaxira elementlar soni; P i (m i) - m i -zaxira elementlari bo'lsa, tizimning i-bo'limining nosozliksiz ishlash ehtimoli.

Optimal ortiqchalik haqidagi ikkinchi masalani yechish shart bo‘yicha R s = funksiyaning maksimalini topishga to‘g‘ri keladi C =

Optimal ortiqcha ESni hisoblash ko'p bosqichli jarayondir. Birinchi bosqichda biz shunday rezervlash bo'limini topamiz, unga bitta zaxira bo'limi qo'shiladi, unga tizim birligining narxi bo'yicha ishlamay qolish ehtimolini eng katta oshiradi. Ikkinchi bosqichda keyingi bo'lim aniqlanadi (shu jumladan, avvaldan ajratilgan bo'lim), unga bitta zaxira bo'limi qo'shiladi, unga tizimning nosozliksiz ishlashi ehtimolini eng katta oshiradi va hokazo. Hisoblash jadval shaklida amalga oshiriladi; hisoblash bu bosqichda to'xtaydi

M =, birinchi topshiriqning sharti bajarilganda P c (M-1)< (М), а для второй задачи - С(М)

Mavjud bronlash usullarining tasnifi rasmda keltirilgan.

Rezervasyon

Yuqorida ortiqchalik turlarining mohiyatini bayon qildik. E'tibor bering, hozirgi vaqtda tizimli ortiqcha texnik tizimlarda eng keng tarqalgan.

Strukturaviy ortiqchalikning mohiyati shundan iboratki, asosiy elementga bir yoki bir nechta qo'shimcha (zaxira) elementlar biriktirilgan (ya'ni, belgilangan funktsiyalarni bajarish uchun zarur bo'lgan minimal), asosiy element buzilgan taqdirda ob'ektning ishlashini ta'minlash uchun mo'ljallangan. element).

Rezervasyon hajmiga qarab quyidagi turlar ajratiladi:

• - umumiy, butun ob'ektni bron qilishni nazarda tutuvchi
• - alohida elementlar yoki ularning guruhlari ajratilgan alohida
• - aralash, har xil rezervlash turlarini birlashtirgan.

Zaxira, xuddi texnik tizimlar kabi, tiklanishi yoki tiklanmasligi mumkin. Ulardan birinchisi xizmat ko'rsatilayotgan tizimlarda qo'llaniladi va uni qayta tiklash strategiyasi tizim xavfsizligi ma'lum darajadan pastga tushmasligi uchun tuzilgan. Xizmat ko'rsatilayotgan tizimlarda (qaytib olinmaydigan kosmik kemalar, avtomatik ob-havo stantsiyalari va boshqalar) qo'riqxona, qoida tariqasida, to'liq ishlatiladi va uni qayta tiklash mumkin emas.

Ortiqcha elementlar turli rejimlarda bo'lishi mumkin:

Yuklangan, engillashtirilgan va tushirilgan.

Yuklanmagan rejimda ortiqcha elementlar asosiy element bilan bir xil holatda bo'ladi, ya'ni barcha elementlar bir vaqtning o'zida bir xil sharoitda ishlaydi.

Yorug'lik zahirasi rejimi zaxira elementlarning yuki asosiy elementdan kamroq ekanligini anglatadi.

Yuklanmagan zahira, asosiy element ishlamay qolganda, ortiqcha elementlarning yuki bo'lmagan holatga tushadi.

Bog'lanish xususiyatiga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi:

• - doimiy bron qilish, unda asosiy elementlar bilan bir qatorda ob'ektning ishlashida zaxira elementlari ishtirok etadi:
• - almashtirish, asosiy elementning funktsiyasi faqat asosiy element ishlamay qolgandan keyin zaxiraga o'tkazilganda
• - toymasin, bunda har qanday muvaffaqiyatsiz element zaxira bilan almashtirilishi mumkin.

SSSR STANDARTLAR DAVLAT KOMITASI
(SSSR Davlat standarti)

Butunittifoq ilmiy-tadqiqot instituti
MAŞINA TEXNIKASIDA NORMALLASHTIRISH TO'G'RISIDA
(VNIINMASH)

Tasdiqlangan

VNIINMASH buyrug'i bilan

1988 yil 22 sentyabrdagi 260-son

Ushbu tavsiyalar (R) turli sanoat tarmoqlari tomonidan ishlab chiqarilgan va yuqori ishonchlilik talablariga ega bo'lgan texnik qurilmalarga (mahsulotlarga) taalluqlidir, bu faqat yuqori ishonchli elementlarni tanlash bilan ta'minlanishi mumkin emas.

Ehtiyot qismlar va aksessuarlarni shakllantirish va ulardan foydalanish masalalari bundan mustasno, zaxira usullari va usullarini tanlashning umumiy tamoyillari va yagona metodologiyasini belgilaydi. Texnik qurilmalarni loyihalash jarayonida va sanoat me'yoriy-texnik hujjatlarni ishlab chiqishda foydalanish uchun mo'ljallangan. Ishonchlilik nazariyasi asoslarini biladigan korxona ishonchliligi xizmatlari xodimlari va rivojlanish muhandislari uchun mo'ljallangan.

1 . ASOSIY NOKTALAR

1.1. Ortiqchalik - ob'ektning bir yoki bir nechta elementlari ishlamay qolganda yoki ular orasidagi aloqalar buzilgan taqdirda uning ishlashini ta'minlash uchun qo'shimcha vositalar va imkoniyatlardan foydalanishdan iborat bo'lgan ishonchlilikni ta'minlash usuli. Ko'pincha, ortiqcha boshqa usullar (elementlarning ishlamay qolish darajasini pasaytirish, texnik xizmat ko'rsatishni yaxshilash) tizimlarni loyihalash va ishlatish jarayonida yuzaga keladigan cheklovlar tufayli etarli bo'lmagan yoki to'liq ishlatib bo'lmaydigan hollarda qo'llaniladi.

1.2. Ortiqchalikning asosi ortiqchalikni joriy etishdan iborat: qo‘shimcha elementlar, vaqt, ma’lumotlar, mahsulot zahiralari, unumdorlik zahiralari, algoritmik moslashuvchanlik va boshqalar Shu munosabat bilan manba va fizik tabiatiga ko‘ra, ortiqchalikning quyidagi turlarini ajratish mumkin: strukturaviy. , vaqtinchalik, funktsional, axborot, yuklash, algoritmik , dasturiy ta'minot, rejim. Ortiqchalikni joriy etish zahirani yaratmaydi va ishonchlilikning oshishiga olib kelmaydi. Ishdan bo'shatishning kiritilishi ishdan bo'shatishga olib kelishi uchun bir qator qo'shimcha shartlar va texnik choralar bajarilishi kerak:

uskunalar va jihozlarning ishlashi va texnik holatini nazorat qilish; javob vaqti va ishonchliligi uchun muayyan talablarga javob beradigan uzatish kalitlarini o'rnatish; tizimning tuzilishi o'zgarganda elementlarning funktsional yukini dinamik ravishda qayta taqsimlash, parallel tuzilishga ega tizimlarda ishlarni parallellashtirish imkoniyatini ta'minlash; vazifani bajarish uchun samarali resurslarni tashkil qilish imkonini beradigan algoritmlar va qayta konfiguratsiya vositalarini (tuzilishni qayta qurish) tizimlariga kiritish.

1.3. Barcha tizimlarda ortiqcha ishlamay qolishlar umumiy oqimining oshishi bilan bog'liq. Standartlashtirilgan ishonchlilik ko'rsatkichini oshirish orqali u nafaqat mahsulot tannarxi, umumiy og'irlik xususiyatlari, energiya sarfi va boshqa ba'zi xususiyatlarning oshishiga, balki ekspluatatsiya xarajatlari va ehtiyot qismlar iste'molining oshishiga olib keladi. texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlash xodimlari. Shuning uchun, boshqa imkoniyatlar allaqachon tugagan va ishonchlilikning kerakli darajasini ta'minlamasa, ortiqcha ish ishonchlilikni oshirishning zaruriy vositasi sifatida ko'rib chiqilishi kerak.

Qo'llash shartlariga ko'ra, ishonchlilik talablari hal qilinayotgan vazifalar turiga qarab ishlash davrida o'zgarishi mumkin bo'lgan tizimlarda o'zgaruvchan ortiqcha chuqurlikdagi ish rejimidan foydalanish tavsiya etiladi. Bu ortiqcha resurslardan samaraliroq foydalanish imkonini beradi va tizimning texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlarini yaxshilaydi.

1.4. Uskunaning har bir turi uchun ishonchlilikni oshirish vositasi sifatida ortiqcha ishlash imkoniyatlari ko'p jihatdan ortiqcha usullarning texnik imkoniyatlari bilan belgilanadi. Shuning uchun, loyihalashda faqat bunday ortiqcha usullardan foydalanish kerak, ularning texnik imkoniyati ma'lum sxemalar va texnologik echimlar bilan ta'minlanadi yoki maqbul vaqt ichida ishlab chiqish ishlari bilan tasdiqlanishi mumkin.

1.5. Ortiqcha tizimning ishdan chiqishi - tizimning chiqish xususiyatlariga (ishlash, aniqlik, ishonchlilik, material zichligi, energiya zichligi va boshqalar) qo'yilgan talablardan kamida bittasini buzishdan iborat hodisa. Muayyan sharoitlarda, tizimning ma'lum bir vazifani bajarishi uchun zarur bo'lgan turli xil resurslarning minimal qiymatlarini aniqlash mumkin bo'lganda, ortiqcha tizimning ishdan chiqishi qiymatga qo'yiladigan talablarning buzilishidan iborat hodisa sifatida belgilanishi mumkin. va barcha zarur resurslarning holati. Nosozlikning yuzaga kelishi tizim holatining ishlaydigan yoki ishlamaydigan holatlar sinfiga tegishli ekanligini aniqlash uchun deterministik qoidalar bo'lgan mezonlar yordamida qayd etiladi.

1.6. Ortiqcha tizimning ishdan chiqishining asosiy mezoni funktsional belgi bo'lib, uning yordamida tizimning chiqish xarakteristikalari bo'shlig'idagi maydon chegarasi aniqlanadi, uning kesishishi tizimning ishdan chiqishi deb hisoblanadi.

1.7. Bir nechta ish rejimlari va bajarilgan bir qator funktsiyalarga ega bo'lgan murakkab tizimlarda bir nechta funktsional qobiliyatsizlik mezonlarini shakllantirish mumkin - har bir funktsiyani bajarishda nosozlik. Har bir funktsiya uchun muvaffaqiyatsizlik mezonlarini guruhlash orqali har qanday funktsiyalar to'plami uchun funktsional nosozlik mezonlari shakllantiriladi. Murakkab tizimda har biri funktsional mezonga mos keladigan bir nechta faoliyat darajalarini ajratish mumkin.

1.8. Funktsional mezondan kelib chiqqan holda, tizim nosozliklari texnik vositalar to'plamining qaysi holatiga mos kelishini aniqlaydigan tizimli nosozlik mezoni shakllantiriladi. Agar bunday mezonni shakllantirish mumkin bo'lsa, u holda ishlaydigan va ishlamaydigan holatlar to'plami tizimli-ishonchlilik diagrammasi yoki tizimning ish qobiliyatining (ishlamasligi) mantiqiy funktsiyasi ko'rinishida tasvirlanishi mumkin.

1.9. Bir necha turdagi ortiqcha bo'lgan tizimlar uchun funktsional mezonga mos keladigan tizimli mezonni shakllantirish har doim ham mumkin emas, chunki tizimning ishlash holati nafaqat uning elementlari holatining umumiyligi bilan belgilanadi. Bunday holda, texnik nosozlik mezonini ishlab chiqish kerak, unda elementlarning holatiga qo'shimcha ravishda mahsulot zaxiralari va unumdorlik zaxiralari qiymatlari, qisman ishlagan holatda o'tkazilgan ruxsat etilgan vaqt va davlat kiradi. texnik xizmat ko'rsatish tizimi.

O'rnatilgan muammosiz ish vaqti t y;

Muayyan ish vaqtida ishlamay qolish ehtimoli P(t);

Tizim mavjudligi koeffitsienti K g;

Texnik foydalanish koeffitsienti Kti;

Operatsion tayyorgarlik koeffitsienti K og (t);

Samaradorlikni saqlash koeffitsienti K e.

Ortiqcha tizimda ko'plab operatsion holatlar mavjud bo'lib, ulardan biri to'liq ishlaydi. Bu barcha elementlar ishlaganda va ortiqcha uchun ajratilgan barcha qo'shimcha resurslar standart qiymatlar darajasida bo'lganda yuzaga keladi, bu vektor parametri A bilan tavsiflanadi. Ba'zi elementlar ishlamay qolganda yoki resurslar standart qiymatlardan pastga tushganda boshqa operatsion holatlar paydo bo'ladi.

Joriy parametr qiymatlari bitta elementning ishlamay qolishi tizimning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin bo'lgan darajada bo'lgan operatsion holat nosozlikdan oldingi holat deb ataladi. Ortiqcha tizimning holatlari ketma-ketligida, to'liq ishlaydigan holat va ishdan oldingi holat o'rtasida odatda bir yoki bir nechta oraliq holatlar mavjud. Tizimni to'liq ishlaydigan holatdan ishdan oldingi holatga keltiruvchi elementlarning ishdan chiqishi soni tizimdagi ortiqchalik darajasining muhim xarakteristikasi hisoblanadi. Umuman olganda, bu raqam elementlarning ishdan chiqishi ketma-ketligiga va tizimning qaysi qismida sodir bo'lishiga qarab o'zgaradi. Elementlarning nosozliklarining eng achinarli kombinatsiyasiga to'g'ri keladigan nosozliklarning minimal soni nafaqat ortiqcha darajaning xarakteristikasi sifatida, balki d - ishonchlilik deb ataladigan ishonchlilikning deterministik ko'rsatkichi sifatida ham qo'llanilishi mumkin:

Bu erda d i - i-chi yo'l bo'ylab to'liq ishlaydigan holatdan nosozlikdan oldingi holatga o'tish paytida muvaffaqiyatsiz elementlarning soni.

Ortiqchalik darajasi, shuningdek, tizimning ishlamay qolishi hali sodir bo'lmagan elementlarning maksimal soni bilan tavsiflanadi. Bu raqam ishonchlilikning deterministik ko'rsatkichi sifatida ishlatilishi mumkin, m - ishonchlilik deb ataladi:

bu erda m i - i-chi yo'l bo'ylab ishlamay qolishdan oldingi holatga o'tish paytida elementlarning ishdan chiqishi soni. E'tibor bering, bu yerdagi yo'l bir nechta muvaffaqiyatsizlikdan oldingi holatlarni o'z ichiga olishi mumkin.

m va d ni taqqoslash ishonchlilikni oshirish uchun foydalaniladigan resurslarning moslashuvchanlik xususiyatlarini baholash imkonini beradi. Agar bu raqamlar o'rtasida katta farq bo'lsa, resurslarning manevr qobiliyati past, farq kichik bo'lsa, u yuqori bo'ladi. m = d bo'lsa, manevr qobiliyati mutlaq hisoblanadi.

1.11. Ortiqcha bo'lmagan tizimlar uchun qo'llaniladigan ishonchlilik ko'rsatkichi - ishdan chiqish uchun o'rtacha vaqt T cf - ortiqcha tizim uchun ham hisoblanishi mumkin. Biroq, bu ko'rsatkich ikkinchisining asosiy xususiyatlarini yomon aks ettiradi, chunki u ishlamay qolish ehtimoli noldan farq qilganda, butun ish oralig'ida tizimning harakatini tavsiflaydi. Odatda ortiqcha tizimlar kabi yuqori ishonchli tizimlar uchun bu interval juda katta va standart ish vaqtidan sezilarli darajada oshadi. Bu shuni anglatadiki, T cf tizim endi ishlamaydigan intervalni ham belgilaydi va tizimning ortiqcha va degradatsiyasining bosqichma-bosqich kamayishi tufayli ishonchlilik pasayadi va ortiqcha bo'lmagan tizimning ishonchlilik darajasidan past bo'lishi mumkin. Shuning uchun, o'rtacha ish vaqtining o'sishi bilan baholanadigan ortiqcha ishlamay qolish samaradorligi, qoida tariqasida, muvaffaqiyatsizlik ehtimolini kamaytirish darajasi bilan baholanganidan ancha past bo'ladi. Shu sababli, ortiqcha tizimning ishonchliligi ko'rsatkichi sifatida muvaffaqiyatsizlikka qadar o'rtacha vaqt tavsiya etilmaydi. O'rtacha ish vaqti o'rniga, ish vaqti ish oralig'idan oshmasa, ishlamay qolish uchun shartli o'rtacha vaqt ishlatiladi.

1.12. Samaradorlikni saqlash koeffitsienti tizim elementlarining ishdan chiqishi tufayli ma'lum bir samaradorlik ko'rsatkichining (hosildorlik, o'tkazuvchanlik, quvvat, ishlab chiqarilgan mahsulot miqdori) nisbiy pasayishini ifodalaydi. Ishonchlilik ko'rsatkichi sifatida K e ning o'ziga xos xususiyati shundaki, uni hisoblash uchun tizimning ishdan chiqishi tushunchasi va mezonlarini kiritish shart emas. Shuning uchun K e barcha holatlarni ikki sinfga (ishlaydigan va ishlamaydigan) bo'lish mumkin bo'lmagan va bir necha darajadagi samaradorlikka ega bo'lgan murakkab tizimlarning ishonchliligini baholashda qo'llaniladi. Biroq, agar operatsion holatlar samaradorlik ko'rsatkichi qiymatlarida farq qilsa, u nosozlik tushunchasi va mezonlari tuzilgan tizimlarda ham qo'llanilishi mumkin. Agar ular bir xil bo'lsa, unda samaradorlikni saqlash koeffitsienti miqdoriy jihatdan texnik foydalanish koeffitsientiga to'g'ri keladi.

1.13. Belgilangan nosozliksiz ish vaqtini t y hisoblashda uni ta'minlash ehtimoli t y davomida nosozliksiz ishlash ehtimoli sifatida aniqlanadi.

2 . REZERVASYON TURLARINING TASNIFI

2.1. Texnologiyaning maqsadi va sohasidan qat'i nazar, ortiqchalikning besh turini ajratish kerak: tizimli, vaqtinchalik, funktsional, axborot, yuk. Bu ortiqcha turlarga ko'ra, ortiqchalikning besh turi ajratiladi. Bularga algoritmik va semantik ortiqchalikni qo'shish kerak, ular mos ravishda funktsional va axborotning ortiqcha turlari sifatida qaralishi mumkin. Biroq, ular ma'lum xususiyatlarga ega va ularni alohida ko'rib chiqish mumkin.

2.2. Strukturaviy ortiqchalik texnik vositalar tarkibiga asosiy elementlarning ishdan chiqqan taqdirda funktsiyalarini bajarishga qodir bo'lgan qo'shimcha (zaxira) elementlarni kiritish orqali amalga oshiriladi. Ushbu elementlarning asosiylari ish holatida bo'lgan holda tizimdan olib tashlanishi tizimning berilgan rejim va foydalanish sharoitida kerakli funktsiyalarni bajarish qobiliyatini buzmaydi.

2.3. Funktsional ortiqchalik ko'p funktsiyali tizimlarda sodir bo'ladi, bunda alohida elementlar yoki elementlar guruhlari tizimning texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarini sezilarli darajada kamaytirmasdan, ularni tiklash muddati davomida boshqa muvaffaqiyatsiz elementlarning funktsiyalarini bajarish qobiliyatiga ega. Funktsional ortiqcha bilan, strukturaviy ortiqchalikdan farqli o'laroq, zaxira elementlar yo'q, ya'ni. tizimning texnik xususiyatlariga qo'yiladigan talablarni buzmasdan doimiy ravishda olib tashlanishi mumkin bo'lgan bunday elementlar.

