Я. А. ХЕТАГУРОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ФИЛОСОФИИ
НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ
Главной задачей теории надежности работы является предсказание поведения системы и оценка ее надежности по надежности составляющих.
История развития требований по надежности системы связана с оценкой потребителем единства технической идеи и характеристик с качеством ее изготовления.
Усложнение систем приводит к необходимости разделения труда между конструкторами разработчиками машин, технологами, определяющими процесс изготовления, и производственниками. Это в свою очередь увеличило участников производственного процесса, имеющих различные специальности, и еще больше разобщило этапы проектирования, производства и эксплуатации. В результате существенно возросли проблемы контроля качества каждого этапа создания системы. Все эти факторы способствовали появлению разных оценок важности отдельных показателей, что приводило к дефектам, которые не всегда сразу проявлялись. В результате снижалась надежность системы. Дефекты выявлялись, в основном, при изготовлении и эксплуатации системы, появлялись случайно и фиксировались отдельной группой лиц, которая владела статистическими методиками оценки качества изготовления и теорией вероятности. Эти дефекты могли быть связаны как с нарушением режимов работы элементов, режимов эксплуатации и с изменением параметров элементов в результате случайного изменения параметров, связанных с дефектами производства элемента. Полученные результаты использовались для независимой оценки работы разработчиков и производства.
Устранение дефектов должны были производить разработчики и изготовители. Отсутствие прямых связей между участниками усложняло выявление и устранение дефектов, учитывая, что они представлялись как случайные события. Хотя в действительности в ряде случаев они были предсказуемы (нарушение режимов, старение).
Для удобства работы и возможности прогноза был использован закон экспоненциальной надежности, основой которого является независимость анализируемых событий. Классификация событий – независимости выходов из строя изделий производилась на основе субъективных оценок.
Опыт эксплуатации больших систем не подтверждает показатели надежности, рассчитанные по экспоненциальному закону.
Закон экспоненциальной надежности оценивает надежность системы через сумму частот неправильной работы ее составляющих. В действительности выход из строя системы определяется надежностью работы наиболее слабого элемента. Использование этого закона дает заниженные показатели надежности системы относительно практически существующих. Это обстоятельство приводит к существенному увеличению ЗИП’а и к затратам на его приобретение и хранение, а при несоответствии расчетных данных требованиям к необходимости резервирования – увеличению аппаратуры системы и затратам на ее изготовление и эксплуатацию. Большой вред использования этого закона наносит производству. Заниженные требования к надежности системы не стимулируют серьезную оценку технологических процессов и качества изготовления составляющих системы. Хотя в какой то степени упрощают жизнь руководителей предприятий.
Использование экспоненциального закона для оценки качества эксплуатации в виду заниженных показателей надежности практически приводит к снижению ответственности эксплуатирующего состава и боеготовности системы.
Широкое использование закона экспоненциальной надежности при проектировании, производстве и эксплуатации приводит к бесполезным большим экономическим тратам государственного бюджета.
В процессе эксплуатации ряда больших ответственных цифровых систем был разработан закон экспериментальной надежности, который давал возможность оценивать качество эксплуатации и изготовления каждой системы. Только характеристики надежности каждой системы, а не усредненные показатели по группе систем при экспоненциальном законе надежности, обеспечивают условия эксплуатации, отвечающие требованиям надежности.
