автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Методы обеспечения надежности вторичного электропитания ЭВМ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО КОМПЛЕКСНОЙ ПРОБЛЕМЕ «КИБЕРНЕТИКА»

Для служебного пользования

ЭКЗ. № 000079

V

На правах рукописи

ШАТАЛОВ Андрей Борисович

УДК 681.517

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЭВМ

Специальность 05.13.16 — Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой, степени кандидата технических наук

Москва — 1990

Работа выполнена в Институте проблем кибернетики АН СССР.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Северцев !L А,

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Борщевский Г. Г.

доктор физико-математических наук, Третьяков А. А.

Бедушдя организация:

Войсковая часть 67947

Защита состоится 0 г.

в I < часов на заседании Специализированного совета Д. 002.82. 01 при Научном совете АН СССР по комплексной проблеме "Кибернетика" по адресу: 117333, Мэскьа, ул. Вавилова 40.

С диссертацией южно ознакомиться в библиотеке Научного совета АН СССР по комплексной проблеме "Кибернетика".

Автореферат разослан

"Л."

г.

Ученый секретарь специализированного совета Д. С02.82.01 кандидат физики- математичес^^иб наук

_ Г. П. Амирджанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Система питания вычислительных комп-лексоз и особенно сверхвтоокой производительней«» представляет собой аппаратуру высокого уровня интеграции и сложности, Большое «исло отдельных модулей система вторичного электропитания ЭВМ требует повышенного внимания к их надежности, так как выход из строя одного из них приводит к останову всей системы в целом, поэтому выбор стратегии эксплуатации, периода и плана регламентных работ является актуально?! проблемой.

Одним из путей обеспечения высокой надежности системы питания ЭВМ в течение длительного времени эксплуатации является использование скользящего пезервтоовяшя. Выбор структурной схемы построения такой системы питания влияет на папа-метры функционирования, показателей надежности, энергетическую избыточность систем и во многом определяет затраты прл испытаниях на различных отагах отработки. Разработка методов определения минимально необходимых объемов испытаний таких систем является практически важным вопросом для выбора структурной схемы построения и предварительной оценки стоимости испытаний уже на стадии проектирования.

Повдаенкэ производительности и мощности полупроводниковых приборов вызвало к жизни новые виды нестационарных процессов. В настоящее время прослеживавтсд явная тенденция ухудшения качества электрической сети. В этой связи следует отметить, что все большее внимание разработчиков ЭВМ привлекает проблема влияния различных нестационар'мх переходных процессов т функционирование полупроводникеоой техники и в частности источников вторичного электропитания (ИВЭП) 33!*. Поэтому методы оценки надежности восстанавливаемых систол о учетом "накопленных повреждений", полученных при различил нестационарных ггроцессах, а такие вледствия отказа ко«плек-туошх элементов в настоящее время актуальна. 5то подтвер-адается исследованиями, проведеннши в ншпей стране: около 50 + 60 € от числа всех нарушений функционирования специальной радиоэлектронной аппаратура, в том чяслз и ЭВМ, связаны с нарушениями работы ИВЭП и примерно 25 30 % всех отказов РЭА связаны непосредственно с отказами обеспечивающих их источников вторичного электгю питания.

Цель работы. Целью диссертационной работы является:

- внСор форсированного' режима при проведении ускоренная не питаниях ИВЭП ЭВМ;

- разработка методов интервальных оценок для показателей надедаозти систем при наличии скользящего резервирования в случае, когда допустимое число отказавших модулей Т удовлетворяет соотношению X ¿М - I как для равно надежных систем, так и для систем, у которых вероятность безотказной работы составных модулей за время эксплуатации

I О,Ы Р 1,1- 1,М могут отличаться друг от друга;

- исследование вопроса определения минимально необходимых объемов испытаний систем с учетом допустимого числа отказов составных" модулей при наличии скользящего резервирования;

- разработка методики расчета количественных показателей надежности ИВЭП с учетом конструктивно-технологической с хеш (функционирования элементов системы питания ЭВМ;

. - разработка структурно-функциональной модели и построения надежностной схемы функционирования системы питания ЭВМ с рекомендациями об обеспечении надежности в процессе эксплуатации; . .

- разработка методики оценки надежности восстанавливаемых систем с учетом повреждений, полученных при различных нестационарных процессах.