Funktsional ortiqchalik quyidagilar bilan ta'minlanadi:

Elementlar o'rtasida qo'shimcha aloqalarni o'rnatish;

Berilgan funktsiyani bajarish uchun ko'p funktsiyali elementlarni qayta sozlashning moslashuvchanligi va samaradorligi;

Ishlash rejimini o'zgartirish.

2.4. Vaqtinchalik zaxiralash tizimning chiqish parametrlariga qo'yiladigan talablarni buzmasdan texnik xususiyatlarni tiklash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan alohida elementlar, elementlar guruhlari yoki umuman tizim uchun qo'shimcha vaqt yaratishdan iborat.

Vaqtinchalik bron qilish taqdim etiladi:

Elementlarning tezligini (o'tkazuvchanligini) oshirish orqali ishlash zaxirasini yaratish;

Xuddi shu maqsaddagi qurilmalarni parallel ravishda kiritish orqali hosildorlik zaxirasini yaratish;

Oraliq yoki ishlab chiqarish omborida mahsulot zahiralarini yaratish;

Nosozliklarning salbiy oqibatlarini rivojlanish tezligini va tizimning chiqish parametrlarining yomonlashuv tezligini kamaytirish.

2.5. Axborotning zaxira nusxasi ma'lumotlarning bir nechta semantik adekvat manbalarini yoki ma'lumotlar massivlarining nusxalarini shakllantirishdan, uning buzilgan taqdirda asosiysini tiklashga mo'ljallangan qo'shimcha ma'lumotlarni kiritishdan iborat.

Ma'lumotlarning zaxira nusxasi quyidagilar tomonidan ta'minlanadi:

Axborotni shovqinga chidamli kodlash;

Turli qurilmalarda ma'lumotlarni takrorlash;

Fizik maydonni o'lchash ma'lumotlarining korrelyatsiyasi;

Invariant munosabatlarni qondiradigan ma'lumotlardan foydalanish;

Algoritmik yoki tabiiy tilda ortiqchalikdan foydalanish.

2.6. Yukni zaxiralash ish paytida turli xil yuklarga (elektr, mexanik, issiqlik va boshqalar) ta'sir qilganda ishlash zahiralarini ta'minlashdan iborat. Ortiqcha yuk quyidagilar bilan ta'minlanadi:

Ko'tarilgan zarba va tebranish yuklaridan himoya qilish uchun xavfsizlik chegarasini yaratish;

Ruxsat etilgan elektr quvvati sarflanishi ko'paygan elementlardan foydalanish;

Issiqlikka chidamli materiallardan foydalanish;

Foydali mehnat bilan mahsulotdan foydalanish darajasini pasaytirish.

2.7. Kiritilgan resurslar hajmini va ulardan foydalanish qoidalarini belgilovchi bronlash turlarining asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:

Rezervasyon chastotasi;

Zaxira resurslaridan foydalanish sohasi;

Rezervasyon intizomi;

Resurslarni qayta tiklash intizomi;

Rezervasyon ierarxiyasi darajalari soni.

2.8. Ortiqchalik koeffitsienti zaxira resurslari sonining asosiy resurslar soniga nisbati sifatida aniqlanadi. Strukturaviy ortiqchalikning ko'pligi kamaytirilmaydigan kasr sifatida taqdim etiladi, bunda hisoblagich zaxira elementlarning soni, maxraj esa asosiy elementlarning sonidir. Funksional ortiqchalikning ko'pligi berilgan funktsiyani bajarish mumkin bo'lgan turli usullar soni bilan belgilanadi. Vaqt rezervlash koeffitsienti zaxira vaqtining asosiy vazifani bajarish vaqtiga nisbati sifatida aniqlanadi. Shovqinga chidamli kodlashda ma'lumotlarning ko'pligi kodning nisbiy ortiqchaligiga to'g'ri keladi; massivlarni kodlashda u zaxira nusxalar soniga to'g'ri keladi va umumiy holatda ko'plik birliklar sonining nisbati sifatida aniqlanadi. zaxira va asosiy ma'lumotlar. Ortiqcha yuk koeffitsienti ma'lum turdagi yuk uchun ishlash zaxirasining bir xil birliklarda o'lchanadigan nominal yuk qiymatiga nisbati sifatida aniqlanadi.

2.9. Zaxira resurslaridan foydalanish sohasiga ko'ra umumiy, guruh va elementlar bo'yicha rezervatsiyalar mavjud. Umumiy zaxira tizimning har qanday elementidagi nosozliklarni bartaraf etishga qodir. Guruh zaxirasi faqat ma'lum bir guruh elementlaridagi nosozliklarni oldini oladi va ushbu guruhdan tashqaridagi elementlarning ishdan chiqishida foydalanilmaydi. Element bo'yicha zaxira faqat ma'lum turdagi elementlarning ishdan chiqishini oldini olish uchun mo'ljallangan. Ushbu bronlash usullarining har biri bron qilish nisbati bilan tavsiflanishi mumkin.

2.10. Ortiqchalik intizomi turli ortiqcha usullarni amalga oshirish uchun tizimga kiritilgan ortiqcha resurslardan foydalanish tartibini belgilaydi va tizimda ortiqcha ishlarning qanday turlari va usullari amalga oshirilishiga va nosozlik sodir bo'lgan vaqtda tizim qanday rejimda ishlashiga bog'liq. Strukturaviy ortiqchalik bilan, odatda, birinchi navbatda element bo'yicha zaxiralar, so'ngra guruh zahiralari va nihoyat, umumiy zaxiralar qo'llaniladi. Ba'zi rejimlarda tuzilmaviy va vaqt zaxirasi bilan birinchi navbatda strukturaviy zaxira, keyin esa vaqt zaxirasi qo'llaniladi. Boshqa ish rejimlarida zaxiradan foydalanish tartibi teskari bo'lishi mumkin; funktsional zaxira odatda tarkibiy zaxira tugagandan keyin qo'llaniladi, chunki funktsiyani bajarishning boshqa usuliga o'tish ko'pincha sifatning biroz pasayishi bilan bog'liq. faoliyat ko'rsatmoqda. Ortiqcha tizimning erishilgan ishonchliligi ortiqcha intizomga bog'liq bo'lganligi sababli, optimal ortiqcha intizomni izlash kerak.

2.11. Resurslarni tiklash intizomi texnik xizmat ko'rsatish tartibini, texnik va ma'lumotni qayta tiklash, mahsulot zaxiralarini to'ldirish, mehnat qobiliyati zahiralari va vaqt zaxiralarini belgilaydi. Qayta tiklash intizomi quyidagilarni belgilashi kerak:

Tiklanish boshlanishi momenti;

Qayta tiklash vaqtida tizimning ish rejimini o'zgartirish;

Resurslarni to'ldirish manbai;

Resurslarni tiklash bo'yicha ishlarning tartibi;

Uskuna, dasturiy ta'minot va ma'lumotlarni qayta tiklash tugagandan so'ng tizimga qaytarish tartibi;

Qayta tiklash jarayoni to'xtaydigan yoki asosiy tizim va texnik xizmat ko'rsatish tizimining ishlash rejimi o'zgargan resurslarning standart qiymatlari;

Ta'mirlash va tiklash strategiyasi.

2.12. Ortiqchalik vositalari ierarxiyasi texnik vositalar ierarxiyasiga muvofiq tuziladi. Shu munosabat bilan bron qilish ierarxiyasining bir necha darajalarini ajratish mumkin:

Elementar daraja (I);

Modullar va tugunlar darajasi (II);

Qurilma darajasi (III);

Quyi tizim darajasi (IV);

Tizim darajasi (V);

Funktsional printsipga ko'ra, bron qilish ierarxiyasining quyidagi darajalarini ajratish mumkin:

Mikrooperatsiya darajasi (I);

Operatsion qismlar darajasi (II);

Operatsiya darajasi (III);

Quyi vazifa darajasi (IV);

Vazifa darajasi (V);

Funktsiya darajasi (VI);

Ko'p funktsiyali vazifalar darajasi (VII).

Ortiqchalikni amalga oshirish usuliga ko'ra, ierarxiyaning uchta darajasi mavjud:

Texnologik (I);

Konstruktiv (II);

Funktsional (III).

Ierarxiya darajalari soni zaxira vositalarining tasnifi va texnik tavsifidir.

3 . BAZIRLASH TURINI TANLASH

3.1. Rezervasyon turini tanlash quyidagilar bilan belgilanadi:

Tizimdan foydalanish shartlari;

Ishonchlilikni oshirish vositalarining umumiy xarajatlariga cheklovlar;

Boshqa texnik xususiyatlarga qo'yiladigan talablar (o'lchovlar, vazn, energiya iste'moli, foydalanish xarajatlari, xizmat ko'rsatish quyi tizimlari);

Operatsion sifatining maqbul yomonlashishi va tizim degradatsiyasi paytida bajariladigan funktsiyalar hajmining qisqarishi;

Ortiqcha usullarning texnik maqsadga muvofiqligi;

Monitoring va diagnostika vositalarini ishlab chiqish darajasi;

Saqlash xususiyatlari;

Uskunani birlashtirish darajasi;

Ishlab chiqarish texnologiyasi darajasi va uning xususiyatlari (barqarorlik, moslashuvchanlik, aniqlik).

3.2. Strukturaviy ortiqcha qo'llash shartlari quyidagi xususiyatlar bilan tavsiflangan tizimlardan foydalanadi:

Qisqa ruxsat etilgan uzilish vaqti;

Muvaffaqiyatsizlikning yuqori narxi (muvaffaqiyatsizlikning og'ir oqibatlari);

Tizimning buzilishi tufayli ish sifatini pasaytirishga yo'l qo'yilmaydi;

Nosozliklarni aniqlashda sezilarli kechikishlarga yo'l qo'ymaydigan rivojlangan apparat monitoringi va diagnostika tizimi;

Tizimning qolgan qismining ishlashini to'xtatmasdan ishlamay qolgan qurilmani uzish, uni qayta tiklash va ishga tushirish mumkin bo'lgan texnik xizmat ko'rsatishni tashkil etish.

Strukturaviy ortiqcha usullarni uchta asosiy guruhga bo'lish mumkin:

Doimiy zaxira bilan o'rnatilgan ortiqcha;

Zaxirani avtomatik yoki avtomatlashtirilgan yoqish bilan almashtirish orqali o'rnatilgan ortiqcha;

Ishlamaydigan elementlarni ehtiyot qismlardan funktsional elementlarga almashtirish orqali yuksiz ortiqcha.

Ikkinchi holda, rezervlashning ko'pligi va usuli zaxira elementlarning nomenklaturasi va soni, ehtiyot qismlarning tuzilishi (bitta, guruh) bilan belgilanadi.

3.3. Funktsional ortiqcha jihozlarning ko'pligi yoki boshqa sabablarga ko'ra tizimli ortiqcha bo'lishi mumkin bo'lmagan hollarda qo'llaniladi. Bu, qoida tariqasida, strukturaviy ortiqcha ishlashdan ko'ra tejamkorroq, ammo samaradorlikka funktsiyalarni bajarish sifatini biroz pasaytirish hisobiga erishiladi, masalan, aniqlikning yomonlashishi, funktsiyalarni bajarish vaqtining ko'payishi, unumdorlikning pasayishi, o'qish qobiliyatining pasayishi. chiqish natijalari va boshqalar.

Funktsional ortiqchalikning yana bir shakli - bu ikkilamchi funktsiyalarni bajarishni to'xtatish va bo'shatilgan resurslarni asosiy funktsiyalarni bajarish uchun o'tkazish orqali asosiy funktsiyalarni to'liq tiklashdir.

Funktsional ortiqcha xususiyatlar:

Soddalashtirilgan algoritmlardan foydalangan holda funktsiyalarni bajarishning zaxira usulidan foydalanganda tizimning yuqori ishonchliligi;

Rivojlangan resurslarni boshqarish tizimi va ularning yuqori harakatchanligi, ya'ni resurslarni asosiy funktsiyalarni bajarish uchun etarlicha tez va turli xil konfiguratsiyalarda ulash mumkin;

Barcha resurslarning texnik holatini ishonchli baholash va resurslarni boshqarish tizimini zarur ma'lumotlar bilan tezkor ta'minlash imkonini beruvchi ishlab chiqilgan ishlash monitoringi tizimi;

Muvaffaqiyatsiz qurilmalarning funksionalligini tiklagandan so'ng funktsiyalarni bajarish uchun asosiy variantga tezda qaytish imkoniyati;

Devalvatsiya rad etishlari yo'q;

Bir-birining zaxira nusxasini yaratadigan qurilmalarning ishlashi uchun algoritmlarni amalga oshirishda dizayn xatolarining takrorlanishining tubdan yo'qligi.

3.4. Ishonchlilikni oshirish usuli sifatida vaqtinchalik ishdan bo'shatish samarali bo'ladi va quyidagi xususiyatlarga ega tizimlarda boshqa zaxira turlaridan ustunlikka ega bo'ladi:

Tizim nosozlik va uning oqibatlarini bartaraf etish uchun zarur bo'lgan vaqtdan ko'proq vaqt davomida ishda uzilishlarga ruxsat beradi;

Tizimning ishlash sifati juda katta vaqt oralig'ida (smenada, kun, hafta, oy, chorak, yil) integral xususiyatlar bilan baholanadi;

Tizim, uning alohida elementlari ishdan chiqqan taqdirda, operatsion holatdan ishlamaydigan holatga o'tishning cheklangan va nisbatan past tezligiga ega;

Materiallar, energiya yoki axborot oqimlarini uzatuvchi yoki qayta ishlaydigan tizim nosozliklar va ularning oqibatlarini bartaraf etish uchun oraliq va chiqish saqlash qurilmalarida kerakli miqdordagi mahsulotni to'plash qobiliyatiga ega;

Tizimdagi eskirgan nosozliklarni to'liq bartaraf etish mumkin emas va shuning uchun ish vaqtining bir qismi takrorlashni talab qiladi;

Tizimda yashirin ishlamay qolish davrlari yuzaga keladi, bu nosozlik aniqlangandan keyin ba'zi ishlarni takrorlashni talab qiladi;

Tizim samaradorlikning qisqa muddatli pasayishiga imkon beradi, ishlash marjasi bilan qoplanadi;

Tizim qo'shimcha vaqt o'tishi bilan uning ish faoliyatini belgilaydigan chiqish xususiyatlarini (aniqlik, ishonchlilik, mustahkamlik, barqarorlik, barqarorlik) yaxshilashga imkon beruvchi kümülatif ta'sirga ega.

3.5. Axborotning ortiqchaligi - aloqa, nazorat qilish, o'lchash, axborot, hisoblash tizimlari va boshqa ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash tizimlarida qo'llaniladigan o'ziga xos turdagi ortiqcha.

U ma'lumotni yo'qotish va buzish oqibatlari og'ir bo'lgan hollarda qo'llaniladi va shuning uchun bunday buzilishlarga yo'l qo'yib bo'lmaydigan yoki mumkin bo'lmagan holatlar mavjud. Axborotni zaxiralashdan foydalanishning asosiy shartlari va shartlari quyidagilardir:

Saqlash vositalarining ishonchliligi etarli emas;

Qayta ishlash jarayonida ma'lumotlarning buzilishlarini algoritmik vositalar bilan tezda tiklashning mumkin emasligi;

Birlamchi manbalardan foydalangan holda axborotni yangilashning mumkin emasligi;

Tizim axborotni zahiralashni amalga oshirish uchun zarur apparat va vaqt resurslarini ta'minlaydi, operatsion algoritmlar esa ortiqcha ma'lumotlardan foydalanishni ta'minlaydi.

Axborotning ortiqchaligi odatda tizimli, funktsional va vaqtinchalik zaxiralar bilan birgalikda qo'llaniladi, chunki xatoga chidamli kodlash jarayonida axborot massivlari va qo'shimcha ma'lumotlarning nusxalarini saqlash qo'shimcha saqlash hajmini va ma'lumotlarni qayta ishlash uchun qo'shimcha uskunalarni talab qiladi va nusxalarni o'qish va ishlatish uchun qo'shimcha vaqt talab etiladi. ma'lumotlarni qayta tiklash vositalari. Axborotni zaxiralashning keng tarqalgan usuli - o'lchov sohasida qo'shimcha sensorlarni o'rnatish, bu funktsional ortiqcha (birinchi shakl) bir vaqtning o'zida foydalanish imkonini beradi.

3.6. Ortiqcha yuklanish mahsulotga texnik xizmat ko'rsatmaydigan yoki nosozlikni bartaraf etish ko'p vaqt va yuqori operatsion xarajatlarni talab qiladigan holatlarda qo'llaniladi. Shu bilan birga, texnik yoki iqtisodiy sabablarga ko'ra tizimli ortiqcha foydalanish qiyin yoki imkonsizdir. Ortiqcha yuklanish, shuningdek, strukturaviy ortiqcha ishlash samarali bo'lmaganda ham qo'llanilishi mumkin va uning samaradorligini oshirish uchun mahsulot yoki uning ortiqcha qismining ishdan chiqish darajasini kamaytirish kerak. Ushbu turdagi bron qilishdan muvaffaqiyatli foydalanishning asosiy shartlari:

Mahsulotning nominal ish rejimiga nisbatan turli parametrlarda talab qilinadigan ishlash marjasiga ega bo'lgan mos elementlarning mavjudligi;

Boshqa texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarni (o'lchovlar, energiya sarfi, tannarx va boshqalar) prototipga nisbatan o'sish darajasining maqbulligi, samaradorlik zaxirasini yaratish;

"Teng darajada kuchli" tizimni yaratish uchun barcha yoki ko'pchilik elementlarni bir vaqtning o'zida tushirish qobiliyati.

Zaxiralash usullarini yuklash quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Ruxsat etilgan quvvat sarfini oshiruvchi elementlardan foydalanish;

Qulay issiqlik rejimini yaratish uchun elementlarning qadoqlash zichligini kamaytirish;

Mexanik yuklarni kamaytirish uchun mexanik elementlarning harakat tezligini kamaytirish;

Axborot tizimlarida nosozliklar va nosozliklarning oldini olish uchun kirish axborot oqimlarining intensivligini kamaytirish;

Texnologik ko'rsatkichlar nominal qiymatlardan chetga chiqqanda ishlash ko'lamini kengaytirish maqsadida texnologik tizimlarda texnologik rejimlarni engillashtirish.

Ortiqcha yuk ko'pincha boshqa turdagi zaxiralar bilan birgalikda qo'llaniladi. Qisqa muddatli qo'shimcha yuklash imkoniyati funktsional ortiqcha foydalanishga imkon beradi. Axborot yukini kamaytirish orqali bo'sh vaqtlardan vaqt zaxirasi sifatida foydalanish mumkin. Quvvatni tushirishda, ishlamay qolishlar yoki tizimning chiqish parametrlarining nosozliklar tufayli yomonlashishini qisman yoki to'liq qoplash uchun rejimni qisqa muddatli majburlash qo'llaniladi.

4 . Strukturaviy zahiralash USULLARI VA USULLARINI TANLASH

4.1. Strukturaviy ortiqchalik usullari va usullari

Zaxirani ulash usuliga, uning holatiga va chastotasiga qarab, tizimli ortiqcha: umumiy va alohida, doimiy yoqilgan zaxira bilan va almashtirish usuli bilan, butun va kasr ko'paytmali bo'lishi mumkin. Strukturaviy ortiqcha usullar va usullarning ushbu tasnifi jadvalda keltirilgan.

