Общие сведения

Резервирование повышает надежность системы путем введения резервных элементов, являющихся избыточными по отношению к минимальной функциональной структуре системы, необходимой и достаточной для выполнения заданных функций.

Резервирование характерно тем, что оно позволяет повысить надежность системы по сравнению с надежностью составляющих ее элементов. Повышение надежности отдельно взятых элементов требует больших материальных затрат. В этих условиях резервирование, например, за счет введения дополнительных элементов является эффективным средством обеспечения требуемой надежности систем.

Если при последовательном соединении элементов общая надежность системы (т. е. вероятность безотказной работы) ниже надежности самого ненадежного элемента, то при резервировании общая надежность системы может быть выше надежности самого надежного элемента. Однако с другой стороны избыточные системы, приобретая высокую надежность, могут приобрести ряд свойств, которые снижают их эффективность, в частности, для избыточных систем характерны большие экономические затраты на сооружение и эксплуатацию.

Резервирование может быть достаточно сложным. На рис. 1 приведена классификационная схема, позволяющая наглядно представить связи в резервировании

Рисунок 1. Методы резервирования

Резервирование осуществляется путем введения избыточности. В зависимости от природы последней резервирование бывает:

· структурное (аппаратное);

· функциональное

· информационное;

· временное.

Структурное резервирование — это использование избыточных элементов структуры объекта, т.е. элементов, которые являются необходимыми для выполнения возложенных на систему функций.

Функциональное резервирование — это использование способности элементов выполнять дополнительные функции, повышая надежность системы за счет перераспределения функций при отказах элементов.

Информационное резервирование предусматривает использование избыточной информации. Его простейшим примером является многократная передача одного и того же сообщения по каналу связи.

Временное резервирование предусматривает использование избыточного времени.

Существует два метода повышения надежности систем путем структурного резервирования:

1) общее резервирование, при котором резервируется система в целом;

2) раздельное (поэлементное) резервирование, при котором резервируются отдельные части (элементы) системы.

Обычно стремятся по возможности применять раздельное резервирование, т.к. при этом выигрыш в надежности часто достигается значительно меньшими затратами, чем при общем резервировании.

В зависимости от способа включения резервных элементов различают постоянное резервирование, резервирование замещением и скользящее резервирование.

Постоянное резервирование — это такое резервирование, при котором резервные элементы участвуют в работе объекта наравне с основными.

Резервирование замещением — это такое резервирование, при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного.

Скользящее резервирование представляет собой разновидность резервирования замещением, при котором основные элементы объекта резервируются элементами, каждый из которых может заменить любой отказавший элемент.

Степень избыточности характеризуется кратностью резервирования. Кратность резерва — это отношение числа резервных элементов объекта к числу резервируемых ими основных элементов. Резервирование с целой кратностью имеет место, когда один основной элемент резервируется одним или более резервными элементами. Резервирование с дробной кратностью — это такое резервирование, когда два и более однотипных элементов резервируются одним и более резервными элементами. Наиболее распространенным вариантом резервирования с дробной кратностью является такой, когда число основных элементов превышает число резервных. Резервирование, кратность которого равна единице, называется дублированием.

Расчеты надежности систем с параллельно включенными элементами зависят от способа резервирования