Методы исследования. В диссертационной работе качественныйи количественный анализ основных видов отказов ИВЭП ЭВИ'при испытаниях на различных этапах отработки проводился известными классическими методами современной теории вероятности и математической статистики. Теоретические исследования были основаны на методах аналитического и имитационного моделирования с использованием аппарата теории марковских процессов. Исследования моделей надежности в ускоренных не-. питаниях ИВЭП ЭВМ, приближенные оценки показателей надежности систем проводились е прггменением теории случайных процессов. Оценки коэффициентов ускорения в форсированных испытаниях были получену при помощи не параде три чес ко (1 ранговой статистики. Разработка методов интервальных оценок для показателей надежности систем при наличии скользясаго резервирования

к определения минимально необходимых объемов испытаний систем с учетом допустимого числа стказои составных мацулей.. была проведена с использованием теории испытания и математической статистики.

Научная новизна работа состоит в следующем:

- разработана методика выбора форсированного режима при проведении ускоренных испытаний для преодоления начального периода эксплуатации ИВЭП ЭВ!,Т;

- разработаны методы интервальных оценок для показателей надежности систем при наличии скользящего резервирования в случае, когда допустимое число отназавшх модулей 7! удовлетворяет соотношению Т? «¿М - I как для равнонадежных систем, так и для систем, у которых вероятность безотказной работы составных модулей за время эксплуатации / О, Ы Р£,

I = 1,М могут отличаться друг от друга;

- исследованы вопросы определения минимально необходимых объемов испытаний систем с учетом допустимого чксла отказов составных модулей при наличии скользящего резервирования;

- разработана структурно-функциональная модель, позволяющая построить надежностную ехе?лу функционирования системы питания ЭВМ с рекомендациями об обеспечении надежности

в процессе эксплуатации;

- - разработана методика оценки надежности восстанавливаемых систем с учетом повреждений, полученншс при различных нестационарных процессах.

Научная и практическая ценность работы. Проведенный качественная анализ ИВЭЦ позволил разработать методику расчета количественных показателей надежности блоков питания с учетом конструктивно-технологической схемы фушщионаровашш элементов системы, разработать струтстурно-^нкционэды¡уэ модель, позволяющую определить средней ареия безотказной работы в течение заданного интервала времени, обосновать и построить надежностную схему функционирования системы питания ЭВМ с рекомендациями об обеспечении надежности в процессе эксплуатации.

Разработанная методика выбора форсированного рзяима и

оценки коэффициента ускоренияпозволяет использовать ускоренные испытания для'преодоления начального периода эксплуатации ЙВЭП ЭВМ.

Разработанные методы интервальных оценок для показателей надежности систем при наличии скользящего резервирования позволили разработать методику определения минимально необходимых объемов испытаний систем с учетом допустимого числа отказов составных модулей, что является практически важным вопросом для выбора структурной схемы построения таких систем и предварительной оценки стоимости испытаний уке на стадии проектирования.

Разработан» методика оцзнки надежности восстанавливаемых систем с учетом повреждений, полученных при различных нестационарна процессах, а также вследствии отказа комплектующих элементов, позволяющая уже на стадии проектирования провести анализ возможных видов отказов, исследовать наиболее критичные для системы отказы, приводящие к наибольшему повреждению и искать пути их снижения, расширить диагностику отказозых ситуаций, изменить стратегию восстанавитеяы.^х работ, заключающуюся не только в замене отказавших, но и схемное вязанных с-ним элементов, получивших значительное повреждение.'

Апробация и публикация результатов работы. Основные результата диссертационной работы докладывались и обсуждались ма следующих: конференциях и семинарах:

- на Всесоюзном семинаре молодых ученых> специалистов "Информатика и вычислительная техника", II - 18 апреля 1986, Звенигород.

- на I Всесоюзной конференции "Проблемы создания суперЭВМ, супер-систем и эффективность их применения", 1937,Шнек.

: - на "IX - семинаре по однородным вычислительным средам и систолическим структурам"« 1969, Львов.

- на научно-технической конференции "Стандартизация контроля качес-ва и надежности промышленной продукции", май 1980, Горький. ;

, - на семинаре по результатам НИР "Старение - 2" совместно с подсекцией "Научные проблемы источников вторичного электропитания "Научного Совета АЧ СССР, 1990, Москва. . ?