Ko'plikning m c strukturaviy ortiqchaligining ishonchlilik-funktsional diagrammalari (RFD) shaklda ko'rsatilgan. 1 .

Jadvalda va rasmda ko'rsatilgan asosiy turlarga qo'shimcha ravishda. 1 , NFS ketma-ket parallel tuzilishga tushirilmaganda, strukturaviy rezervlash aralash, sirpanish va maxsus turdagi bo'lishi mumkin.

Aralash ortiqchalik murakkab tizimning ishonchliligini oshirish uchun uning alohida qurilmalarini strukturaviy zaxiralashning har xil turlari va usullari qo'llanilganda hosil bo'ladi.

Sürgülü rezervatsiya - bu bir yoki bir nechta qurilmalar asosiy tizimning biron bir ishlamay qolgan qurilmalarini almashtirishi mumkin bo'lgan zahira.

Guruch. 1. Ko'plikning struktura ortiqchaligining ishonchliligi-funksional diagrammalari m c.

Strukturaviy ortiqchalikni amaliy amalga oshirishda ko'pincha rasmda ko'rsatilgan NFSni amalga oshirish mumkin emas. 1 . Bu ko'p sonli elementlarga ega bo'lgan ortiqcha tizimda ulardan birining ishdan chiqishi boshqa elementlarning asosiy parametrlarining o'zgarishiga olib kelishi mumkinligi bilan izohlanadi, bu esa butun tizimning ishlashining yomonlashishiga olib keladi. Bunday hollarda tizimning turli joylarida bir nechta elementlarning ishlamay qolishi chiqish xarakteristikasida shunday o'zgarishlarga olib kelishi mumkinki, tizim berilgan samaradorlik bilan o'z funktsiyalarini bajarishni to'xtatadi.

Bu erda tizimning ishonchliligi nuqtai nazaridan ishlashi ketma-ket parallel tuzilishga kamaytirilmaydi.

Ko'pincha bu elektr va elektron sxemalarni, mantiqiy elementlarni, aloqa tizimlarini va kompyuter tarmoqlarini zaxiralashda sodir bo'ladi.

4.2. Ortiqcha ishlash samaradorligini oshirish usullari.

Ortiqchalik samaradorligining asosiy mezonlaridan biri ishonchlilikni oshirishdir. Ishonchlilik ortishi - bu ortiqcha tizimning ishonchlilik ko'rsatkichining ortiqcha bo'lmagan tizimning bir xil ishonchlilik ko'rsatkichiga nisbati.

Strukturaviy ortiqcha ishlov berishning turli usullari va usullarining xususiyatlarini bilib, siz ularning samaradorligini sifat jihatidan baholashingiz, shuningdek ortiqcha turini oqilona tanlashingiz mumkin.

Strukturaviy ortiqcha bir qator xususiyatlarga ega, asosiylari:

Doimiy yoqilgan zaxira bilan zaxira nisbati oshishi bilan tizimning og'irligi, o'lchamlari va narxi ishonchlilik o'sishiga qaraganda tezroq o'sadi;

Strukturaviy ortiqcha texnik qurilmalar vaqt o'tishi bilan ularning ishlamay qolish darajasi (t) ortib borayotgan eskirgan qurilmalardir;

Ishonchlilikning oshishi?(t) = const vaqt o'tishi bilan kamayadi;

Strukturaviy ortiqcha bilan ishonchlilikning ortishi sezilarli darajada asosiy va zaxira qurilmalarning ishdan chiqishigacha bo'lgan vaqtdagi taqsimot qonunining turiga bog'liq: buzilish tezligi qanchalik tez oshadi?(t), ishonchlilik o'sishi shunchalik kichik bo'ladi;

t = 0 da ortiqcha tizimning ishdan chiqish darajasi ham nolga teng va vaqt o'tishi bilan ortiqcha bo'lmagan tizimning ishlamay qolish darajasiga moyil bo'ladi;

Tizimning ishlashi davomida muvaffaqiyatsiz elementlarni tiklash mumkin bo'lsa, tiklanadigan tizimning zaxira samaradorligi har doim tiklanmaydigan tizimdan yuqori bo'ladi;

Qayta tiklash muddati qanchalik qisqa bo'lsa, zaxira samaradorligi shunchalik yuqori bo'ladi, qolgan barcha narsalar teng bo'ladi;

Bir xil turdagi zaxiralarning ko'pligi qanchalik yuqori bo'lsa, tizimning narxi, vazni, o'lchamlari qanchalik baland bo'lsa, ehtiyot qismlarning talab qilinadigan hajmi, foydalanish narxi, shuningdek, bitta tizimning ishdan chiqishi narxi shunchalik yuqori bo'ladi.

Bu xususiyatlar uzoq ish vaqti bilan murakkab tizimlarning ishonchliligini oshirish uchun ortiqcha foydalanishni cheklaydi. Quyidagi usullar bilan ortiqcha ish samaradorligini oshirishingiz mumkin.

1. Zaxira holatini avtomatik boshqarish bilan o'zgaruvchan tuzilmaga ega bo'lgan toymasin rezervatsiyani qo'llash.

2. Nosozliklar mavjud bo'lganda diskret uskunaning ishonchliligini oshirish uchun kasr ko'paytmali ortiqchalikni joriy qilish.

3. Tizimni o'chirmasdan, muvaffaqiyatsiz zaxira qurilmalarini ta'mirlashga imkon beruvchi maxsus ortiqcha sxemalardan foydalanish.

4. Asosiy yoki zaxira elementlarning (qurilmalarning) ishdan chiqishi o'zgarmasligi yoki tizimning asosiy chiqish xarakteristikalari maqbul chegaralarda o'zgarganda sxemalarni qurish.

5. Tizim va uning qurilmalari ishlamay qolishini aniqlash va uni tiklash vaqtini qisqartirish uchun ishonchliligini uzluksiz va ishonchli monitoring qilish tizimlarini qo'llash.

6. Ortiqcha tizimni tiklash vaqtini qisqartirish maqsadida tizimning texnik xizmat ko'rsatish qobiliyatini oshirish.

Surma ortiqcha, ma'lum sharoitlarda, og'irlik, o'lchamlar va narxning biroz oshishi bilan murakkab tizimning ishonchliligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Demak, masalan, almashtirish usuli bilan ortiqcha bo'lganda ko'plikning umumiy ortiqchaligi m c ortiqcha tizimlar soniga teng bo'lgan ortiqcha elementlarning soni bilan surma ortiqchaligiga ishonchlilik nuqtai nazaridan ekvivalentdir; bunday muhim daromad faqat asosiy tizim o'xshash almashtirish elementlaridan iborat bo'lsa olinishi mumkin.

Kasr ko'pligi bilan bron qilish, masalan, uchtadan ikkitasi sxema bo'yicha, vaqtni sezilarli darajada yo'qotmasdan, bir vaqtning o'zida olingan ikki yoki uchta o'lchov yoki hisoblash natijalarini solishtirish imkonini beradi. Bu o'lchash tizimlari va kompyuterlarda nosozliklar yuzaga kelganda ishonchliligini sezilarli darajada oshirish imkonini beradi. Bunday ortiqcha ishlamay qolishi, elektr zanjirlarida uzilishlar, uzilishlar va qisqa tutashuvlar kabi to'satdan nosozliklar tufayli ishonchlilikning pasayishiga olib kelishi mumkin.

Tizim dizayni tizimni o'chirmasdan ishlamay qolgan qurilmalarni ta'mirlashga imkon berganda tizimli ortiqcha tizimlarning ishonchliligi sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin. Agar ta'mirlash vaqti nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt bilan solishtirganda qisqa bo'lsa, qayta tiklash bilan ortiqcha ishlamay qolishi kerak bo'lmagan tizimga nisbatan, hatto m c = 1 zaxira koeffitsienti bilan ham, nosozliklar orasidagi vaqtni yuzlab va minglab marta oshirishga imkon beradi, ya'ni takrorlash bilan.

4.3. Strukturaviy ortiqcha uchun tizim ishonchliligi modellari

Strukturaviy ortiqcha bo'lgan texnik tizimlarning ishonchliligi modellari, asosan, zaxira turlari va texnik xizmat ko'rsatish intizomi bilan belgilanadi.

4.3.1. Qayta tiklanmaydigan texnik tizimlarning ishonchlilik modellari.

Strukturaviy ortiqcha tizimlarning ishlamay qolgan elementlarini ta'mirlash bo'lmasa, ko'p hollarda quyidagi taxminlar haqiqiy bo'ladi:

Elementlarning ishdan chiqishidan keyingi ta'sirlar yo'q;

Barcha elementlar bir vaqtning o'zida ishlaydi;

Elementlarning nosozliklari mustaqil hodisalardir.

Ushbu taxminlarga ko'ra, shaklda ko'rsatilgan tizimli ortiqchalikning barcha usullari va usullari uchun. 1 , ishonchlilikni hisoblash uchun parallel seriyali sxemalar modelidan foydalanish kerak. Bunday model ehtimollik nazariyasi (qo'shish, ko'paytirish) va umumiy ehtimollik formulasining taniqli teoremalaridan foydalangan holda tizimli ortiqcha tizimning nosozliksiz ishlash ehtimolini baholash imkonini beradi.

P(t) ning nosozliksiz ishlash ehtimoli orqali siz quyidagi formulalar yordamida boshqa ishonchlilik ko'rsatkichlarini olishingiz mumkin:

Birinchi muvaffaqiyatsizlik vaqti

Muvaffaqiyatsizlik ehtimoli

Q(t) = 1 - P(t), (2)

Muvaffaqiyatsizlik darajasi (buzilishgacha bo'lgan vaqtni taqsimlash zichligi)

F(t) = Q"(t), (3)

Muvaffaqiyatsizlik darajasi

Ushbu model, shuningdek, tizimli ravishda ortiqcha tiklanmaydigan tizimlar uchun ham qo'llanilishi mumkin, ularning ishlashi ketma-ket parallel sxemalarga qisqartirilmaydi.

4.3.2. Murakkab tuzilishdagi ta'mirlanmaydigan texnik tizimlarning ishonchliligi modeli.

Agar tizimli ortiqcha tizimning ishlashi ketma-ket parallel tuzilishga tushirilmasa, uning ishonchliligini baholash uchun qulay farazlar matritsasini tuzish va ularning ehtimolliklari yig'indisini hisoblash kerak. Agar tizimning ishlashi mantiqiy algebra funktsiyalari bilan tavsiflangan bo'lsa, hisoblash protseduralari soddalashtirilgan. Mantiqiy-ehtimoliy modellardan foydalanish hisoblash jarayonlarini rasmiylashtirish va ularni sezilarli darajada soddalashtirish imkonini beradi.

Murakkab tuzilishga ega tizimning nosozliksiz ishlash ehtimoli formula yordamida hisoblanadi

(5)

bu yerda P i (t) - i-qulay gipoteza ehtimoli, n - qulay farazlar soni.

Boshqa ishonchlilik ko'rsatkichlari formulalar yordamida hisoblanadi ( 1 ) - (4 ).

4.3.3. Qayta tiklangan tizimli ortiqcha tizimlarning ishonchlilik modellari.

Eng keng tarqalgan model navbat turidir. Bunday holda, xizmat ko'rsatish uchun so'rovlar oqimi tasodifiy vaqtda muvaffaqiyatsiz bo'lgan tizimlar tomonidan shakllantiriladi va xizmat ko'rsatuvchi organ ta'mirlash ustaxonasi yoki texnik xodimlardir.

Ushbu modelda turli xil xizmat intizomlari mumkin: to'g'ridan-to'g'ri, teskari va tayinlangan ustuvorlik bilan. To'g'ridan-to'g'ri ustuvorlik bilan, ishdan chiqqan qurilmalarga ta'mirlash uchun qabul qilingan tartibda xizmat ko'rsatiladi; teskari ustuvorlikda, oxirgi marta ishlamay qolgan qurilmaga birinchi navbatda xizmat ko'rsatiladi. Belgilangan ustuvorlik bilan, muvaffaqiyatsiz qurilmalarni ta'mirlash ketma-ketligi oldindan belgilanadi.

Navbat turi modeli turli xil xizmat ko'rsatish organlariga ega bo'lgan tizimli ortiqcha tizimlarni tahlil qilish imkonini beradi. Bunday holda, agar nosozlik va tiklanish oqimlari eng oddiy bo'lsa (Markov modeli) tizimni ortiqcha har qanday usul va usul uchun tizimning ishlashini navbatga qo'yish kabi tenglamalar bilan osongina tasvirlash mumkin. Agar nosozliklar oqimi eng oddiy bo'lmasa (yarim Markov modeli), unda ishonchlilik tahlili faqat nisbatan oddiy ortiqcha holatlar uchun, masalan, butun sonli ko'paytmali umumiy ortiqchalik uchun amalda mumkin.

Murakkab yuqori ishonchli tizimlarning ishonchliligini tahlil qilganda, nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt odatda tiklanish uchun o'rtacha vaqtdan sezilarli darajada oshadi, ya'ni. Agar qayerda? - tiklanish intensivligi, keyin parvarishlash intizomi tizim ishonchliligiga ozgina ta'sir qiladi.

4.4. Strukturaviy ortiqcha bo'lgan tizimlarning ishonchliligini hisoblash.

4.4.1. Ishonchlilik ko'rsatkichlari.

Qayta tiklanmaydigan ortiqcha tizimlar uchun ishonchlilik ko'rsatkichlari quyidagilar bo'lishi mumkin:

P(t) - vaqt o'tishi bilan nosozliksiz ishlash ehtimoli;

T 1 - nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt (birinchi muvaffaqiyatsizlikka qadar o'rtacha vaqt);

F(t) - buzilish darajasi (birinchi buzilishgacha bo'lgan vaqtni taqsimlash zichligi);

?(t) - muvaffaqiyatsizlik darajasi.

Qayta tiklangan ortiqcha tizimlar uchun ishonchlilik ko'rsatkichlari:

K r (t) - tayyorlik funktsiyasi (vaqt momentida tizim yaxshi holatda bo'lish ehtimoli);

Mavjudlik omili;

T - nosozliklar orasidagi vaqt;

?(t) - nosozliklar oqimi parametri.

Qayta tiklanmaydigan va tiklanadigan tizimlarning ishonchliligining ko'rsatilgan ko'rsatkichlari o'rtasida aniq bog'liqliklar mavjud, garchi ularni ba'zi turdagi zaxiralar uchun aniqlash qiyin bo'lishi mumkin. Shuning uchun amalda barcha ko'rsatkichlar bo'yicha tizimning ishonchliligini hisoblashning hojati yo'q. Bir yoki ikkita ko'rsatkich etarli.

Ortiqcha, tiklanmaydigan tizimlarning ishonchliligini P(t) ehtimolligi yordamida baholash eng to'g'ri. Ushbu ko'rsatkich ishonchlilikni to'liq baholashga imkon beradi, rasmda ko'rsatilgan asosiy usullar va ortiqcha usullarni hisoblash juda aniq va nisbatan oson. 1 .

MTBF T 1 quyidagi sabablarga ko'ra keraksiz tizimlarning ishonchliligini baholash uchun ishlatilmasligi kerak:

Ortiqcha tizimning birinchi ishdan chiqishigacha bo'lgan vaqtni taqsimlash qonuni ko'p parametrli; bu holda tasodifiy o'zgaruvchining T 1 matematik kutilishi - birinchi muvaffaqiyatsizlikka qadar vaqt - tasodifiy o'zgaruvchining o'zini to'liq baholamaydi;

T 1 integral ko'rsatkich bo'lib, formula bo'yicha hisoblanadi

shundan ko'rinib turibdiki, nosozliksiz ishlash ehtimoli butun vaqt o'qi bo'ylab birlashtirilgan. Agar tizim qisqa ish vaqti t uchun mo'ljallangan bo'lsa, u holda formula ( 1 ) buni hisobga olmaydi.

Buzilish chastotasi F(t) va buzilish intensivligi?(t) yetarli darajada aniq emas, ular tizimlarning boshqa umumiy ko'rsatkichlari, masalan, samaradorlik, sifat kabi ko'rsatkichlarga kiritilmagan, shuning uchun bu ko'rsatkichlar ishonchlilik hisoblarida yordamchi ko'rsatkichlar sifatida ishlatiladi.

Ortiqcha qayta tiklanadigan tizimlarning ishonchliligini K r (t) tayyorlik funksiyasi yoki K g mavjudlik koeffitsienti bilan baholash tavsiya etiladi.Birinchisi, qisqa ish vaqtiga ega, ikkinchisi - uzoq muddatga ega bo'lgan ortiqcha tizimlarning ishonchliligini baholash uchun ishlatiladi. ish vaqti. Uzoq muddatli foydalanish uchun keraksiz, tiklanadigan tizimlarning ishonchliligini tahlil qilish uchun siz nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqtdan ham foydalanishingiz mumkin.

Murakkab tizimlar odatda turli rejimlarda ishlaydi. Bir rejimda ular ta'mirlashga ruxsat bermasligi mumkin, boshqasida ular ta'mirlanishi mumkin. Ba'zi funktsiyalarni bajarishda tizim ortiqcha bo'lmasligi mumkin, boshqa funktsiyalarni bajarishda tizimli ravishda ortiqcha bo'lishi mumkin. Masalan, parvoz qilayotgan samolyotni boshqarish tizimi amalda ta'mirlanmaydi, lekin qo'ngandan keyin uni to'liq tiklash mumkin. Bunday hollarda ishonchlilik tahlili bir nechta mezonlar yordamida amalga oshirilishi kerak. Masalan, samolyotni boshqarish tizimida, parvoz vaqtida nosozliklarsiz ishlash ehtimoli va mavjudlik omili bo'yicha. Barcha ishonchlilik ko'rsatkichlari o'zaro aniq bog'liqliklarga ega bo'lganligi sababli, ko'plab mezonlar orasida bittasi mavjud bo'lib, ularning qondirish barcha ishonchlilik ko'rsatkichlarini ta'minlashga olib keladi.

Ko'p mezonli tizimlarda umumlashtirilgan mezonlardan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Samolyotni boshqarish tizimida umumiy ishonchlilik mezoni boshqaruv tizimining istalgan ixtiyoriy vaqtda ishlashga tayyor bo'lishi va parvoz vaqtida ishlamay qolishi ehtimoli bo'lishi mumkin.

4.4.2. Ortiqcha tiklanmaydigan tizimlarning ishonchliligini hisoblash.

Rasmda ko'rsatilgan ortiqcha tizimlarning ishonchliligini hisoblash. 1 , quyidagi formulalar bo'yicha amalga oshiriladi.

a) Doimiy zaxira bilan umumiy ortiqcha:

(7)

(8)

bu erda T 0 - bitta ortiqcha bo'lmagan tizimning birinchi ishdan chiqishigacha bo'lgan vaqt;

P(t) - bitta ortiqcha bo'lmagan tizimning t vaqtida nosozliksiz ishlash ehtimoli; m - bron qilish nisbati.

b) almashtirish yo'li bilan umumiy bron qilish:

(9)

(10)

Qayerda? - bitta ortiqcha bo'lmagan qurilmaning ishdan chiqish darajasi.

c) Doimiy zaxira bilan alohida ortiqcha:

(11)

bu erda P i (t) - i-ortiqcha tugunning bir elementining t vaqt ichida nosozliksiz ishlash ehtimoli; m - zahiralangan tugunlar soni.

d) almashtirish bilan alohida bron qilish:

(12)

Aralash turdagi zaxiralarga ega bo'lgan ortiqcha tiklanmaydigan qurilmalarning ishonchliligini tahlil qilish ham formulalar yordamida amalga oshiriladi. Ishlashning strukturaviy diagrammasi ketma-ket parallel formulaga tushirilgan holatlar uchun ular ehtimollarni qo'shish va ko'paytirishning taniqli teoremalari va umumiy ehtimollik formulasi yordamida olinishi mumkin.

