Основные понятия и определения теории надежности

Научная дисциплина, занимающаяся изучением общих закономерностей, обуславливающих методы расчета, проектирования, изготовления испытания и эксплуатации технических средств и систем с целью обеспечения большей надежности и эффективности от их использования, называется теорией надежности.

Основные понятия и определения теории надежности сформулированы в государственном стандарте (ГОСТ 27.002-89) «Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения».

Рассмотрим основные понятия и термины.

Объект – техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации. Таким образом, в качестве объекта могут выступать сложные системы сбора, передачи, обработки и хранения информации, приборы и даже отдельные радиоэлектронные элементы.

Система – объект, представляющий собой совокупность элементов, взаимодействующих в процессе выполнения определенного круга задач и взаимосвязанных функционально.

Элемент системы – объект, представляющий собой простейшую часть системы, отдельные части которого не представляют самостоятельного интереса в рамках конкретного рассмотрения.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания ремонтов, хранения и транспортировки.

Надежность является одной из важнейших характеристик качества объекта – совокупности свойств, определяющих пригодность использования его по назначению. Обычные характеристики качества объекта, такие, как быстродействие, производительность, пропускная способность, емкость памяти, мощность потребления и др., измеряются для некоторого момента времени («точечные» характеристики качества).

Надежность характеризует зависимость «точечных» характеристик качества либо от времени использования, либо от наработки объекта. Надежность информационных систем – характеристика временная. Она может быть ориентирована либо на прошедшее время (в этом случае говорят: объект до данного момента времени проработал какое-то количество часов, поэтому он обладал таким-то показателем надежности), либо в будущее время (в этом случае говорят: данный объект, если он будет использоваться в предписанных условиях, будет обладать такой-то надежностью).

Вывод о качестве объекта может быть сделан только тогда, когда учитываются и «точечные» характеристики качества и сохранение их в течение заданного интервала времени или заданной наработки. Нельзя, например, говорить о качестве вычислительного комплекса по информации о его быстродействии и емкости памяти, если ничего не известно о его надежности. Точно так же нельзя говорить о качестве комплекса, если известно только то, что он обладает высокой надежностью

Стороны надежности. К частным свойствам объекта, являющимися отдельными сторонами его надежности, относятся:

1. Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

2. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

3. Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания.

4. Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Перечисленные выше свойства (стороны надежности) – являются общепризнанными и рекомендуются для широкого класса объектов. Однако для информационных систем оказалось, что этих свойств для характеристики надежности недостаточно. Рассмотрим ряд других свойств.

· Живучесть - свойство объекта сохранять работоспособность (полностью или частично) в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормальными условиями эксплуатации. Оно может быть сформулировано, например, следующим образом: «выполнять заданные функции на заданном интервале времени после разрушающего воздействия», «сохранять частичную работоспособность после разрушающего воздействия» и т.д.

· Достоверность информации, выдаваемой объектом. При работе вычислительной машине или тракта передачи информации могут отсутствовать отказы. Поэтому объект может обладать высокой безотказностью, хорошей долговечностью, сохраняемостью и ремонтопригодностью. Однако в нем могут иметь место сбои, искажающие информацию. В объекте «ломается», «портится» не аппаратура, а информация.

Виды надежности. При исследовании надежности часто ставится задача определить причины, приводящие к появлению той или другой стороны надежности. Это приводит к делению надежности на:

аппаратурную надежность, обусловленную состоянием аппаратуры;

программную надежность объекта, обусловленную состоянием программ;

надежность объекта обусловленную качеством обслуживания и надежность функциональную.

Особого внимания заслуживает «программная надежность». Без программного обеспечения вычислительный комплекс или тракт передачи данных – это «мертвый» набор технических устройств, который «оживает» тогда и только тогда, когда он используется как единое целое с программой.

Надежность функциональная – надежность выполнения отдельных функций, возлагаемых на информационную систему (надежность передачи, ввода, отображения информации и т.п.)

В основе понятия надежности объекта лежит понятие состояния объекта.