- на XI мекведомствонном семинаре "Оцантгя характеристик качества систем И системный анализ", 8-10 сентября 1990, Гродно.

Основные результаты диссертациг-шюй работа опубликованы в 7 печатных трудах.

Структура и объем.работа. Диссертация состоит из введения, четырех глап, заключения» списка литературы и приложения.

На защиту выносятся:

- методик - выбора форсированного режима при ускоренных испытаниях ИВЭП ЭВМ;

- методы интервальных оценок для показателей надежности систем при наличии скользящего резесвиоования;

- исследование вопоосов определения минимально необходимых объемов испытаний систем с учетом допустимого числа отказов составных модулэй при наличии скользящего резервирования;

- методика оценки надежности восстанавливаемых систем с учетом повреждений, полуденных при различных нестационарных процессах, а также вследствии отказа комплектуют?? элэ-менгов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРКАШЕ РАБОТЫ

Во ведении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и задачи исследования, определены используемые методы, научная новизна V практическая ценность работы, отражены вогоосьг реализации и внедяения полученных результатов, перечислены основные защищаемое положения.

Пораая глава посняиеча анализу и классификации ИВЭП ЗВМ, обоснованию выбора системы питания векторно-кочве .сотой ОЖ) ЭВМ, анализу основных видоз отказов ИВЭП ЭВМ.

Рпссмотоены основные типы ИВЭП ЭВМ: линейные (классические, с сетевым трансформатором на входе и линейным стабилизатором) и ключевого типа или импульсные стабилизаторы напряжения , их преимущества и недостатка.

Проведен качественный и количественный анализ основных

видов отказов МВЭП ЭВМ при испытании на различных этапах отряботки. Исследование показали, что около 50 т 60 % от одела всех нарушений функционирования специальной радиоэлектронной аппар? гуры, в том числе и ЭВМ, связаны с нарушениями работа Й5ЭП и примерно 25 + 30 Й всех отказов РЭА связана непосредственно с отказами обеспечивающих их ИВЭП.

Большой практический и научный интерес представляет распределение отказов комплектующих элементов ИВЭП ЭВМ в течение времени отбраковочных испытаний. Анализ показал, что зависимость среднего числа отказов ИВЭП от времени отбраковочных испытаний имеет "двухгорбовый" вид Рис. I., что было подтверждено результатами испытаний в течение года на большой партии выпускаешь изделий "Электроника Ш 9005". Иссле-

"ер!

'В

6

к г

о гм.

п

±20 {В8 £

дования показали, что сущеетуют типы отказов, которые не поддаются контролю и диагностики. Такие типы отказов могут быть выявлены и устранены при помощи специальных форсированных испытаний, раз лботанных как для отдельных г-омп-

лектуицих элементов, так и систем в целом.

Вторая глава посвящена выбору модели надежности в ус-псоенных чепы' гниях ИВЭП ЭВМ, выбору форсированного режима .три проведении ускоренных испытаний ИВЭП ЭВМ, анализу точности оценки коэффициента ускорения, методам отбраковочных испытаний/ направленных на преодоление начального периода эксп-плуатации.

Разработана методика выбора форсированного режима при ускоренных испытаниях ИВЭП ЭВМ, которая состоит в том, что на этапе предварительных испытаний при выборе форсированного режима для ИВЭП проверяется гипотеза:

Не: -О = 7( ПЫ. ¿¿*) = ,

где i (%, ¿о) и :F (У (Тл), ¿L*) - функции распределения типов отказов ИВЭП в нормальном и апробируемом с - ои фос сированном режиме испытаний. На основании статистической проверки гипотез выбирается форсированный режим испытаний с распределением типов отказов, вызванных теми же причинами, которые лежат в основе распределения типов отказов при нормальном регате испытаний.

Проведена оценка коэффициента ускорений по результатам натурных ускоренных испытаний ИВЭП по методу "равных вероятностей". При проверке статистической гипотезы: Но: '£(£)= >

где 7i(t ) и - соответственно функции распреде-

ления случайных величин моментов отказов ИВЭП в нормальном и форсированном режимах, часто бывает затруднительно естес-твееннм образом указать, какому параметрическому семейству принадлежат функции ( £ ) и ( i ). Поэтому для решения этой задачи используется тетраметрический ранговый критерий.