Agar tizimning ishlashi ketma-ket parallel kontaktlarning zanglashiga olib kelmasa, u holda ishlamay qolish ehtimoli formuladan foydalanib hisoblanishi kerak.

bu yerda P i (t) - i-chi qulay gipoteza ehtimoli;

N - qulay farazlar soni.

Bu holatda tizimning ishlashini tavsiflash va P(t) ni hisoblash uchun mantiqiy-ehtimoliy usullardan foydalanish maqsadga muvofiqdir.

4.4.3. Qayta tiklangan ortiqcha tizimlarning ishonchliligini hisoblash.

K g (t), K g va T ko'rsatkichlarini olish uchun hisoblash formulalarini faqat cheklangan ko'plik m c bilan ortiqcha oddiy holatlar uchun olish mumkin. Umuman olganda, navbat modeli qo'llaniladi. Hisoblash usuli quyidagicha.

1. Ishonchlilikni hisoblashning strukturaviy sxemasi tuziladi. Har bir qurilmaning ishlamay qolish darajasi va tiklanish tezligi ko'rsatilgan.

2. Belgilangan texnik intizomni hisobga olgan holda tizim holatlarining grafigi tuziladi.

3. Navbat turidagi differensial tenglamalar tizimi tuzilgan.

4. Tenglamalar sistemasi kompyuterda standart dasturlar yordamida yechiladi.

Tizim holatlari soni juda ko'p (bir necha yuz yoki undan ko'p) bo'lsa, taqdim etilgan usul ishonchlilik ko'rsatkichlarini kerakli aniqlik bilan topishga imkon bermaydi. Bunday hollarda siz quyidagi usullardan birini qo'llashingiz mumkin:

a) tizimli davlatlarning unifikatsiyasi (kengaytirilishi);

b) holat grafigining birlashtiruvchi yo'llari;

v) holat grafigini qisqartirish.

Ushbu usullar murakkab tizimning ishonchliligini yuqoridan va pastdan baholash imkonini beradi.

Quyidagi texnika ham samarali bo'lishi mumkin.

1. Ishonchlilikni hisoblashning strukturaviy sxemasi tuziladi.

2. Sxema alohida mustaqil tiklash bo'limlariga bo'linadi.

3. Barcha mustaqil bo'limlar uchun holat grafiklari tuziladi.

4. Bo'limlarning har biri uchun navbat turidagi differentsial tenglamalar tizimi tuzilgan.

5. Tenglamalar sistemasi kompyuterda yechilib, alohida mustaqil kesmalar uchun K g (t), K g va T ishonchlilik ko rsatkichlari topiladi.

6. Tizim ishonchliligi ko'rsatkichlari formulalar yordamida bo'limlarning ma'lum ishonchlilik ko'rsatkichlari yordamida hisoblanadi

(14)

bu yerda K g i - i-mustaqil qismning mavjudlik koeffitsienti;

T i - i-mustaqil bo'limning nosozliklari orasidagi vaqt;

K - mustaqil bo'limlar soni.

Agar tizimning nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqti o'rtacha tiklanish vaqtidan sezilarli darajada oshsa, u holda . Qachonki, texnik xizmat ko'rsatishning ustuvorligi murakkab tizimning ishonchliligiga deyarli ta'sir qilmaydi. Keyin tizimga texnik xizmat ko'rsatish teskari ustuvorlik bilan amalga oshiriladi deb taxmin qilish oqilona.

Ushbu xizmat intizomi bilan murakkab tizimning ishlashi daraxt tipidagi grafik bilan tavsiflanadi va yechimni analitik ifodalar shaklida olish mumkin. Ko'p sonli shtatlar uchun yechimni kompyuter yordamida raqamli usullar bilan olish mumkin.

4.5. Berilgan ishonchlilik talablari uchun tizim strukturasini tanlash.

Ishonchlilik talablariga javob beradigan tizim strukturasini tanlashda, uning ishonchliligi ma'nosida tizimning teng kuchliligi printsipidan foydalanish kerak. Ushbu tamoyilga asoslanib, tizimning bir xil darajada murakkab qismlari bir xil darajada ishonchli bo'lishi kerak. Bundan kelib chiqadiki, agar tizim ishonchlilik talablariga javob bermasa, unda birinchi navbatda tizimning eng kam ishonchli qismlarining ishonchliligini oshirish kerak. Bunday holda, bron qilish turlari va usullarining jismoniy maqsadga muvofiqligi bo'yicha cheklovlarni hisobga olish kerak.

Shu tarzda olingan tizimning tuzilishi og'irligi, narxi va o'lchamlari bo'yicha optimal bo'lmaydi. Optimal tuzilmani olish uchun optimallashtirish masalasini shakllantirish va hal qilish kerak. Bu muammo jismoniy imkoniyatlarni cheklash bilan optimal rezervlash muammosini kamaytiradi.

Dizayn jarayonida ortiqcha tizim strukturasini tanlashda quyidagi ko'rsatmalarni hisobga olish foydali bo'ladi.

1. Har qanday turdagi strukturaviy ortiqcha uchun tizim ishonchliligining ortishi yuqoriroq bo'lsa, qurilmalar qanchalik ishonchli bo'lsa, ortiqcha. Strukturaviy ortiqchalikning ushbu asosiy qarama-qarshiligidan shuni ko'rsatadiki, murakkab tizim elementlari va qurilmalarining ishonchliligini oshirishning barcha boshqa usullari qabul qilingan taqdirda uni qo'llash maqsadga muvofiqdir.

2. Ishonchlilikning eng katta daromadi sirg'alib bron qilishdan kelib chiqadi, so'ngra almashtirish bilan ajrating, doimo yoqilgan zaxira bilan ajrating va nihoyat, umumiy, alohida va umumiy almashtirish bilan. Ushbu bayonot qo'shimcha texnik qurilmalarni talab qiladigan strukturaviy ortiqcha bo'lishning jismoniy imkoniyatlarini hisobga olmagan holda haqiqatdir. Misol uchun, toymasin ortiqcha asosiy tizimning o'xshash elementlarini va ularning holatini doimiy monitoringini talab qiladi, bu faqat boshqaruv va aloqa mashinalari yordamida ta'minlanishi mumkin. Bunday mashinalar juda murakkab va ishonchsiz bo'lishi mumkin va rulonli rezervatsiyalar boshqa turlarga qaraganda kamroq samarali bo'lishi mumkin.

Har doim yoqilgan zahiraga ega bo'lgan alohida tizimli ortiqcha bilan tizimning chiqish xususiyatlarining barqarorligini ta'minlash qiyin bo'lishi mumkin. Asosiy yoki zaxira elementlarning ishdan chiqishida chiqish xarakteristikalari shunchalik o'zgarishi mumkinki, tizimning ishdan chiqishi sodir bo'ladi. Bularning barchasi bron turini tanlashda e'tiborga olinishi kerak. Strukturaviy ortiqcha turini oqilona tanlash faqat mumkin bo'lgan variantlarni qiyosiy tahlil qilish natijasida amalga oshirilishi mumkin.

3. Qisqa vaqt davomida (bir necha soat) ishlashga mo'ljallangan murakkab tiklanmaydigan tizimlarning ishonchliligini oshirish uchun ishonchlilikni ta'minlashning eng samarali usuli - bu har doim yoqilgan zaxira bilan zaxira. Bundan tashqari, ko'p hollarda tizimni faqat bitta nosozlikdan himoya qilish kifoya, ya'ni. bo'lingan takrorlashni qo'llang. Ushbu turdagi tizimlar samolyotlarni boshqarish tizimlari, himoya tizimlari va boshqalar bo'lishi mumkin.

4. Ishonchlilikni oshirish uchun nosozlik darajasi yuqori bo'lgan murakkab tizimlarda, shuningdek, turli o'lchov tizimlarida, odatda mos keladigan ("ovoz berish") sxemalar yordamida amalga oshiriladigan fraksiyonel ortiqcha foydalanish foydali bo'ladi.

5. Qayta tiklangan tizimlarning ishonchliligini oshirish uchun tizimni o'chirmasdan ishlamay qolgan qurilmalarni qayta tiklash imkoniyati bilan ortiqcha bo'lish tavsiya etiladi. Shu bilan birga, ishonchlilikni oshirishning eng samarali usuli - muvaffaqiyatsiz elementlarning tiklanish vaqtini qisqartirishdir.

5 . VAQTINCHI BAZIRLASH YO'LLARI VA USULLARINI TANLASH

5.1. Vaqtinchalik bron qilishning asosiy usullari va usullari.

5.1.1. Tizimning ishlash muddatini ko'paytirish.

Tizimda ma'lum bir vazifani bajarish uchun maqsadli sana T mavjud. t o topshiriqni qabul qilish momenti va uni bajarishning maqsadli sanasi T o'rtasidagi vaqt oralig'i tizimning ishlash vaqti t = T - t o. Operatsion vaqt t ning minimal talab qilinganidan oshib ketishi to'ldirilmaydigan vaqt zahirasi t p = t - t z ni tashkil qiladi. Agar topshiriq davomida ish hajmini oldindan hisoblash mumkin bo'lsa, u holda bo'sh vaqt ma'lum miqdordir. Agar ish miqdori noma'lum bo'lsa va tasodifiy o'zgaruvchi bo'lsa, u holda bo'sh vaqt tasodifiy o'zgaruvchi bo'ladi. Operatsion vaqtni ko'paytirish vazifani bajarishning ehtimollik xususiyatlarini yaxshilaydi, lekin haqiqiy mahsuldorlikni pasaytiradi. Bu bilan bog'liq yo'qotishlar ishonchlilikni ta'minlash xarajatlariga aylanadi, bu esa strukturani zaxiralash uchun zaxira uskunalari xarajatlari bilan taqqoslanishi kerak.

5.1.2. Hosildorlikni oshirish.

Agar C o tizimining ishlashi shunday bo'lsa, rejalashtirilgan ish hajmi ajratilgan operatsion vaqt t ichida to'liq bajarilsa, u holda zahira vaqti yo'q. Agar siz unumdorlikni DC = S o - S miqdoriga oshirsangiz, u holda vazifaning bir xil hajmi t z = tC / S o vaqtida bajarilishi mumkin, keyin esa qolgan vaqt t r = t - t z = tDC / S. o vaqt zaxirasini hosil qiladi. Ortiqcha xarajatlar nominal quvvatdan to'liq foydalanilmasligi va elementlarning ishdan chiqishining umumiy oqimining mumkin bo'lgan ortishi bilan bog'liq.

5.1.3. Elementlarning ko'p kanalli ulanishi.

Umumiy vazifani bajarish uchun har biri C sig'imga ega bo'lgan tizimning bir nechta strukturaviy elementlari parallel ravishda ulanishi mumkin. Parallel ulanishning ikki turi mavjud. Zaxira ulanish bilan asosiy deb ataladigan ba'zi elementlar foydali ishlarga kiritiladi va tizimni ba'zi C o ishlashi bilan ta'minlaydi. Elementlarning zaxira deb ataladigan boshqa qismi tizimning ishlashini ta'minlash va C o darajasida nominal ishlashni barqarorlashtirish uchun mo'ljallangan. Zaxira elementlari asosiy elementlarning ishdan chiqishidan keyin foydali ishlarga kiritiladi. Parallel ulanishning yana bir turi ko'p kanalli ulanish bo'lib, unda barcha funktsional elementlar foydali ishlarni bajaradi, tizim ish faoliyatini oshiradi. Hosildorlik zahirasi vaqt zahirasini yaratadi. Ko'p kanalli tizimlarga mashinasozlikda ko'p tarmoqli avtomatik liniyalar, energetika sohasidagi ko'p tarmoqli quvurli transport tizimlari, ko'p protsessorli hisoblash tizimlari, ko'p kanalli aloqa tizimlari, ko'p kanalli o'lchash tizimlari kiradi.

M operatsion kanali bo'lgan tizimning ishlashi C o = K m mc formulasi bilan aniqlanadi, bu erda K m - parallellik koeffitsienti, parallel ishlarni tashkil qilish uchun xos bo'lgan unumdorlik yo'qotishlarini va vazifaning parallellashtirishga moslashishini hisobga oladi ( 1 / m ? K m ? 1). Operatsion vaqt t da bajarilishi mumkin bo'lgan maksimal ish hajmi V m = C o t ga teng. Agar ish hajmi V< V m , то образуется резерв времени t р = t (1 - V / V m).

Agar V / V m > (m - 1) K m-1 / mK m bo'lsa, u holda boshqalari benuqson ishlayotgan bo'lsa ham, parallel ishlaydigan elementlarning hech biri vazifaning butun muddati davomida tizimdan olib tashlanishi mumkin emas. Bu ko'p kanalli ulanishni zaxiradan ajratib turadigan xarakterli xususiyatlardan biridir.

5.1.4. Saqlash birliklarida mahsulot zahiralarini yaratish.

Ishlashning asosiy mezoni tayyor mahsulotlarning ma'lum bir ritmda chiqishi bo'lgan tizimlarda ishonchlilikni oshirish uchun oraliq yoki ishlab chiqarilgan mahsulotni saqlash qurilmalaridan foydalanish mumkin. Tizim kirishi va mahsulot yetkazib berishni o'z ichiga olgan saqlash qurilmasi o'rtasida joylashgan har qanday qurilmalarning ishdan chiqishi, muvaffaqiyatsiz qurilma va tizim chiqishi o'rtasidagi barcha saqlash qurilmalaridagi zaxiralar tugamaguncha tizimning ishdan chiqishiga olib kelmaydi. Agar tizimning chiqishida tizimda faqat bitta haydovchi o'rnatilgan bo'lsa, u vaqt oralig'iga teng vaqt zaxirasini yaratadi, bu vaqt davomida nosozlik tufayli chiqish mahsulotining etishmasligi haydovchidagi zaxiralar bilan qoplanishi mumkin. Bunday zaxira, tizimning ishonchliligiga ta'sir qilish darajasi bo'yicha, paragrafda muhokama qilingan umumiy qayta tiklanmaydigan vaqt zaxirasiga tengdir. 5.1.1 . Oraliq ombordagi mahsulotlar zaxirasi saqlash va tizim kiritish o'rtasida joylashgan qurilmalar guruhi uchun zahira hosil qiladi. Shuning uchun u guruh rezervi deb ataladi.

Ketma-ket tizimning kiritilishi va eng yaqin haydovchi o'rtasida, qo'shni drayvlar o'rtasida, oxirgi oraliq haydovchi va tizimning chiqishi o'rtasida joylashgan quyi tizim tizimning fazasi yoki bo'limi deb ataladi. Kamida bitta oraliq saqlash moslamasini o'z ichiga olgan tizim ko'p fazali (ko'p qismli) deb ataladi. Har bir bosqich bir kanalli yoki ko'p kanalli bo'lishi mumkin. Ko'p fazali tizimlar tuzilmalarining variantlari rasmda ko'rsatilgan. 2 .

To'ldirish uchta usuldan birida amalga oshiriladi:

Mahsulotlarni davriy tashqi etkazib berish tufayli;

Kirish fazasining ishlash zaxirasi tufayli;

Kirish fazasidan mahsulotlarni qabul qilish natijasida chiqish bosqichida nosozliklar yuzaga kelganda.

Zaxiralash xarajatlari drayvlarni o'rnatish, ulardagi zaxiralarni saqlash, drayverlarga texnik xizmat ko'rsatish va zaxirani tashkil etuvchi mahsulotlarni ishlab chiqarish tsiklidan vaqtincha chiqarib tashlash bilan bog'liq.

Guruch. 2. Ko'p fazali tizimlar tuzilmalarining variantlari.

Guruch. 3. Ko'p kanalli ko'p fazali tizimlarning konstruktsiyalarini rekursiv qurish

5.1.5. Tizimlarning funksional inertsiyasini yaratish.

Funktsional inertsiya shundan iboratki, alohida elementlar ishlamay qolganda, chiqish parametrlari to'plami bilan belgilanadigan va ruxsat etilgan parametr qiymatlarining ko'p o'lchovli maydonidagi nuqta bilan ifodalanadigan tizim holatining o'zgarishi, yangi barqaror holatga o'tish sodir bo'ladi. bir zumda emas, balki ma'lum bir chekli tezlikda sodir bo'ladi. Agar yakuniy holat ishlamay qolsa, u holda yangi holatga o'tishda ishlashga yaroqlilik hududining chegarasi kesib o'tiladi, bu tizimning ishdan chiqishi sifatida talqin etiladi. Element sodir bo'lmagan paytdan boshlab tizim ishlamay qolguncha vaqt oralig'i zaxira vaqtini tashkil qiladi. Vaqt zaxirasining miqdori texnik vositalar bilan, xususan, tizimning chiqish parametrlarining o'zgarishiga olib keladigan tashqi buzilishlarni bostirish, shovqinga chidamli ish algoritmlarini qo'llash, ish rejimini o'zgartirish (engillashtirish), yuqori chastotali komponentlarni filtrlash orqali tartibga solinishi mumkin. tizimning harakatlanishi, parametrlarning o'zgarish tezligini kamaytiradigan yoki ishlash hududida harakat traektoriyasining uzunligini oshiradigan tuzatuvchi harakatlarni yoqish. Bundan kelib chiqadiki, vaqt zaxirasini yaratish muayyan apparat xarajatlarini va tizim ishini yanada moslashuvchan boshqarishni talab qiladi. Ushbu xarajatlarni bron qilishning boshqa turlari va usullari xarajatlari bilan solishtirish mumkin. Ushbu usulning eng samarali qo'llanilishi uzluksiz texnologik jarayonlarni boshqarish tizimlarida, issiqlik ta'minoti tizimlarida, issiqlik stabilizatsiyasida, hayotni ta'minlashda, bosqichma-bosqich parametrik buzilishlar bilan mexanik tizimlarda va hokazolarda bo'ladi. Vaqt zaxirasi elementning buzilishini bartaraf etish uchun ishlatilishi mumkin. Vaqt zaxirasi tugagunga qadar nosozlik bartaraf etilsa, u tizimdagi nosozlikka aylanmaydi, bu nosozliklar oqimini saralashni va ishonchlilikni oshirishni ta'minlaydi.

5.1.6. Texnik xususiyatlarni tiklash uchun tizim va uning alohida qurilmalarining ishlamay qolgan davrlaridan foydalanish. Tizimning qisman yuklanishi yukni zaxiralashning bir turi hisoblanadi. Ishlash qobiliyatini tiklash, nazorat tartib-qoidalarini bajarish va tovar-moddiy zaxiralarni standart darajaga qaytarish uchun vaqt zahirasi sifatida ishlamaslik davrlari qo'llaniladi. Ish uchun so'rovlarni qabul qilishning ma'lum bir sxemasini hisobga olgan holda, vaqt zaxirasining qiymati ham tizimning ishlashiga bog'liq. Elementlarning parallel ulanishlaridan foydalanib, zaxira vaqtini yanada oshirishingiz mumkin.

5.1.7. Aralash usullar. Oldin sanab o'tilgan vaqtni band qilish usullarining barchasi turli kombinatsiyalarda ishlatilishi mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan usullar quyidagilardir:

Hosildorlikni oshirish va funktsional inertsiyani yaratish;

Ko'p kanalli ulanish va mahsulot zahiralarini yaratish;

Hosildorlikni oshiring va bo'sh vaqtlardan foydalaning.

Birinchi va ikkinchi usullarda tizimlarda to'ldirilmaydigan va to'ldiriladigan komponentlar bilan birlashtirilgan vaqt zaxirasi yaratiladi. Uchinchi usul bilan birlashtirilgan vaqt zaxirasi ham yaratiladi, ammo to'ldirilgan qism faqat vazifani bajarish intervallari orasidagi pauzalarda qo'llaniladi.

