Файл: Основы технической эксплуатации ЭЦВМ..pdf

по, чтобы к этому моменту времени машина имела наи­ высшую вероятность безотказной работы. Такой режим работы характерен, например, для ЭЦВМ беспилотных летательных аппаратов, а также для ЭЦВМ, предна­ значенных для управления какими-либо кратковремен­ ными процессами, время появления которых заранее известно.

Третьим вариантом задачи оптимизации периода проведения профилактических мероприятий пользуются при эксплуатации ЭЦВМ, работающей в ждущем ре­ жиме. В этом случае в режиме ожидания появления «основной задачи» машина решает «второстепенные» (подготовительные пли контрольные) задачи. В этот пе­ риод допустимы остановы машины для восстановления

быть работоспособна. Появление отказа в процессе ре­ шения основной задачи недопустимо, так как он сводит

современных аэродромах, в период отсутствия само­

с радиолокационных станций; при появлении же в воне видимости самолетов, запрашивающих посадку, ЭЦВМ переходит к решению основной задачи — определению режима посадки и выработке команд управления. Оче­ видно, что отказ ЭЦВМ на основном этапе ее использо­ вания приводит к нарушению нормального процесса посадки.

Как указывалось выше, расчет оптимальной перио­ дичности проведения профилактических работ предпо­ лагает знание не только целевой функции оптимизации (т. е. максимизируемого или минимизируемого парамет­ ра), но и некоторых эксплуатационных характеристик ЭЦВМ. Наиболее важное значение для правильной оценки оптимальной продолжительности межпрофилак­ тического периода имеют такие характеристики, как среднее время выполнения одной профилактики г'пр и среднее время восстановления ЭЦВМ после возникно­

206

вения отказа Твс. Рекомендации но их оценке на осно­

мального значения периода профилактики необходимо знать характеристики потока отказов ЭЦВМ, а также закон изменения интенсивности потока отказов в межпрофилактическом периоде.

Следует подчеркнуть, что изменение интенсивности отказов в течение времени между двумя очередными профилактиками может происходить по закону, отлично­ му от закона, описывающего изменение интенсивности отказов за более длительный промежуток времени, охватывающий достаточно большое количество профи­ лактических циклов. Первый закон по сравнению со вторым описывает как бы микроструктуру поведения отказов во времени. Поясним это примером. Считается, и это проверено на практике, что интенсивность потока отказов основных видов радиоэлектронной аппаратуры, в том числе и электронных устройств ЭЦВМ, в процес­

времени между отказами. Такая трактовка закона из­ менения надежности во времени удобна для производ­ ства инженерных расчетов, так как намного их упро­ щает, обеспечивая приемлемую точность.

Заметим, что-здесь употреблен термин «нормальная» эксплуатация, который предполагает проведение на ап­ паратуре необходимого технического обслуживания, включающего в себя, в частности, и профилактические мероприятия. Если же допустить, что профилактические мероприятия не проводятся (или в действительности их не проводить), то, естественно, качество работы ЭЦВМ с течением времени будет ухудшаться, что может быть зарегистрировано по возросшей интенсивности потока отказов. Это может быть объяснено тем, что ЭЦВМ по­ строена из различных по своей физической структуре элементов, для которых характерны как внезапные, так и постепенные отказы. Возрастание же во времени ин­ тенсивности потока отказов говорит о том, что распреде­ ление времени безотказной работы подчинено не экспо­ ненциальному закону, а одному из частных случаев зако­

нов Вейбулла или -гамма-распределения: либо закону

207

Рэлея, либо закону, являющемуся композицией выше­ упомянутых законов.

Установление по статистическим данным действи­ тельного для данной ЭЦВМ закона распределения от­ казов в межпрофнлактическом .периоде при грамотной организации эксплуатации для квалифицированного специалиста не представляет большого затруднения. Пе­ риод сбора информации может быть сокращен, если в эксплуатации находится большое количество однотип­ ных ЭЦВМ.

Задача построения закона изменения интенсивности отказов ЭЦВМ в межпрофилактическом периоде сводит­ ся к обработке накопленной информации об отказах известными методами математической статистики.

Можно ожидать, что в результате эксперимента пос­ ле обработки статистического материала о поведении

где Ко— начальная интенсивность потока отказов после окончания профилактических работ; /г — скорость роста интенсивности отказов при отсутствии профилактических мероприятий.

Этот закон отражает характер поведения потока от­ казов ЭЦВМ в промежутке времени между двумя оче­ редными профилактиками, так как учитывает наличие в ней и внезапных и постепенных отказов; Внезапные отказы учтены первым слагаемым двучлена, постепен­ ные— вторым. Скорость роста интенсивности отказов принята постоянной, так как в теории и практике рас­ чета надежности радиоэлектронной аппаратуры, для которой характерны постепенные отказы, используется закон Рэлея, предполагающий линейный рост Я-харак- теристики во времени:

в процессе эксплуатации, среднюю длительность прове­ дения одной профилактики tup и среднее время восста­ новления после возникновения отказа Гвб и установив закон изменения интенсивности потока отказов в проме­

208

жутке между двумя соседними профилактикамн, можно

.переходить к решению задачи повышения эффективно­ сти использования ЭЦВМ за счет оптимизации периода проведения профилактических мероприятии.

Определение оптимального периода проведения про­ филактических работ, обеспечивающего максимальное значение коэффициента технического использования ЭЦВМ, может быть произведено исходя из следующих соображений.

Как показано в § 2-2, под коэффициентом технического исполь­ зования ЭЦВМ понимают отношение времени работы в исправном состоянии к общему времени исправного состояния и простоев за счет отказов и проведения профилактических мероприятии за один и тот же период эксплуатации.

Коэффициент использования ЭЦВМ в течение одного профилак­ тического цикла может быть записан в виде

где к — порядковый номер отказа; іи — время между (k—1)-м и k-м отказами; n { t 0) — количество отказов за межпрофилактический цикл; in[іо) — суммарное время восстановления ЭЦВМ за один межпро­ филактический период:

Количество отказов, появившихся в промежутке между двумя соседними профилактиками, зависит от длительности этого проме­ жутка и от закона изменения интенсивности отказов:

іо

Полагая производную равной нулю, получаем соотношение, позволяющее найти оптимальное" значение межпрофнлактичсского периода при любом известном законе изменения интенсивности пото­ ка отказов:

о

Можно показать, что при %(t) —неубывающей функции уравне­

ние (4-17) имеет решение, причем действительный корень будет единственный.

Воспользуемся уравнением (4-17) для определения оптимального периода профилактики в случае линейно­ го роста интенсивности потока отказов по закону (4-10).

Решив уравнение относительно (о, получим: .

.. (4-18)

Из формулы (4-18) видно, что если принять допуще­ ние о том, что в межпрофилактическом ‘периоде эксплу­ атации ЭЦВМ ^-характеристика не растет, т. е. А = 0, то оптимальное значение периода профилактики полу­ чится равным бесконечности, что говорит о нецелесооб­ разности проведения профилактических работ в случаях экспоненциального закона распределения времени без­ отказной работы в промежутке времени между сосед­ ними профилактиками.

Заметим, что значение tobnr не зависит от начальной величины Я-характеристики. Это позволяет распростра­ нить формулу (4-18) на случай рэлеевского распределе­ ния. Заменив k на 1/сг2, получим:

Подставив значение (оопт'из (4-18) и (4-19) в выра­ жение (4-12), можно получить максимальные значения коэффициента технического использования, которые мо­ гут быть получены при заданных характеристиках экс­ плуатационных свойств ЭЦВМ.

Для распределения Рэлея имеем:

210