Для подтверждения возможности пересчета результатов испытаний одной партии изделий на другую, особенно в тех случаях, когда со временем происходит незначительно^ изменение технологии изделия в связи с доработками образца и оценки точности коэффициента ускорений при испытании ИВЭП в нормальном и форсированном режимах был использован метод "доламывания". Этот метод реализован на основе статистических данных о моментах отказов при испытании ИВЭП в нормальном I. форсированном режимах при помощи имитационного моделирования. Разработал апгоритм и программы моде чрования случайных процессов, описывающих изменение во времени технических параметров, распределение временя низни комплектующих элементов, а также программы для обработки получэтмх данных.

Анализ имитационного моделирования показал, что »готод '"доламывания" на практике дает небольшую погрешность уже при объеме выборки 2/7 ■ 20 + 22, что особенно ваяно при испытании доростояцей аппаратуры.

Анализ статистических данч'тх об отказах ИВЭП в течении длительного времени эксплуатации показал, что. если перед ■ сборкой и монтажом ИВЭП, комплектующие элементы не были под-

вергнуты специальным испытаниям, то при эксплуатации в номинальном режиме, приблизительно через Т^ = 500 * 600 часов выявляются 75 ф Ю % от числа всех отказов. В данной работе предложена методика ускоренных испытаний для преодоления нательного периода эксплуатации, в течении которого НВЭП "наиболее чувствительны к некоторым типам отказов.

Третья глава посвящена ыетодан интервальных оцзнок и определения минимально необходимых объемов испытаний скстеи при наличии скользящего резервирования.

В работах посвященных анализу надежности резервированных систем рассматривается только один случай, когда для их функционирования необходимо и достаточно, чтобы хотя бы один элемент работал успзшо. Однако при усложнение схемных рзилшй часто приходится иметь дело с системами, когда требуется, чтобы суммарное число отказавших элементов в резервированной системе «в превышало допустимое число отказов Т * т.е. необходимо выполнение условия <i - I, где И - чкечо .элементов резервированной системы. К таким системам ¿ожно отнести, например систему питания ЭВМ с одним выход пи в составе с несколькими параллельно работающими унифицированными модулями. Выход из строя отдельных модулей не .приводит к отказу систеш питания в целом. Отказ системы питания, построенной по данному принципу наступает в случае, когда число отказавших модулей превышает допустимый уровень Ткр » в случае, когда выполняется соотношение Т>Ткр.

Вероятность безотказной работы ггоиведенной системы при нз зависимых И элементах выражается в виде: r » М-к к

"•Я/Я" .

если вероятности Pt- = P = i ■ 1,М безотказной работы элементов системы одинаковы. _

Случай, когда «SM - I, а также Р[ , I » 1,М различны в литер туре не рассмотрен.

В данной работе рассматриваются испытания Еернулли с необязательно одинаковши вероятностями исходов. Получены точные нижние и точные верхние границы для вероятности безотказной работы при наличии скользящего резервирования то результатам биномиального плана испытаний.

Теорема I. Вероятность осуществления не более чем Т исходов в ¡1 необязательно одинаковых испытаниях Бернулли с вероятностям! исходов ^ , Ум удовлетворяет

неравенствам: ^

(й/Чп^ №

/лк.'/М-к).&

1 м+гн ,, - л \ п х ,м \

Леша I. Вероятность осуществления не более чем Т исходов в М необязательно одинаковых испытаниях Бернулли о вероятностями исходов удовлетворяет соот-ношэнию: ^ ~ . М-Т

^(¿-я/^-ч)) , i н

если М?«Г, где я *РгЩ'

Рассмотрим систему, состоящую из М отдельных модулей, построенную по принципу скользящего резервирования. Пусть ка-кдай t - ый из ' I! независимых модулей системы кспыты-вается по биномиальному плану испытаний на отрезка / 0,¿/ а ноиан&льмы режиме S¿ ; Ni - объем выборки при испыта-нпи 1-го модуля; B¿ = 8(£>i , A/¿ ) - число возникающих при 8том отказов, величины 2-1 независимы. Надежное функционирование системы определяется тем, что суммарное число отказавших модулей не превышает допустимое число f , где

t ¿¡и - г. , _ - ч\

Допустимое число Т = COr?S¿ задается до испытаний. В наием случае имеем:

По результатам испытаний отдельных модулей находятся интервальные оценки ятя аероятнэсти Се"ю~1<.т>яэ,9 работы с не-

темы.