5.2. Vaqt zaxirasining samaradorligini oshirish usullari.

5.2.1. Yaxshilangan texnik xizmat. Qayta tiklash vaqtini qisqartirish bo'sh vaqt davomida bajarilgan tiklanishlarning o'rtacha sonini va bo'sh vaqt ichida tiklanish ehtimolini oshirishga imkon beradi. Shunga ko'ra, masal nosozliklari soni ortadi va barcha ishonchlilik ko'rsatkichlari ortadi.

5.2.2. Amortizatsiyalangan nosozliklar ulushini va eskirgan ish vaqtining qiymatini kamaytirish.

Ish vaqtining amortizatsiyasi qayta ishlash ob'ekti (buyum) tomonidan ma'lum sifatni yo'qotishiga olib keladigan nosozliklarning qaytarilmas salbiy oqibatlari tufayli yuzaga keladi (qismlarga ishlov berishdagi nuqsonlar, metall eritish texnologiyasini buzish, ma'lumotlarning aniqlanmagan buzilishi). Ishning amortizatsiyasi ishning to'liq yoki bir qismini takrorlash zaruriyatiga olib keladi. Buning uchun zarur bo'lgan vaqt zahira vaqtidan olib tashlanadi, bu vaqt zaxirasining samaradorligini pasaytiradi. Yaroqsiz nosozliklar ulushini kamaytirish uchun turli xil himoya vositalari qo'llaniladi: axborotni qayta ishlashdagi xatolar uchun tuzoqlar, axborotni buzish oqibatlarining nazoratsiz tarqalishining oldini olish; ishlov berilayotgan tugunlarning mexanik shikastlanishiga yo'l qo'ymaydigan blokirovka qiluvchi qurilmalar; texnologik jarayonni avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarida ish rejimlarini almashtirish, boshqaruv uskunalarida nosozliklar yuzaga kelganda texnologik jarayonni maqbul favqulodda holatga o'tkazish qurilmalari. Amortizatsiya qilingan ish vaqti miqdorini kamaytirish uchun axborot va hisoblash tizimlarida nazorat punktlari o'rnatiladi, ulardan ishning joriy bosqichini takrorlash mumkin. Vazifa ko'p sonli bosqichlarga bo'linganda, amortizatsiya qilingan ish vaqti bir necha marta kamayishi mumkin.

5.2.3. Ko'p kanalli tizimda o'zaro yordam va kanallarning almashinuvini tashkil etish.

Ko'p kanalli tizimning ishini tashkil etishning eng oddiy shakli umumiy vazifani alohida kanallar tomonidan bajariladigan bir nechta avtonom qismlarga bo'lishdir. Biroq, havolalar muvaffaqiyatsizlikka uchraganda, ishning bir qismining bajarilishi sezilarli darajada kechiktirilishi va butun ishning bajarilishini kechiktirishi mumkin. Kanallar o'rtasida o'zaro aloqa va o'zaro yordamni tashkil qilish orqali vazifani bajarish uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartirish mumkin. Keyin topshiriqning o'z qismini boshqalardan oldinroq bajargan kanallar vazifaning boshqa qismini bajarishda ishtirok etishlari mumkin. Kanallarning bunday almashinishi bilan, butun vazifa bajarilmaguncha ishlaydigan kanallarning hech biri bo'sh qolmaydi.

5.2.4. Vazifalarni parallellashtirish uchun samarali algoritmlarni yaratish.

Bir kanalli tizimda ketma-ket bajarilgan ish, agar samarali parallelizatsiya algoritmi topilgan bo'lsa, vaqtinchalik ortiqcha ish sharoitida ko'p kanalli tizimda bajarilishi mumkin. Eng qulay holatda, vazifani bajarish vaqti, kanallar sonidan qat'i nazar, kanallar soniga teskari mutanosib ravishda qisqartiriladi. Bunday vazifa cheksiz bo'linish deb ataladi. Eng kam qulay holatda, parallel algoritm yaratish mumkin bo'lmaganda, topshiriqni bajarish vaqti bir kanalli tizimga nisbatan kamaymaydi (bo'linmas vazifa holati). Boshqa barcha holatlar ushbu ekstremallar orasida joylashgan. Parallellashtirish samaradorligi K koeffitsienti bilan baholanadi, bu eng kam qulay holatda topshiriqni bajarish vaqtlari va ushbu algoritmdan foydalanganda eng ko'p va eng kam qulay holatlarda vazifani bajarish vaqtlari farqiga nisbatiga teng. Bu koeffitsient 0 dan 1 gacha o'zgarib turadi. Vaqt zaxirasi K = 1 da maksimal.

5.2.5. Samarali monitoring va diagnostikani tashkil etish.

Boshqarishning cheklangan to'liqligi bilan yashirin nosozliklar davrlari paydo bo'ladi, chunki nazorat qilish vositalarida aniqlanmagan nosozliklar biroz kechikish bilan ikkinchi darajali ko'rinishlar bilan aniqlanadi. Bu davrlar vaqt zaxirasini kamaytiradi. Bundan tashqari, ishlamay qolgan asbob-uskunalar bilan ishlash, ish vaqtining amortizatsiyasiga va zaxira vaqtini qo'shimcha ravishda qisqartirishga olib kelishi mumkin. Boshqaruvning ishonchsizligi diagnostika muolajalarining noto'g'ri faollashishiga va zahira vaqtining qo'shimcha sarflanishiga olib keladi. Boshqa tomondan, nazoratning to'liqligi va ishonchliligini oshirish qo'shimcha resurslardan foydalanish orqali erishiladi va ishonchlilikning pasayishiga olib keladi. Shunga ko'ra, jami tiklanish vaqti va zaxira vaqtini iste'mol qilish o'rtacha oshadi. Vaqtinchalik bron qilish samaradorligini oshirish uchun nazorat va diagnostika vositalarining parametrlarini optimallashtirish kerak. Keyin zahira vaqtining umumiy iste'moli minimal bo'ladi.

5.2.6. Yaxshilangan texnik xizmat.

Qayta tiklash vaqti ko'pgina tizimlarda sarflangan zahira vaqtining asosiy qismini tashkil qiladi. Shuning uchun, texnik xizmat ko'rsatishni yaxshilash, bo'shashmaslik vaqtini ko'paytirish bilan tengdir. Zaxiralashning samaradorligi bo'sh vaqtning mutlaq qiymati bilan emas, balki uning o'rtacha tiklanish vaqtiga nisbati bilan belgilanadi.

5.2.7. Aralashtirilgan rezervatsiyalardan foydalanish. Ortiqchalikning asosiy xususiyati vaqt zaxirasi bo'lgan tizimlarda ham kuzatiladi: vaqt zaxirasini joriy etishdan ishonchlilikning ortishi yuqori bo'lsa, dastlabki tizim qanchalik ishonchli bo'ladi. Shuning uchun vaqtinchalik bron qilish samaradorligini oshirish uchun tizimli rezervlashdan foydalanish mumkin. Ishonchlilikning umumiy daromadi ortiqcha har ikkala turdagi alohida olingan daromadlar mahsulotidan oshadi.

5.3. Vaqt zahirasi va ishonchliligini hisoblash sxemalari bilan tizimlarning tasnifi.

5.3.1. Asosiy tasnif sxemasi tasniflash belgilarining ikkita guruhini o'z ichiga oladi: taqsimlash qonunining turi va strukturaviy parametrlar.

5.3.2. Tarqatish qonunining turini ko'rsatish uchun ikkita raqam qo'llaniladi, unda ish vaqti va tiklanish vaqtini taqsimlash qonunlari ko'rsatilgan. Standart taqsimotlarni ko'rsatish uchun quyidagi belgilar qo'llaniladi: M - eksponensial, E - Erlang, N - normal, W - Weibull-Gnedenko, D - degenerat, ?M - gipereksponensial, G - pro5.3.3. Strukturaviy parametrlar sifatida kanallar soni m va fazalar soni n ishlatiladi. Bunday holda, ushbu parametrlardan biri qavs ichida yoziladi va shu bilan qaysi ulanish (parallel yoki ketma-ket) tashqi ekanligini ko'rsatadi. m(n) ni yozishda parallel ulanish tashqi bo'ladi (1-rasm). 3 , a) va yozganda m(n) - ketma-ket (1-rasm). 3 , b).

5.3.4. Har bir fazaning har bir kanali, o'z navbatida, m 1 (n 1) yoki (m 1) n 1 turdagi ketma-ket parallel ulanishga ega bo'lishi mumkin. Tizim strukturasi va kanal strukturasining birgalikdagi ko'rsatkichi quyidagi yozuvlarga olib keladi: m(n(m 1 (n 1))), m(n((m 1)n 1)), (m(m 1 (n 1)) ))n, (m((m 1)n 1))n (rasm). 3 , c - e).

Rasmdan. 3 m(n((m 1)n 1)) sxemasi m(nn 1 (m 1)) ga, sxemasi esa (m(m 1 (n 1)))n ga ekvivalent ekanligi aniq. sxema (mm 1 (n 1) )n. Agar kerak bo'lsa, strukturaning rekursiv murakkablashishi mumkin.

5.3.5. Har bir sinfda beshta yordamchi xarakteristikalar qo'shimcha ravishda ko'rsatilishi mumkin, ularga ko'ra X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 kichik sinflar shakllanadi. X 1 raqami vaqt zaxirasining turini bildiradi (0 - to'ldirilmaydigan, 1 - to'ldirilgan, 2 - birlashtirilgan, 3 - murakkab cheklovlar bilan), X 2 - oqibatlarga ko'ra nosozlik turi (0 - eskirmaydigan, 1 - amortizatsiya qiluvchi, 2 - ikkala turdagi). X 3 toifasida ortiqchalikning boshqa turlarining mavjudligi qayd etiladi (0 - boshqa ortiqcha turlari yo'q, 1 - tarkibiy ortiqcha, 2 - boshqa). X 4 toifasida qo'llaniladigan ishlash monitoringi turi ko'rsatilgan (0 - uzluksiz, 1 - davriy, 2 - aralash). X 5 qatori tizim yukining turini aks ettiradi (0 - uzluksiz, 1 - o'zgaruvchan yoki tasodifiy). Ayrim toifalarda kichik sinflar kengaytirilganda, X befarqlik belgisi o'rnatiladi.

Belgilanishning ikkita misolini ko'rib chiqaylik: MM1(1)(00000) - ish vaqti va tiklanish vaqtining eksponensial taqsimotiga ega, to'ldirilmaydigan vaqt zaxirasi, eskirmaydigan nosozliklar, boshqa ortiqcha turlarisiz, bir kanalli bir fazali tizim. uzluksiz monitoring va uzluksiz yuklash;

WE m (1)(22111) - Weibull ish vaqtini taqsimlash, Erlang tiklash vaqtini taqsimlash, birlashtirilgan vaqt zahirasi, ikki turdagi nosozliklar, davriy monitoring va tasodifiy yuklash bilan ko'p kanalli bir fazali tizim.

Agar kerak bo'lsa, X 5 toifasida siz qo'shimcha ravishda topshiriqning bosqichlari sonini (yoki bosqichning davomiyligini) va topshiriq hajmini yoki topshiriq bosqichini taqsimlash turini qayd etish uchun ij indekslaridan foydalanishingiz mumkin.

5.4. Ishonchlilikni hisoblash uchun dastlabki ma'lumotlar va tizim sintezi paytida tanlash uchun parametrlar.

Ishonchlilikni hisoblash uchun kirish ma'lumotlari sifatida quyidagi ma'lumotlar talab qilinadi.

o'zboshimchalik bilan taqsimlash.

5.4.1. Paragraf qoidalariga muvofiq tuzilgan tasnif mezonlari. 5.3 va GG mn (X 1 X 2 X 3 X 4 X 5) shakliga ega.

5.4.2. Ishonchlilik va barqarorlik xususiyatlari. MM mn tipidagi tizim uchun L va M vektorlari nosozlik va tiklanish tezligi, EE mn tizimi uchun Erlang taqsimlash parametrlarining ikkita to'plami ko'rsatilgan: (m i, ? i) va (k i, ? i), . Boshqa taqsimotlar uchun parametrlar xuddi shunday kiritiladi.

5.4.3. Kanal ishlashi, bu erda i - faza raqami, j - kanal raqami. Har bir kanal murakkab tuzilishga ega bo'lsa, unda indekslar soni va to'plam elementlari soni ortadi.

5.4.4. Saqlash hajmi bu erda i - faza raqami, j - kanal raqami. Xususan, amalda cheklanmagan hajmdagi saqlash qurilmasi bo'lishi mumkin. Keyin belgi bilan tanishtiring

5.4.5. Drayvlarni dastlabki to'ldirish. Bu aniq

5.4.6. Har bir fazaning ishlashining ruxsat etilgan pastki qiymati C in. Agar faza ko'p kanalli bo'lsa, u holda kanallarning ruxsat etilgan soni m i * vaqt zaxirasi mavjudligiga qaramay, operatsion kanallar soni m i * dan kam bo'lsa, faza o'z funksionalligini butunlay yo'qotadigan tarzda o'rnatiladi.

5.4.7. Saqlash tanklaridagi zahiralarni to'ldirish va iste'mol qilishning ruxsat etilgan maksimal intensivligi (tezligi) va . Drayv kirishidagi qurilma nosozligi, agar C ij > q ij bo'lsa, haydovchidagi zaxiralar yordamida to'liq bartaraf etilmaydi. Xuddi shunday, agar haydovchining chiqishida muvaffaqiyatsiz qurilmaning ishlashi C ij > bo'lsa? ij, keyin zahiralarni to'ldirish jadallik bilan sodir bo'ladi? ij, C ij emas. Agar keyin ular cheksiz saqlash hajmi haqida gapirishadi.

5.4.8. Darhol to'ldiriladigan vaqt zaxirasining qiymati Umumiy holda, u har bir bosqichning har bir kanali uchun alohida o'rnatiladi, chunki funksionallikni tiklash kechiktirilsa, texnologiya buzilishi yuzaga keladigan shartlar hisobga olinadi. Shunday qilib, bir zumda to'ldiriladigan zaxira element-element hisoblanadi. Ammo printsipial jihatdan t qij = t q bo'lishi mumkin - barcha qiymatlar bir xil.

5.4.9. Vazifaning hajmi V s, tizim tomonidan ishlab chiqarilishi kerak bo'lgan mahsulot miqdori bilan belgilanadi. Murakkab hollarda V z o‘rniga vazifa hajmi har bir V z i yoki har bir band davr va har bir V z ij bosqich uchun ko‘rsatiladi. Berilgan V va unumdorlik qiymatlariga asoslanib, siz tizimning vazifani to'liq ishlaydigan holatda bajarishi uchun zarur bo'lgan minimal vaqtni aniqlashingiz mumkin. Bu vaqt ish vaqti deb ataladi. Agar vazifa hajmi tasodifiy o'zgaruvchi bo'lsa, u holda vazifa hajmini taqsimlash funktsiyasi D v (V) = P (V 3)< V).

5.4.10. Umumiy to'ldirilmaydigan zahira vaqti t p yoki operatsion vaqt t. Agar vazifa hajmi belgilangan bo'lsa va V 3 ga teng bo'lsa, u holda t = t 3 + t p munosabati qondiriladi. Agar vazifa hajmi tasodifiy o'zgaruvchi bo'lsa, u holda t p yoki t qiymatlaridan biri belgilanadi, ikkinchisi esa tasodifiy o'zgaruvchi bo'ladi.

5.4.11. Amortizatsiya qilingan rad etishlarning ulushi. Ushbu qiymat tizimning har bir elementi uchun umumiy holatda o'rnatiladi va har bir sodir bo'lgan nosozlik amortizatsiya qilinishi mumkin bo'lgan tarzda talqin qilinadi.

5.4.12. Kanallarning almashinish darajasi? i, bu erda i - faza raqami. To'liq almashtirilishi mumkinmi? i = 1. O'zaro almashinish imkoniyati bo'lmaganda? i = 0. Umuman olganda, 0 ? ? men ?1. Da? i< 1 часть остатка задания? i t з i может быть выполнена другими работоспособными каналами, а другая часть (1 - ? i t з i) должна быть выполнена именно отказавшим каналом после восстановления работоспособности.

5.4.13. Boshqarish va tiklash imkoniyatlari:

i-bosqichning j-kanalida apparat nazoratining to'liqligi (K = 1, agar nosozliklar buzilmasa, K = 2, agar eskirgan bo'lsa);

Test dasturlarini nazorat qilishning to'liqligi;

t ij - nazorat nuqtalari orasidagi davr (qaytish nuqtalari);

t kij - nazorat nuqtasini shakllantirishga sarflangan vaqt;

Ij - takroriy hisoblash bilan boshqariladigan bosqichning davomiyligi;

t rij - dasturiy ta'minotni boshqarish vaqtida sinovdan o'tkazish vaqti.

5.5. Vaqt zaxirasi bo'lgan tizimlarning ishonchliligini tahlil qilishning muhandislik usullari.

5.5.1. Vaqt zaxirasi bo'lgan tizimlarning ishonchliligi ko'rsatkichlari quyidagi tasodifiy o'zgaruvchilarning ehtimollik xususiyatlari hisoblanadi:

T o (A) - tizim ishlamay qolgandan oldingi ish vaqti;

T(A) - tizimning ishlamay qolgan vaqti;

T p (A) - tizimning ishdan chiqishidan oldin foydali vaqt;

T in (t 3) - t 3 davomiyligi bilan vazifani bajarish vaqti;

T? (t) ma'lum vaqt oralig'idagi umumiy ish vaqti (0, t);

T 1 (t 3) - vazifa bajarilgunga qadar umumiy to'xtash vaqti.

Bu erda A - vaqt zaxirasining qiymatini va undan foydalanish va to'ldirish shartlarini aniqlaydigan tizim parametrlarining vektori. Ushbu parametrlarning o'ziga xos mazmuni paragrafda keltirilgan. 5.4 . Amortizatsiyalanmagan nosozliklar T(A) = T n (A) va doimiy vazifa davomiyligi T in (t 3) = T 1 (t 3) + t 3 bo'lgan tizimlarda.

Ishonchlilikning asosiy ko'rsatkichi - bu muvaffaqiyatsiz ishlash ehtimoli

Ekvivalent ( 16 ) ta'riflar:

hisobga olgan holda ( 18 ), nosozliksiz ishlash ehtimoli vazifani bajarish ehtimoli deb ham ataladi.

Boshqa ishonchlilik ko'rsatkichlari:

tizimning ishlamay qolishi ehtimoli (topshiriqning ishlamay qolishi ehtimoli, ishlamay qolish ehtimoli)

muvaffaqiyatsizlik darajasi

(20)

muvaffaqiyatsizlikka qadar vaqtni anglatadi

(21)

vazifani bajarishning o'rtacha vaqti

mavjudligi omili

bu erda e - dastlabki ishlamaydigan holat; - maqbul tiklanish vaqti; T in (e) - dastlabki holatdagi tiklanish vaqti e; E 1 - ishlamaydigan holatlar to'plami; operatsion tayyorgarlik koeffitsienti

(24)

Bu erda P e (t 3, t p, A) - boshlang'ich e holatidagi vazifani bajarish ehtimoli; E - tizimning barcha holatlari to'plami.

5.3.2. Amortizatsiya qilinmagan nosozliklar bilan ko'p kanalli tizimning ishonchliligini hisoblash usuli.

Tizimning barcha holatlari E i kichik to'plamlarga bo'linadi, ularning har biri C i ishlashi va nisbiy ishlashi bilan tavsiflanadi, bu erda C o - to'liq ishlaydigan holatda ishlash. Funktsiya jarayoni i holatdan j holatga o'tish ehtimolining Rij(t) funksiyalar to'plami bilan aniqlangan yarim Markov jarayoniga keltiriladi. Tizim to'ldirilmaydigan vaqt zahirasi t p mavjudligida t 3 muddati bo'lgan vazifani bajaradi. Ehtimollar bilan tanishtirish ( 17 ) boshlang'ich holat indeksi, biz integral tenglamalar tizimini tuzamiz

Buzilishgacha bo'lgan o'rtacha vaqt tenglamalar tizimidan aniqlanadi

(26)

Vazifani bajarishning o'rtacha vaqti - bu tenglamalar tizimi bo'yicha aniqlangan vazifaning davomiyligi va vazifani bajarishgacha bo'lgan o'rtacha umumiy bo'sh vaqt yig'indisidir.

m = 1 uchun ( 25 ) - (27 ) bir kanalli tizimlar uchun tenglamalarga o'ting.

5.5.3. Eskirgan nosozliklar bilan ko'p kanalli tizimlarning ishonchliligini hisoblash usuli.

Oldingi bo'limda muhokama qilingan tizimda bekor qiluvchi nosozliklar yuzaga keladi, shundan so'ng vazifa yana bajariladi. Muvaffaqiyatsizliklar mahsuldorlikning pasayishiga olib keladi va E to'plamidan E dan +1 ga o'tish bilan bog'liq. Tenglamalar tizimi shaklga ega

Muvaffaqiyatsizlikning o'rtacha vaqti va vazifani bajarishdan oldin o'rtacha ishlamay qolish vaqti formulalar yordamida topiladi:

5.5.4. Birlashtirilgan zahira vaqti bilan ko'p kanalli tizimning ishonchliligini hisoblash usuli.

Tizim m kanaldan iborat bo'lib, ularning har biri ketma-ket ulangan N elementni o'z ichiga oladi. Davomiyligi t 3 bo'lgan vazifani bajarish uchun tizimda to'ldirilmaydigan vaqt zaxirasi mavjud t p = t - t 3 . Bundan tashqari, kanaldagi har bir elementda muvaffaqiyatsizlik darajasi bormi? i, o'rtacha tiklanish vaqti va o'zining bir zumda to'ldirilgan vaqt zahirasi t qi,. Ishonchlilikni hisoblash ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqichda bitta kanalning ishlamay qolish ehtimoli formuladan foydalanib hisoblanadi

(30)

Ikkinchi bosqichda tenglamalar ( 25 ) - (27 ), bu erda E k = e k, ya'ni. barcha to'plamlar bitta holatga ega va o'tish ehtimoli

Bu erda z - ta'mirlash guruhlari soni; R k j (t) = 0 j uchun? k - 1, k + 1. m = 1 uchun paragraflarda ko'rsatilgan usullar. 5.5.2 - 5.5.4 bir kanalli tizimlarning ishonchliligini hisoblash uchun foydalanish mumkin.

5.5.5. Ichki zahiralarga ega bo'lgan ikki fazali bir kanalli tizimlarning ishonchliligini hisoblash usuli.

Tizim tarmoq tuzilmasi va mahsulot zahiralarini saqlash uchun o'rnatilgan saqlash qurilmasiga ega. Tovar-moddiy zaxiralar, agar ishlab chiqarilgan mahsulot chiqarilgan miqdordan oshib ketgan bo'lsa, to'ldiriladi va ishlab chiqarilgan mahsulot taqchil bo'lganda iste'mol qilinadi. Zaxiralarni to'ldirish va iste'mol qilish intensivligi tizimning nominal ko'rsatkichlariga va iste'mol jadvaliga, shuningdek tizim elementlarining ishlash holatiga bog'liq. Ishonchlilikni hisoblash uchun holatlar elementlarning ishlashi va drayverdagi inventar darajasini hisobga oladigan model yaratiladi. Biz P i (t) t momentida tizimning i-holatda bo'lishi va xotira bo'sh yoki to'la bo'lishi ehtimoli va P i (t, z) ehtimollik zichligi t momentida tizimni kiritamiz. i-holat , va haydovchi z, 0 darajasiga to'ldiriladi< z < z 0 , z 0 - емкость накопителя. Эти функции находятся из системы уравнении в частных производных, записанной в векторной форме:

(32)

chegara shartlari: p (t, z o) = c 1 P (t), p (t, 0) = c 2 P (t);

boshlang'ich shartlar: P (0) = P 0, P (0, z) = P 0 (z)

A, B, B 1, c 1, c 2 vektorlarining elementlari doimiy sonlar bo'lib, tizim elementlarining ishonchliligini va turli holatlardagi tizim ish faoliyatini tavsiflaydi.

Buzilishsiz ishlash ehtimolini topishda tenglamalar tizimi ( 32 ) faqat operatsion holatlar uchun tuzilgan. Yechim ( 32 ) kerakli ehtimollikni topishga imkon beradi:

(33)

bu erda E 01 va E 02 - qo'zg'alishning chegarasi va oraliq to'ldirilishi bilan ishlaydigan holatlarning kichik to'plamlari.

Tenglamaning mavjudlik koeffitsientini hisoblashda ( 32 ) barcha tizim holatlari, shu jumladan ishlamayotganlar uchun tuziladi. Katta t da vaqt hosilalari yo'qoladi va chegara sharoitida o'ng tomonlardagi ehtimollar yakuniy ehtimollarga aylanadi. Olingan oddiy differensial tenglamalar sistemasi P i ehtimollar va P i (z) ehtimollik zichliklariga nisbatan yechilishi kerak. Mavjudlik omili

(34)

5.6. Asosiy ortiqcha sxemalar uchun hisoblash koeffitsientlari.

5.6.1. Amortizatsiya qilinmagan nosozliklar va bir zumda to'ldiriladigan vaqt zaxirasi bilan bitta kanalli tizim.

Ishlamay qolish darajasi bo'lgan elementlarning ketma-ket ulanishi bilan bitta kanalli tizim? i va tiklanish vaqtining F taqsimoti (t), bir zumda to'ldirilgan vaqt zaxirasiga ega T d, berilgan taqsimot bilan D(t). Keyin muvaffaqiyatsiz ishlash ehtimoli

(35)

Muvaffaqiyatsizliklar orasidagi o'rtacha vaqt

(36)

O'rtacha tiklanish vaqti

(37)

Mavjudlik omili

5.6.2. Amortizatsiya qilinmaydigan nosozliklar va qayta tiklanmaydigan vaqt zaxiralari bilan bitta kanalli tizim.

Xususiyatlarga ega bo'lgan elementlarning ketma-ket ulanishiga ega tizim? i va?, t 3 muddati bo'lgan vazifani bajarish uchun to'ldirilmaydigan vaqt zaxirasi t p. Keyin vazifani bajarish ehtimoli taxminiy formulalar bilan aniqlanadi:

Formulalar 10 -4 kafolatlangan aniqlikni beradi.

Muvaffaqiyatsizlik uchun o'rtacha vaqt

(40)

Vazifani bajarishning o'rtacha vaqti

Mavjudlik omili

Agar elementlar turli qiymatlarga ega bo'lsa, u holda vazifani bajarish ehtimoli yuqori va pastki baholar yordamida baholanadi:

1 - tenglamaning yechimi x = a (1 - exp (- x)), P 0 (?, ?) formulasi () bilan aniqlanadi. 39 ).

5.6.3. O'zaro almashtiriladigan kanallar, eskirmaydigan nosozliklar va qayta tiklanmaydigan vaqt zaxirasi bilan ko'p kanalli tizim.

Qayta tiklanmaydigan tizimda muvaffaqiyatsizlik darajasi bo'lgan m kanal bormi? va to'ldirilmaydigan zahiraga ega bo'lgan t 3 ga ega bo'lgan muddatning cheksiz bo'linadigan vazifasini bajaradi. Ishlash shartlariga ko'ra, agar zaxira vaqti ishlatilmasa, tizimning ishlashini nolga tushirishga ruxsat beriladi. Keyin vazifani bajarish ehtimoli quyidagi formula yordamida topilishi mumkin:

Birinchi qism ( 44 ) vaqt zaxirasining katta qiymatlari uchun qulay, ikkinchisi esa, aksincha, kichik qiymatlar uchun. Muvaffaqiyatsizlik uchun o'rtacha vaqt

Formuladan kelib chiqadiki, zaxira vaqti ortishi bilan o'rtacha ish vaqti 1/m dan oshadi? 1/? gacha.

5.6.4. Cheksiz quvvat va ishlash zaxirasini saqlash bilan ikki fazali tizim.

Tizim muvaffaqiyatsizlikka uchragan ikkita quyi tizimdan iboratmi? 1, ? 2 va o'rtacha tiklanish vaqti . Quyi tizimlar o'rtasida ish vaqtini taqsimlash funksiyasiga ega bo'lgan cheksiz sig'imli saqlash qurilmasi o'rnatilgan . 1 va 2-kichik tizimlarning unumdorligi shundayki, zaxiralarni yaratish uchun taqdim etilgan birinchi quyi tizim unumdorligining ma'lum bir zaxirasi mavjud. Keyin ma'lum vaqt oralig'ida (0, t) nosozliksiz ishlash ehtimoli hisoblanadi:

Muvaffaqiyatsizlik uchun o'rtacha vaqt

Zaxiralarning ko'payishi bilan o'rtacha ish vaqti 1/? 1/ gacha? 2n, ya'ni. haydovchi kirish quyi tizimidagi nosozliklarni oldini oladi.

Cheklangan saqlash hajmi bilan V o = z o min (c 1, c 2); a = 1; ?n = 0; "i = ? i, qayerda?" i - ish holatidagi to'xtab qolish vaqtida i-chi quyi tizimning ishdan chiqish darajasi, mavjudlik koeffitsienti formula bo'yicha hisoblanadi.

Saqlash sig'imi oshgani sayin, mavjudlik koeffitsienti cheksiz saqlash sig'imi bilan K g1, K g2 qiymatidan z o = 0 da min (K g1, K g2) gacha oshadi.

5.7. Vaqtinchalik bron qilish xususiyatlari.

5.7.1. Vaqtni bron qilish - ishonchlilikni oshirishning universal usuli. Bu bitta kanalli tizimning topshirig'ini bajarish ehtimolining vaqt zaxirasining berilgan qiymatiga bog'liqligi grafiklaridan kelib chiqadi? = ? t p . Vaqt zaxirasini ko'paytirish orqali har qanday kerakli ehtimollik qiymatini berish mumkin (2-rasm). 4 , A). Berilgan ehtimolga erishish uchun kerakmi? Vaqt zaxirasi rasmdagi grafiklarga muvofiq o'rnatilishi mumkin. 4 , b. Da? = a t 3? Ehtimollik qiymatlari uchun 0,6? ? 0,995 bo'sh vaqt - bu o'rtacha tiklanish vaqtining bir necha qiymatlari. Tez tiklanadigan tizimlar uchun bu asosiy vaqtning faqat bir necha foizini tashkil qiladi. Masalan, ehtimollik? Davomiylikni belgilashda = 0,99 ga erishiladi? t 3 = 0,2 va 0,5, agar zaxira vaqti asosiy vaqtning 8 va 4,4% bo'lsa, T av / T = 200 bo'lganda va 1,6 va 0,88%, T av / T = 1000 bo'lganda.

5.7.2. Vaqtni bron qilishning doimiy ko'pligi bilan m t = t p / t 3, vazifa davomiyligi oshishi bilan vaqt zaxirasi ham ortadi. Shuning uchun vazifani bajarish ehtimolining vazifaning davomiyligiga bog'liqligi sifat jihatidan o'zgaradi. Ehtimollik ortib ketganda, u hali ham monoton ravishda kamayadi, nolga yaqinlashadi. Ammo u birinchi marta tushganda, lekin keyin minimal darajaga etib, birlikka yaqinlashib, o'sishni boshlaydi. Shunday qilib, ortiqcha koeffitsientni doimiy darajada ushlab turish vazifani bajarish ehtimoli uchun kafolatlangan qiymatni ta'minlaydi (2-rasm). 4 , V):

Bu qiymatga qachon erishiladi . Boshqalar bilanmi? ehtimollik P > P o. Ba'zi qiymatlardan boshlang?, ehtimollik 1 - Q ni ta'minlash uchun zarur bo'lgan ortiqcha nisbati (1-rasm). 4 , d), kuchsiz? ga bog'liq. Vaqt zaxirasi hosildorlik zahirasi va zahiraning ko'pligi hisobiga yaratilgan bo'lsa, unda berilgan grafiklardan foydalanib, kerakli hosildorlik zaxirasini yaratishingiz mumkin.

Guruch. 4. Ish vaqti va tiklanish vaqtining eksponensial taqsimoti bilan bir kanalli SVR ning ishonchlilik ko'rsatkichlari.

7.3. Tuzilish zahirasi bo'lgan tizimlarda birinchi marta ochilgan ortiqchalikning asosiy xossasi vaqt zahirasi bo'lgan tizimlarda ham kuzatiladi. G Q vaqt zahirasi joriy etilishidan ishonchlilikning eng katta yutug'iga yuqori ishonchli tizimlarda erishiladi (2-rasm). 4 , d), ya'ni. kattami? va kichik?. Unda yetarli emas. Ruxsat etilgan rezervlash ko'pligi uchun daromad ortishi bilan ortadi?, agar (1-rasm). 4 , e). Qachon daromad maksimal nuqta yaqinida.

5.7.4. Strukturaviy zahiraga ekvivalent bo'lgan vaqt zahirasi xuddi shu qiymatlar uchun t p e qiymati hisoblanadimi? va t 3 bronlashning ikkala turi ham vazifani bajarishning bir xil ehtimolini ta'minlaydi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, vaqt zahirasi? t p e, jami yuklangan takrorlash ekvivalenti kamaytirilgan qiymati katta emas: b = bilan? / ? = 100 va? ? 5 10 dan oshmaydi (2-rasm). 5 , a, c) va tizim qanchalik tez tiklanadi (b qanchalik katta bo'lsa), u shunchalik katta bo'ladi. Bu umuman saqlanish qobiliyati yaxshilangan sari ekvivalent zahiraning mutlaq qiymati ortadi degani emas. Aksincha, b qanchalik katta bo'lsa, u shunchalik kichik bo'ladi (2-rasm). 5 , b, d). Vaqt zaxirasining ko'pligi m t e, ko'pligi m c = 1 bo'lgan tarkibiy zaxiraga teng, muhim diapazonda? va b bittadan kichik bo'lib chiqadi. Xuddi shu ko'plik bilan, ya'ni m t = m c = 1 bilan, vaqtinchalik rezervlash tizimli rezervatsiyadan ko'ra samaraliroq, agar? > ?* (b), qayerda?* (50) ? 0,7, ?* (100) ? 0,33, ?*(300) ? 0,14 (rasm. 5 , d, f).

Guruch. 5. Vaqt zaxirasi va yuklangan takrorlashga ekvivalent vaqt zaxirasi nisbati

5.7.5. Ortiqchalikning muhim xususiyatlaridan biri bu ortiqcha tizimning ishonchlilik ko'rsatkichlariga ish vaqti va tiklanish vaqtini taqsimlashning eksponensial bo'lmagan qonuniyatlarining ta'sir darajasidir. Ushbu ta'sir darajasini bilish bizga quyidagilarni aniqlashga imkon beradi: statistik ma'lumotlarni yig'ishda taqsimlash qonunini aniqlash zarurati yoki tasodifiy o'zgaruvchining o'rtacha qiymatini baholash bilan cheklanish qobiliyati; hisoblash formulalarini eksponensial taqsimotlar uchun olingan oddiyroqlari bilan ekvivalent almashtirish imkoniyati; ishga tushirish bo'limidan normal ishlash bo'limiga, ikkinchisidan esa qarish bo'limiga o'tish paytida ishonchlilik ko'rsatkichlarining o'zgarishi tendentsiyasi. Veybull taqsimoti F (t) = 1 - exp (-(?t) m) yordamida ish vaqtining empirik taqsimotini taxmin qilganda, kichik vazifalar uchun topshiriqni bajarish ehtimoli m shakl parametriga bog'liqligi kichik va mumkin. e'tiborga olinmaslik. Katta vazifalar uchun (? > 0,4) farqlar ko'proq seziladi, lekin m uchun< 1 и в этом случае можно пользоваться формулами для экспоненциального распределения, чтобы получить оценку снизу, т.к. ошибка идет в «запас расчета» (рис. 6 , a, b, c, d, rasm. 7 , A). Eksponensial taqsimotga o'tish vaqt zaxirasi bo'lmaganda vazifani bajarish ehtimoli tengligi asosida sodir bo'ladi: P (t 3, 0, m) = P (t 3, 0,1) Veybull taqsimoti va P (t 3) bilan. , 0, K 1) = P (t 3, 0.1) ish vaqtining gamma taqsimoti bilan. Demak, ekvivalent parametr? e = - ln P (t 3, 0, m) / t 3. Ushbu hisoblash usuli bilan? e eksponensial bo'lmagan taqsimotni eksponensial bilan almashtirish m yoki K 1 shakl parametrining qiymatini baholash zaruratini bartaraf etmaydi. Agar taqsimot qonunining turi ma'lum bo'lmasa, u holda parametr? e o'rtacha ish vaqtining tengligi asosida aniqlanadi va keyin? e = 1 / T o'rtacha. Shakl parametrining bunday almashtirish bilan ta'sirini baholash uchun T cf ni eksponensial bo'lmagan taqsimot parametrlari orqali aniq shaklda ifodalash kerak. Ayniqsa, Weibull taqsimoti bilanmi? e = ? / G (1 + 1 / m). Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, o'rtacha ish vaqtining tengligidan foydalanganda, shakl parametriga bog'liqlik sezilarli bo'lib, hatto kichik t 3 da ham e'tibordan chetda qoldirilmaydi (1-rasm). 6 , G). P (t 3, 0) ehtimolliklari bir xil bo'lgan tizimlarga vaqt zaxirasining kiritilishi muvaffaqiyatsizlik vaqtini "yosh" ga taqsimlash tendentsiyasini keltirib chiqaradi (1-rasm). 6 , e) va shakl parametri qanchalik kichik bo'lsa, u qanchalik katta bo'lsa.

5.7.6. Vazifani bajarish ehtimolining tiklanish qonuni F turiga (t) bog'liqligi zaif, agar ekvivalent parametrlarni hisoblash zaxira vaqt ichida tiklanish ehtimoli tengligi asosida amalga oshirilsa:

Eksponensial taqsimotga bunday o'tish bilan hisoblashda xatolik, hech bo'lmaganda kichiklar uchun ishonchlilikni ortiqcha baholashga olib keladi? (guruch. 7 , b). Agar (t) dagi F qonuni ma'lum bo'lmasa va hisoblash? e formula bo'yicha o'rtacha tiklanish vaqtlarining tengligi asosida amalga oshiriladi, keyin tiklanish qonunining ta'siri sezilarli bo'ladi (1-rasm). 7 , V). Vazifaning muvaffaqiyatsiz bo'lish ehtimolidagi xato 100% yoki undan yuqori bo'lishi mumkin.

Guruch. 6. Weibull ish vaqtini taqsimlash bilan SVR ning ishonchlilik xususiyatlari

Guruch. 7. Ish vaqti va tiklanish vaqti taqsimotining eksponensial bo'lmagan qonunlari bo'yicha SVR ishonchliligi xususiyatlari:

a, b, c, d, f - gamma, d - Veybull

5.7.7. T10 topshirig'ini bajarishdan oldin o'rtacha umumiy ishlamay qolish vaqti va shuning uchun vazifani bajarish uchun o'rtacha vaqt ish vaqtini taqsimlash shakli parametriga bog'liq (Veybull taqsimoti uchun m va gamma taqsimoti uchun K1) (1-rasm). 7 , qayerda). Hisoblashmi? e, o'rtacha ish vaqtining tengligiga asoslanib, T10 ni aniqlashda xatolik beradi, bu ortib borishi bilan ortadi. Zaxira vaqti T av (t p) bo'lgan tizimning ishdan chiqishiga o'rtacha vaqtning tiklanish qonunining turiga bog'liqligi ahamiyatsiz va uni butunlay e'tiborsiz qoldirish mumkin (2-rasm). 7 , d).

5.7.8. Strukturaviy ortiqcha tizimning haqiqiy ish faoliyatini barqarorlashtiradi va berilgan ehtimollik bilan kafolatlangan texnik foydalanish koeffitsienti Kti (?) ni sezilarli darajada oshiradi. K ti (?) = t 3 / t qiymati tenglamani yechish orqali topiladi

bu yerda t = t 3 + t p, va P uchun ifoda formuladan olingan ( 39 ). Shakldagi grafiklarga ko'ra. 8 , va b = uchun? / ? = 20 va?t = 1 ehtimol bilan? = 0,9 K ti? Strukturaviy ortiqcha bo'lmaganda 0,87 va Kti? 0,985 umumiy takrorlash bilan (m c = 1). Agar?t = 5 bo'lsa, u holda bir xil sharoitlarda (b = 20, m c = 1, ? = 0,9) K ti? 0,993. Vaqt zahirasi joriy etilganda, strukturaviy zaxiraning joriy etilishi bilan vaqt zahirasining samaradorligi oshganidek, ishonchlilikning orttirilgan miqdori bilan baholanadigan strukturaviy zaxiraning samaradorligi keskin oshadi. Masalan, b = 20 va?t = 1 bilan yuklangan takrorlash, agar vaqt zaxirasi bo'lmasa, topshiriqning bajarilmasligi ehtimoli G Q 1 = 7,7 bo'yicha ishonchlilikni oshiradi (1-rasm). 8 , b da? = 1), tarkibiy zaxirasiz, 5% unumdorlik zaxirasini yaratish (? = 0,95) beradi.

daromad G Q2 = 1,9. Ikkala zahira mavjud bo'lganda, daromad G Q 3 = 25. Bu G Q 1 mahsulotidan sezilarli darajada kattaroqdir? G Q 2 = 14,6.

Guruch. 8. Strukturaviy va vaqtli ortiqcha bo'lgan tizimning ishonchlilik tavsiflari (- P aniq, --- P pr formula bo'yicha ( 39 )).

5.7.9. Rejalashtirilgan yuk koeffitsienti K z = t 3 / t ning kichik qiymatlarida almashtiriladigan kanallarga ega ko'p kanalli tizim deyarli ideal ishonchli tizimdir, chunki Q topshirig'ini bajarmaslik ehtimoli (t 3, t p)< 0,1. Коэффициент К з, можно трактовать как гамма-процентный коэффициент технического использования, удовлетворяющий соотношению Р (К ти t, (1 - К ти) t, m) = ?. Чем больше число каналов m, тем больше диапазон значений К з, для которых выполняется неравенство Q < 0,01. При?t = 1 и b = 10 оно верно для К з? 0,6 при m = 2 и для К з? 0,75 при m = 6 (рис. 9 , A). Katta yuklar bo'lgan joyda, vazifaning kichik o'sishi ham uning ishlamay qolish ehtimolining keskin oshishiga olib keladi. Shunday qilib, ikki kanalli tizimda K ning 0,82 dan 0,90 gacha o'sishi 0,1 dan 0,3 gacha ko'tariladi (1-rasm). 9 , b). Agar kanallar soni har xil bo'lgan tizimlarning ishlash vaqti bir xil bo'lsa, u holda kichik K.larda ko'p sonli kanalli tizimlar katta hajmdagi ishlarni bajarishiga qaramay, yuqori ishonchlilikka ega. Katta K.larda (birlikka yaqin), aksincha, bitta kanalli tizim vazifani bajarishning katta ehtimolini ta'minlaydi.

5.7.10. Ehtimollik darajasiga ko'ra m-kanal tizimining haqiqiy kvant ko'rsatkichi formula bo'yicha hisoblanadi, bu erda C 0 (m) - nosozliksiz ish paytida tizimning nominal ko'rsatkichi. Agar parallellik koeffitsienti K p = 1 bo'lsa, u holda C 0 = mc va berilgan haqiqiy ishlash kanallar soni bilan deyarli chiziqli ravishda ortadi (1-rasm). 9 , V). Gamma-foizli texnik foydalanish koeffitsienti K ti (?), bu holda gamma-foiz nisbiy unumdorligiga teng, m ga monoton ravishda ortadi, bir kanalning mavjudligi koeffitsientiga yaqin darajada asta-sekin barqarorlashadi K g = 1 / (1). + b) va qanchalik tez bo'lsa, shuncha katta b (rasm. 9 , G).

Guruch. 9. Amortizatsiyasiz nosozliklar bilan ko'p kanalli tizimning ishonchlilik xususiyatlari

5.7.11. M-kanalli va tizimli ortiqcha tizimlarni bir xil miqdordagi qurilmalar bilan taqqoslash shuni ko'rsatadiki, bir xil o'lchamdagi vazifani bajarishda ko'p kanalli tizim vaqtni bron qilish ko'pligi bilan tizimli ortiqcha tizim tomonidan taqdim etilgan vazifani bajarish ehtimoliga erishadi m t = t p. / t 3, m c = ( m - k) / k dan sezilarli darajada kamroq, bu erda k - asosiylar soni va m - k - zaxira qurilmalar soni.

Xususan, ikki kanalli tizim takrorlangan tizim (m c = 1) tomonidan m t = 0,26 uchun taqdim etilgan vazifani bajarish ehtimoliga erishadi? = ?t 3 = 0,1 va b = 50 va m t = 0,08 da ?t 3 = 0,5 va b = 50 (rasm). 9 , d, f).

5.7.12. Past integratsiya xarajatlarida (parallellik koeffitsienti Kn qiymati birlikka yaqin), moslashuvchan tuzilishga va almashtiriladigan kanallarga ega bo'lgan ko'p kanalli tizim har doim tizimli zaxiraga va bir xil ishlarni bajaradigan vaqt zaxirasiga ega bo'lgan tizimga qaraganda yuqori ishonchlilik ko'rsatkichlarini ta'minlaydi. zaxira yuklangan (LR) yoki tushirilmagan (NLR) bo'lishidan qat'i nazar, bir xil operatsion vaqt oralig'ida vazifani bajarish (1-rasm). 10 , A). Shu bilan birga, tizimli ortiqcha tizimlarga nisbatan ustunlikni ta'minlash uchun ko'p kanalli ulanishning o'zi hali etarli emas. Agar ko'p kanalli tizimda kanallarning almashinuvi bo'lmasa va barcha kanallar individual vazifalarni (IT) bajarsa, u ortiqcha tizimga qaraganda kamroq ishonchli bo'ladi.

5.7.13. Qattiq tuzilishga ega bo'lgan ko'p kanalli tizim (RS) moslashuvchan tuzilishga (GS) ega bo'lgan tizimdan sezilarli darajada past. Buni grafiklarni taqqoslashdan ko'rish mumkin (1-rasm). 10 , b), konstruktiv zahiraga ega bo'lmagan uch kanalli tizimlar va yuklangan zaxiradagi bitta qurilmaga ega ikki kanalli tizimlar uchun hisoblangan.

Guruch. 10. Strukturani tashkil qilishning turli usullari uchun ko'p kanalli tizimlarning ishonchlilik xususiyatlari (a, b - qayta tiklanadigan, c, d, e - tiklanmaydigan)

5.7.14. Kanal vaqtining eksponent bo'lmagan taqsimoti muvaffaqiyatsizlikka qadar ko'p kanalli tizim tomonidan vazifani bajarish ehtimoliga sezilarli ta'sir qiladi. Buni grafiklarda ko'rish mumkin (2-rasm). 11 , a, b), ish vaqtining gamma taqsimoti I (k, ?t) va vaqt zahirasi bo'lmagan holda o'rtacha vaqtning ishdan chiqishiga tengligi asosida ekvivalent eksponensial taqsimotga o'tish bilan ikki va o'n kanalli tizimlar uchun hisoblangan. Nisbiy gamma-foiz unumdorligi qiymatlari ish vaqtining turli taqsimotlari uchun ham sezilarli darajada farqlanadi (2-rasm). 11 , V). Agar taqqoslanadigan tizimlar vaqt zaxirasi bo'lmasa, ishlamay qolish ehtimoli bir xil bo'lsa, vaqt zaxirasi kiritilishi bilan K shakl parametrining ko'payishi bilan vazifani bajarmaslik ehtimoli o'zgarishi tendentsiyasi bir xil bo'lib qoladi (qanchalik ko'p bo'lsa). K, kamroq Q), lekin ehtimollik qiymatlaridagi farqlar sezilarli darajada kamroq (1-rasm). 11 , G). Shuning uchun biz K > 1 uchun bunday almashtirish vazifani bajarish ehtimoli uchun pastroq baho berishini yodda tutib, ekvivalent eksponensial modelga o'tishimiz mumkin.

5.7.15. Kanalni tiklash vaqtini taqsimlash qonuni turining parametr qiymatlarining keng diapazonida vazifani bajarmaslik ehtimoliga ta'siri kichik va kanallar sonining ko'payishi bilan sezilarli darajada kamayadi (1-rasm). 11 , d, f). Shuning uchun ishonchlilikni baholashda taqsimotning eksponensialligi haqidagi gipotezadan foydalanish mumkin, hattoki aslida taqsimot ko'rsatkichsiz bo'lsa ham.

5.7.16. Ruxsat etilgan zahira vaqti bilan kanallar sonining ko'payishi tizimning ishlamay qolishi uchun o'rtacha vaqtni pasayishiga olib keladi (2-rasm). 11 , va). Bu shuni anglatadiki, barcha kanallarning o'rtacha umumiy ish vaqti kanallar soniga qaraganda sekinroq o'sib boradi, bu esa tiklash uchun navbatning shakllanishi va kanallarning umumiy ishdan chiqish darajasining oshishi bilan bog'liq. Zaxira vaqti o'zgarganda, buzilishning o'rtacha vaqti asosan berilgan qiymat bilan belgilanadi va tiklanish vaqtining eksponensial taqsimoti parametriga zaif bog'liqdir (1-rasm). 11 , h).

Guruch. 11. Ish vaqti va tiklanish vaqtining eksponensial bo'lmagan taqsimoti bilan ko'p kanalli tizimlarning ishonchlilik xususiyatlari

5.7.17. Ko'p kanalli tizimning ishonchliligi kanallarni guruhlash usuli bilan aniqlanadi. N = K (m + n) bo'lishi uchun har birida m parallel kanal va n ta zaxira qurilma mavjud bo'lgan N ta bir xil qurilmalarning umumiy sonidan K bir xil guruhlarni tashkil qilish mumkin. Guruh rezervlari bilan tuzilmaviy zaxiradan faqat ma'lum bir guruh doirasida foydalanish mumkin. Guruhlar o'zaro yordamsiz ishlaydi, so'ngra har bir guruh topshiriqning 1/K qismini yoki o'zaro yordam bilan bajaradi, so'ngra guruhlar guruh ichidagi kanal sifatida bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bunday tizimlar uchta strukturaviy parametr bilan tavsiflanadi: m, n, k. Xususan, to'rtta qurilma uchun guruhni shakllantirishning quyidagi usullarini taklif qilish mumkin (1-rasm). 12 ): kanallarning o'zaro yordami bilan to'rt kanalli tizim (4, 0) c va o'zaro yordamsiz (4, 0) b; guruhdagi kanallarning o'zaro yordami bilan va guruhlar o'rtasida o'zaro yordamsiz ikkita kanalli ikkita guruhning to'rt kanalli tizimi (2, 0, 2) c; kanallarning o'zaro yordami bilan uch kanalli tizim va umumiy zaxiradagi bitta qurilma (3, 1) o'zaro yordamga ega ikki kanalli tizimlarga va umumiy (2, 2) yoki alohida zahiradagi (2, 2) VR; alohida zaxira bilan o'zaro yordamsiz (2, 2) br; umumiy zaxiraga ega bo'lgan bir kanalli tizim (1, 3) o. Qayta tiklash bo'lmaganda ushbu variantlarni taqqoslash ko'rsatadi (1-rasm). 13 , a, b, c), vazifa hajmlarining butun diapazonidagi eng yomoni V = ct" 3 varianti (4, 0) b. Yuklangan zaxira bilan eng yaxshi variant (3, 1) bo'ladi. kichik vazifa hajmlari va katta bo'lgan taqdirda (2, 2) variant. Yuklanmagan zahira bilan barcha hajmlar diapazonida eng yaxshi variant (1, 3) o. Biroq shuni yodda tutish kerakki, a Yagona kanalli tizim vazifani bajarish uchun eng ko'p vaqt sarflaydi.Agar barcha solishtirilgan tizimlarga bir xil ish vaqti ajratilgan bo'lsa, u holda eng yaxshi tizim (4,0) dyuym bo'ladi.Bundan tashqari, shuni hisobga olish kerakki, ko'p tarmoqli tizimda -kanal tizimi, mahsuldorlikning bir qismi kanallarning o'zaro ta'sirini tashkil etishga sarflanadi va bu ko'p kanalli ulanish samaradorligini pasaytiradi.Agar bu xarajatlar yuqori bo'lsa, u holda bir nechta guruhlarni o'zaro yordamsiz yoki o'tkazmasdan tashkil qilish maqsadga muvofiq bo'lishi mumkin. tizimli zahiraga bir nechta kanallar. Qayta tiklashning joriy etilishi bilan qurilish tizimlari uchun variantlarni taqqoslashda umumiy naqshlar saqlanib qoladi, ammo ishonchlilik ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilanadi. Shunday qilib, sakkizta qurilma uchun ko'p kanalli tizimdagi guruhlar sonini ko'paytirish uning ishonchliligini yomonlashtiradi (2-rasm). 13

5.7.18. Oraliq saqlashga ega ikki fazali tizimlarda mahsulot zahiralarini joriy etish texnologik jihatdan bog'liq bo'lgan ishlamay qolish vaqtini qisqartirish hisobiga tizimning to'xtab qolish koeffitsienti K pr = 1 - K g ni kamaytiradi. Teng darajada ishonchli fazalar uchun pasayish ikki martadan ko'p bo'lmagan holda sodir bo'ladi, chunki texnologik jihatdan bog'liq bo'lgan uzilishlar ishlab chiqarish bosqichining o'z ish vaqtlaridan oshmaydi. Teng fazali quvvatlar bilan saqlash moslamasining ta'siri sezilarli darajada parametrlarga bog'liq b i = ? men/? men va? = b 2 / ? 1 (rasm. 14 ). Drayvni o'rnatishdan ishonchlilikning marjinal daromadi qiymat bilan baholanadi - haydovchisiz va cheksiz quvvatga ega bo'lgan tizimlar uchun ishlamay qolish koeffitsienti qiymatlarining nisbati. G to'lovi maksimal da? = 1 va b kamayganda ortadi.

Guruch. 14. Faza quvvatlari teng bo'lgan ikki fazali tizim

Guruch. 14 (davomi)

5.7.19. Kirish bosqichida mahsuldorlik zaxirasining mavjudligi mahsulot zahiralaridan foydalanishni yaxshilaydi va texnologik jihatdan bog'liq bo'lgan ishlamay qolish vaqtini va ular bilan tizimning ishlamay qolish tezligini kamaytiradi (2-rasm). 15 , A). Kirish fazasi qanchalik ishonchli bo'lmasa, pasayish shunchalik sezilarli bo'ladi (2-rasm). 15 , b). Grafiklardan ko'rinib turibdiki, hosildorlik zaxirasini yaratish har doim tavsiya etiladi.

5.7.20. Agar ikki fazali tizimning kirish bosqichida ishlash zaxirasini yaratish ishonchlilikning pasayishi bilan birga bo'lsa, u holda saqlash hajmi etarli bo'lsagina maqsadga muvofiq bo'ladi. Masalan, chiziqli bog'liqlik bilan? 1 10% unumdorlik zaxirasini faqat qachon yaratish maqsadga muvofiqmi? 2 z 0 > 1,7, ya'ni. to'liq akkumulyatordagi zahiralar o'rtacha tiklanish vaqtidan 1,7 baravar ko'proq vaqt davomida chiqish fazasining ishlashini ta'minlasa (2-rasm). 16 ). A va z 0 parametrlarining qiymatlari oralig'i mavjud bo'lib, unda saqlash moslamasi bo'lgan ikki fazali tizim saqlash moslamasi va ishlash zaxirasi bo'lmagan tizimga qaraganda kamroq mavjudlik koeffitsientiga ega. Shaklda. 16 bu qiymatlar nuqta chiziq ustidagi egri chiziqlar bo'limlariga to'g'ri keladi.

5.7.21. Cheksiz saqlash sig'imi va chiqish fazasi va kichik vazifalarning nosozliksiz ishlashi bilan ikki fazali tizimning ishlamay qolish ehtimoli ortiqcha bo'lmagan tizimning ishlamay qolishi ehtimoliga yaqin (1-rasm). 17 ). Vazifaning ortishi bilan saqlash birligida to'plangan mahsulotlar zaxirasi ta'sir qila boshlaydi va ehtimollik ortiqcha bo'lmagan tizimga qaraganda sekinroq kamayadi. Da nosozliksiz ishlashning ehtimollik funksiyasi hech qachon kichik bo'lmaydi, shuning uchun p 0 vazifaning davomiyligidan qat'iy nazar kafolatlangan ehtimollikdir va u ancha yuqori. Misol uchun, 10% ishlash marjasi bilan va? / ? = 100 ehtimollik p 0 = 0,9. a parametrining ortishi bilan, bu vaqtni bron qilishning qisqargan ko'pligi sifatida talqin qilinishi mumkin (band. 5.7.2

Guruch. 17. Ikki fazali tizimning teng bo'lmagan ishlashi bilan ishlamay qolish ehtimoli

5.7.22. Etarli darajada katta z 0, a va t da chiqish fazasini hisobga olgan holda ikki fazali tizimning ishlamay qolish ehtimoli taxminan formula bo'yicha topilishi mumkin, bu erda P 2 (t) - buzilish ehtimoli. -chiqish fazasining erkin ishlashi. Bundan kelib chiqadiki, belgilangan sharoitlarda saqlash moslamasini o'rnatish birinchi bosqichdagi nosozliklarni deyarli to'liq oldini olishga imkon beradi.

6 . FUNKSIONAL BAZIRLASH YO'LLARI VA USULLARINI TANLASH

6.1. Umumiy holat.

Funktsional ortiqchalik - bu funktsional zaxiralardan foydalangan holda ortiqcha. Funktsional ortiqchalik bilan, ob'ektda ko'p funktsiyali elementlarga ega bo'lish odatiy holdir, ularning har birining qisman ishdan chiqishi asosiy funktsiyani bajarish bilan asosiy maqsadda foydalanishni istisno qiladi, lekin uni boshqa maqsadda ishlatishga imkon beradi. Yana bir tipik holat, agar bitta element ishlamay qolsa, uning funktsiyalari boshqa, ko'p funktsiyali element tomonidan qabul qilinganda sodir bo'ladi.

Funktsional ortiqchalik ta'sirining namoyon bo'lish imkoniyatlarini tahlil qilishda ikkita holatni farqlash kerak.

1. Alohida elementlarning ishlamay qolishi holatlarida, funktsional ortiqcha ob'ektning funksionalligi o'zgarmasligini ta'minlaydi.

2. Elementlar ishlamay qolganda, funktsional ortiqcha ob'ektning xususiyatlarini to'liq tiklamaydi va uning funksionalligi torayadi.

Texnik tizimlarda ikkinchi holat ko'proq uchraydi. Funktsional ortiqchalik elementga tegishli bo'lishi mumkin, bu holda u uning ko'p funksiyaliligining natijasi bo'ladi, lekin u o'xshash elementlarni o'z ichiga olgan ob'ektga ham tegishli bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, funktsional ortiqcha, odatda, boshqa ortiqcha turlari bilan birlashtiriladi va birlashtiriladi, masalan, strukturaviy-funktsional, yuk-funktsional va boshqalar. Bir nechta standart zaxira sxemalari mavjud. Ulardan birida tizim elementlari quyidagi xususiyatlarga ega: ular muayyan joylarda turli funktsiyalariga qaramay, bir-birini almashtiradi va ular o'rtasida o'z xohishiga ko'ra mos yoki zarur bo'lgan har qanday aloqalar o'rnatilishi mumkin. Agar elementlardan biri ishlamay qolsa, qolganlari tizim uchun barcha talablarni qondirishga imkon beradigan tarzda ulanadi. Elementlarning o'zaro ta'siri va qayta joylashishining ushbu tartibini tizimlarning haqiqiy xatti-harakatlariga mos keladigan ma'lum bir rasmiy model deb hisoblash mumkin. Bunday modellar biologik ob'ektlar yoki ko'plab mutaxassisliklarga ega bo'lgan ishchilar jamoalarining ishonchlilik xususiyatlarini tavsiflash uchun javob beradi. Shunga o'xshash model ko'plab elementlardan tashkil topgan bloklardan tashkil topgan texnik tizimlar uchun qurilgan. Agar alohida elementlar muvaffaqiyatsiz bo'lsa, qolgan elementlar tizimning ishlashini ta'minlash uchun bloklar o'rtasida almashtirilishi mumkin. Bunday holda, bloklar soni saqlanadi yoki kamayadi. Ikkinchi holda, muvaffaqiyatsiz bloklar tizimdan chiqariladi va ularning elementlari boshqa bloklarga o'tkaziladigan elementlarga demontaj qilinadi. Bunday tizimlarni amalga oshirishda diagnostika sharoitlari, elementlarning ulanishidagi o'zgarishlar, kosmosda elementlarning harakatlanishi, ularni yangi joylarda o'rnatish va mustahkamlash bilan bog'liq bir qator tegishli muammolarni hal qilish kerak.

6.2. Funktsional ortiqchalikning muhandislik usullari.

Funktsional ortiqcha bo'lgan ko'pgina texnik tizimlarda elementlarning nosozliklari funksionallikning torayishiga olib keladi. Elementning ishdan chiqishi ob'ekt yoki tizimni noto'g'ri holatga keltiradi, unda cheklangan vaqt davomida ishlashga ruxsat beriladi, chunki qolgan elementlar ortiqcha yuk bilan ishlaydi, bu ularning ishonchliligi va boshqa ko'rsatkichlarini yomonlashtiradi. Noto'g'ri holatga o'tish natijasida yuzaga keladigan funksionallikni yo'qotish odatda tartibga solinmaydi.

Yana bir yondashuv shundan iboratki, dastlabki holatda, ishlamay qolgan elementlar bo'lmasa, tizim tartibga solinmasligi mumkin bo'lgan kengaytirilgan funksionallikni amalga oshiradi va nosozliklar bo'lsa, me'yoriy-texnik hujjatlarga mos keladigan aniq belgilangan imkoniyatlar kafolatlanadi. belgilangan vaqt.

Elementlarning ishdan chiqishida funksionallikning torayishi quyidagi ko'rsatkichlar guruhlari bo'yicha sodir bo'lishi mumkin.

1. Mo‘ljal ko‘rsatkichlari bo‘yicha. Ko'p funktsiyali (ko'p maqsadli) ob'ektdagi elementlarning ishdan chiqishi ba'zi funktsiyalarni bajarishning mumkin emasligiga olib keladi.

2. Sifat ko'rsatkichlari bo'yicha. Elementlar ishlamay qolganda, aniqlik, tezlik va mahsuldorlik pasayishi mumkin.

3. Kirish parametrlarining o'zgarishlar diapazoni bo'yicha: geometrik maydonlar, elektr parametrlari va boshqalar.

4. Ta'sir etuvchi omillarning o'zgarishlar diapazoni bo'yicha: atrof-muhit harorati, elektromagnit shovqin darajasi, ta'minot kuchlanishining o'zgarishi.

5. Avtomatlashtirish darajasi bo'yicha. Elementlar ishlamay qolganda, operatsion va texnik xodimlarning yuki sezilarli darajada oshishi mumkin.

Funktsionallikni o'zgartirish bo'yicha ushbu yo'nalishlarni yodda tutgan holda, biz funktsional ortiqcha uchun quyidagi eng keng tarqalgan variantlarni ajratib ko'rsatishimiz mumkin.

1. Agregat-modulli yoki blok-modulli printsip asosida qurilgan mashinalar, tizimlar va komplekslarda funktsional ortiqcha. Texnologik asbob-uskunalar ushbu tamoyilga muvofiq qurilgan, masalan, modulli mashinalar, ishlab chiqarish tizimlari uchun yordamchi uskunalar; modullarni turli xil kombinatsiyalarda yig'ish mumkin bo'lgan sanoat robotlari, natijada olingan modifikatsiyalar ish maydonining geometrik xususiyatlari va harakatchanlik darajalari sonida farqlanadi; transport vositalari, xususan, turli tirkamalari bo'lgan avtomobillar; qishloq xo'jaligi mashinalari (o'rnatilgan asboblar yoki agregatlar bilan traktorlar); bir nechta xotira bloklari va turli kiritish/chiqarish qurilmalariga ega kompyuterlar; o'lchash transduserlari majmuasi bilan o'lchash va hisoblash komplekslari va boshqalar. Bitta modul yoki yig'ilishning ishdan chiqishi, ba'zi uskunalar modifikatsiyalarini yig'ib bo'lmasligini anglatadi, bu esa funksionallikni pasaytiradi, ammo mashina, tizim yoki majmua hali ham asosiy maqsadda ishlatilishi mumkin.

2. Mashinalar, tizimlar yoki komplekslar asosiy funktsiyalarning bajarilishini ta'minlaydigan asosiy komponentlardan tashqari, sozlash va sozlashni, ish rejimlarini tanlashni, sharoitlarni diagnostika qilishni, ishlamay qolgan elementlarni almashtirish yoki ta'mirlashni osonlashtiradigan turli yordamchi quyi tizimlar yoki qurilmalarga ega. Bularga avtomatlashtirish quyi tizimlari, nosozliklarni avtomatik tuzatish uchun o'rnatilgan tizimlar, qurilmaning ish rejimlarini boshqarish, rejim optimallashtiruvchilari, qidiruv quyi tizimlari va boshqalar kiradi. Yangi ishlanmalar bilan mashina, tizim yoki kompleksning prototipida bunday quyi tizimlar yo'qligi, lekin umuman uning maqsadiga mos keladi. Murakkabliklar operatorni yengillashtirish yoki unga ko'proq jihozlarga xizmat ko'rsatish imkoniyatini berish maqsadiga xizmat qiladi. Keyin quyi tizimning ishlamay qolishi yangi tizimni funksionallik nuqtai nazaridan prototipga qisqartiradi va uni yangi ishlanmaga xos bo'lgan afzalliklardan mahrum qiladi.

3. Ishlab chiqarish yaxshi tashkil etilgan yuqori darajadagi ishlab chiqarish birliklari (masalan, ustaxonalar) funktsional ortiqcha bo'ladi va ularda funktsional ortiqcha amalga oshiriladi.

Bu faqat vaqti-vaqti bilan ishlatiladigan va qo'shimcha ravishda yuklanishi mumkin bo'lgan texnologik uskunalar mavjudligida ifodalanadi. Bu ko'pincha eskiroq bo'lib, CNC dastgohlari bilan solishtirganda an'anaviy universal mashinalar kabi kamroq funksionallikka ega. Yoki, aytaylik, ibtidoiy transport vositalari, masalan, konveyerlar yoki transport robotlaridan farqli o'laroq, aravalar. Ishchi mashinada ishdan chiqqan robot o'rnini egallaganida vaziyat yuzaga kelishi mumkin. Yuqoridagi barcha misollarda, uskunaning ishdan chiqishida normal ishlashi boshqaruv, texnik xizmat ko'rsatish yoki bevosita ishlab chiqarish funktsiyalarini o'z zimmasiga olgan shaxsning ko'p qirraliligi bilan ta'minlanadi.

4. Kompyuter tizimlari tashqi jihozlarning markaziy qismining elementlari ishdan chiqqan taqdirda ko'proq moslashuvchanlikni ko'rsatishi mumkin. Shunday qilib, plotter ishlamay qolgan taqdirda, grafik ma'lumotlar katta diskret qadam bilan tanlangan piktogramma yordamida alfavit-raqamli bosib chiqarish qurilmasida chiqariladi. Ushbu tasvirlar grafiklarni eng qo'pol taxminiy o'rnini bosadi, lekin ko'pincha kerakli aniqlikni ta'minlaydi. Plotter ishlamay qolgan taqdirda ma'lumot raqamli shaklda ko'rsatilishi mumkin, ammo sifati sezilarli darajada yo'qoladi. Hisoblash jarayonida funksional ortiqchalik algoritmlarning qoʻshimcha tarmoqlari va ular orasidagi qoʻshimcha bogʻlanishlar yordamida, ayrim turdagi xatolarni tuzatish va yoʻqolgan maʼlumotlarni qayta tiklashning algoritmik usullari yordamida algoritmik ortiqchalik orqali amalga oshiriladi.

Texnik tizimlarning muayyan sinflarida funktsional ortiqcha foydalanishning keltirilgan misollari bizga ba'zi umumiy tendentsiyalarni kuzatish imkonini beradi. Funktsional ortiqchalik imkoniyatlari odatda yuqori darajadagi tizimlar va katta murakkablikdagi komplekslarda yuqoriroqdir. Misol uchun, ishlab chiqarish tizimlarida funktsional zaxiralar liniya yoki uchastka darajasiga qaraganda ko'proq sex darajasida qo'llaniladi. Ikkinchi xususiyat shundaki, nosozliklar paytida elementlarning jismoniy harakati talab qilinmaydigan tizimlarda funktsional ortiqcha osonroq bo'ladi va strukturadagi o'zgarishlar faqat signal darajasida o'tish orqali amalga oshiriladi. Funktsional ortiqchalikning eng tipik holatlari tizimda shaxsning mavjudligi bilan bog'liq - har qanday texnik tizimning eng moslashuvchan funktsional elementi.

6.3. Funktsional ortiqcha bo'lgan tizimlarning rasmiylashtirilgan tavsifi muammolari.

Elementlarning ishdan chiqishining odatiy natijasi tizimning funksionalligining pasayishi hisoblanadi. Ushbu omilni miqdoriy hisobga olish funktsional ortiqcha bo'lgan tizimlar ishonchliligining matematik modellarini qurishning o'ziga xosligi hisoblanadi. Bunday holda, ikkita mustaqil muammo yuzaga keladi. Birinchi vazifa - tizim holatlari to'plamini ehtimollik bilan tavsiflash. Uni yechishda holatlar kiritiladi: S 0 - birorta ham element ishlamay qolganda to'liq ishlaydigan holat; S i - i-element muvaffaqiyatsizlikka uchragan holat, ; S lj - l-chi va j-chi elementlar muvaffaqiyatsizlikka uchragan holatlar. Birinchi masalani yechishdan maqsad kiritilgan holatlarning ehtimolliklarini aniqlashdan iborat: P 0 (t), P i (t), P lj (t). Ikkinchi vazifa - joriy qilingan holatlarning qaysi birida funksional zahira mavjudligi sababli ob'ekt o'z faoliyatini saqlab qolishini aniqlash. Bu haqda ma'lumot funktsional ortiqcha imkoniyatlarning dastlabki rasmiylashtirilmagan tavsifi bilan beriladi yoki tizimning chiqish parametrlarining qiymatlarini belgilash va ularning yordami bilan mos keladigan funktsional tenglamalarni echish yo'li bilan olinadi. uning ishlash darajasi. Elementlarning ishdan chiqishidan keyin ishlash jarayonining modellari, qoida tariqasida, deterministikdir va ehtimollik xususiyatlarini o'z ichiga olmaydi.

Holatlarning ehtimolini aniqlash har qanday ma'lum usullar bilan amalga oshirilishi mumkin: gipotezalarni sanab o'tish, navbat nazariyasi tenglamalarini echish, empirik ma'lumotlarni yaqinlashtirish va hokazo.Tizimlarni tiklash uchun p i holatlarning statsionar ehtimolliklarini taqsimlash alohida qiziqish uyg'otadi. Ular tizimli ortiqcha tizimlarni tahlil qilishda qo'llaniladigan har qanday usullar bilan hisoblanishi mumkin. Biz ehtimollar to'plamini mustaqil xususiyatlar sifatida ko'rib chiqamiz, ular keyinchalik samaradorlik ko'rsatkichlarini hisoblash uchun ishlatilishi mumkin.

ADABIYOT

1. Texnik tizimlarning ishonchliligi: Qo'llanma / Ed. I.A. Ushakova - M .: Radio va aloqa, 1985. - 608 p.

2. Texnologiyada ishonchlilik va samaradorlik: Katalog. T. 5. Dizayn ishonchliligini tahlil qilish / Ed. IN VA. Patrusheva. - M .: Mashinasozlik, 1988. - 316 p.

3. Texnologiyada ishonchlilik va samaradorlik: Katalog. T. I. Metodologiya, tashkil etish, terminologiya. /Tad. A.I. Ta'mirlash. - M .: Mashinasozlik, 1986. - 224 p.

4. Ishonchlilikning matematik nazariyasi masalalari / Ed. B.V. Gnedenko. - M.: Radio va aloqa, 1983. - 376 b.

MA'LUMOT MA'LUMOTI

nomidagi LPI tomonidan ishlab chiqilgan. M.I. Kalinina va VNIINMASH.

IJROCHILAR: G.N. Cherkesov, A.M. Polovko, I.B. Chelpanov, A.I. Kubarev, V.L. Arshakuni, Yu.D. Litvinenko.

MAVZU: “Bronlash usullarining tasnifi”

REJA:

1. Ortiqchalik va ortiqchalik

2. Rezervatsiya usullarining tasnifi

GOST 27.002-89 ga muvofiq, ortiqcha - bu uning bir yoki bir nechta elementlari ishdan chiqqan taqdirda ob'ektning ishlash holatini saqlab qolish uchun qo'shimcha vositalar va (yoki) imkoniyatlardan foydalanish. Shunday qilib, ortiqchalik - ortiqchalikni kiritish orqali ob'ektning ishonchliligini oshirish usuli.

O'z navbatida, ortiqcha - bu ob'ektning belgilangan funktsiyalarni bajarishi uchun zarur bo'lgan minimaldan ortiq qo'shimcha vositalar va (yoki) imkoniyatlar. Ortiqchalikni joriy etishdan maqsad, uning elementlarida nosozlik yuz berganidan keyin ob'ektning normal ishlashini ta'minlashdir.

Turli xil bron qilish usullari mavjud. Ularni quyidagi mezonlarga ko'ra ajratish maqsadga muvofiqdir (1-rasm): ortiqchalik turi, elementlarni ulash usuli, ortiqchalikning ko'pligi, zahirani yoqish usuli, zahiraning ishlash rejimi, zaxiraning qayta tiklanishi.

Asosiy elementning ta'rifi ob'ektning asosiy tuzilishining minimalligi tushunchasi bilan bog'liq emas, chunki ba'zi ish rejimlarida asosiy bo'lgan element boshqa sharoitlarda zaxira bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Ortiqcha element - asosiy element, agar u ishlamasa, ob'ektda zaxira element taqdim etiladi

Vaqtni bron qilish vaqt zaxiralaridan foydalanish bilan bog'liq. Bunday holda, ob'ekt uchun zarur ishni bajarish uchun ajratilgan vaqt talab qilinadigan minimal vaqtdan aniq ko'proq deb taxmin qilinadi. Vaqt zahiralari ob'ektning unumdorligini, uning elementlarining inertsiyasini va boshqalarni oshirish orqali yaratilishi mumkin.

Axborotning ortiqchaligi - bu ma'lumotlarning ortiqchaligi yordamida ortiqcha. Axborotning ortiqcha bo'lishiga misollar sifatida aloqa kanali bo'yicha bir xil xabarni bir necha marta uzatish mumkin; uskunaning ishdan chiqishi va shovqin ta'siri natijasida paydo bo'ladigan xatolarni aniqlaydigan va tuzatadigan aloqa kanallari orqali ma'lumotlarni uzatishda turli xil kodlardan foydalanish; axborotni qayta ishlash, uzatish va aks ettirishda ortiqcha axborot belgilarini kiritish. Haddan tashqari ma'lumotlar uzatilayotgan ma'lumotlardagi buzilishlarni u yoki bu darajada qoplash yoki ularni yo'q qilish imkonini beradi.

Funksional ortiqchalik - bu berilgan funktsiyani turli usullar va texnik vositalar yordamida bajarish mumkin bo'lgan ortiqcha. Misol uchun, suv bilan sovutilgan quvvat reaktorini tezda o'chirish funktsiyasi yadroga xavfsizlik tayoqlarini kiritish yoki bor eritmasini quyish orqali amalga oshirilishi mumkin. Yoki axborotni avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimiga uzatish funksiyasi radiokanallar, telegraf, telefon va boshqa aloqa vositalari yordamida amalga oshirilishi mumkin. Shuning uchun odatiy o'rtacha ishonchlilik ko'rsatkichlari (nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt, ishlamay qolish ehtimoli va boshqalar) ma'lumotsiz bo'lib qoladi va bu holda foydalanish uchun etarli darajada mos kelmaydi. Funktsional ishonchlilikni baholash uchun eng mos ko'rsatkichlar: berilgan funktsiyani bajarish ehtimoli, funktsiyani bajarish uchun o'rtacha vaqt, berilgan funktsiyani bajarish uchun mavjudlik darajasi.

Ortiqcha yuk - yuk zahiralari yordamida ortiqcha yuk. Ortiqcha yuk, birinchi navbatda, elementlarning ularga ta'sir etuvchi yuklarga bardosh berish qobiliyatining optimal zaxiralarini ta'minlashdan iborat. Yukni zaxiralashning boshqa usullari bilan qo'shimcha himoya yoki tushirish elementlarini kiritish mumkin

Zaxira elementlarni kiritish usuliga ko'ra ular doimiy, dinamik, o'rinbosar rezervatsiya, sirpanish va ko'pchilik rezervlashni ajratadilar. Doimiy bron qilish - ob'ektning elementi ishdan chiqqan taqdirda uning strukturasini qayta tuzilmasdan turib bron qilish. Doimiy zaxiralash uchun asosiy element ishlamay qolgan taqdirda, zaxira elementni faollashtirish uchun maxsus qurilmalar talab qilinmasligi va ishda uzilishlar bo'lmasligi muhim (5.2 va 5.3-rasm).

Eng oddiy holatda doimiy ortiqcha - bu kommutatsiya qurilmalarisiz elementlarning parallel ulanishi.

Dinamik ortiqchalik - bu elementning ishlamay qolishi sodir bo'lganda, ob'ekt tuzilishini qayta qurish bilan ortiqcha. Dinamik rezervlashning bir qancha turlari mavjud.