• /V» rs*

Если Т удовлетворяет соотношению - I ^ Ufy,

то в качестве - нижней граница для вероятности безотказной работы системы можно выбрать статистику:

0*S¿M-r-i "Pf*

M-S

a в качестве £ - верхней границу статистику:

к г») s mcnr (tl-%r-s+í)

- tf-S д/

^ Г? ^ f ipQ

где и Pj, - соответственно ^ - границы для P-fTfi'¿с

Если Т удовлетворяет соотношению Н - I ,

то в качестве - нижней границы для вероятности безотказной работь системы мошо выбрать статистику: .

Здесь Jx(0 ,В ) _ неполная бета функция с параметрами

а >о, ß: а .

Полученные соотношения для оценки ^ - нижних границ вероятности безотказной работы систем при наличии скользящего резервирования необходимы для выбора минимально необходимых объемов и длительности проведения испытаний составных модулей при отработке систем.

Рассмотрен случай, когда система при наличии скользящего резервирования состоит из равнонадежных составных модулей.

Минимально необходимый объем испытаний A4 находится из соотношения: о ч D

X^^

где F¡p - требуемое или приемочное значение вероятности безотказной работы системы на интервале / 0,Ь/ в режиме £о ;

JFJ, - - нижняя грат ja для вероятности безотказной работы системы.

В частности, если = 0 и М(1 - Р) s£ Т - М - I , то имеет место соотношение:

n = _en а-Я

ш&чек / • / - означает целую часть числа .

Ру - допустимое или приемочное число отказов при объеме испытснаЯ M .

Рассмотрен случай, когда система при наличии скользящего резервирования состоит из модулей, с невсегда одинаковыми вероятностями безотказной работы на интервале /0,1/ .

Властности, когда Еу = 0 и справедлив неравенство Ц(1 -Р)—!i~I , то имеет место соотношение:

д/ _ Га/7 > -¿nfi-я

No-inj , 2хги-Ъ;ы,м-г)

Если каждый из И блоков испытывается в одинаковом объеме и приемочное значение £(] ~ 0, то справедливо соотно-

^ enii-j)

Четвертая глава посвящена обеспечению надежности систе-!-н вторичного электропитания ЭЕМ на этапе эксплуатации, оценке надежности ИВЭП ЭШ при модели старения смешанного тип разработке методов оценки надежности восстанавливаемых систем с учетом повреждений, полученных при различных нестационарных процессах, а также вследствии отказа комплектующих элементов.

Эксплуатация ИВЭП ЭШ исследуемого класса показала, что отказы аппаратуры условно маяно разделить на внезапные и параметрические или постепенные: т.е. выход отдельных параметров за границу поля допуска, приводящие к срабатыванию системы защиты. Модель надежности ИВЗП можно представить в виде композиции непараметрической и параметрической состовлящих:

Р(1У= Р±а) Рг(1)

где и Р2Ш - вероятности не появления отказов ИБЭП,

соответственно непараметрической и параметрической природы.

Для ИВЭП ЭШ закон изменения во времени технических параметров достаточно точно описывается гауссовским случайным процессом.

Анализ результатов расчета показывает, что использование дополнительно» ин^орлации о поведении функциональных параметров КБЭП ЭШ и аппроксимация последних гауссовсюши

случайными процессами приводит к значительному уточнении оценок показателей надёжности.

При эксплуатации системы вторичного электропитания высокопроизводительных векторно конвейерных ЭЕ5 приходится сталкиваться с системами, включазощиш в себя большое число ИВЗП, имеющих различные показатели надежности, сто не позволяет получить аналитических выражений для показателей надежности в явном виде.

Разработана методика расчета количественных показателей надежности ИБЭП с учетом конструктивно-технологической схемы функционирования элементов системы питания ЭВМ.

Учитывая различные организационно-практические аспекты проведения контрольных проверок рассмотрены следующие законы распределения времени ме-кду проверками: детерминированный, нормальный и экспоненци&чьный.

Разработана структурно функциональна? модель ИВЭП, позволяющая определить яреднее время безотказной работы и вероятность безотказной работы в течение заданного интервала времени системы электропитания векторно конвейерной ЭШ. Для определения укачанных величин используется метод ускоренного моделирования. Граф переходов системы питания представлен на Рис. 2.

Метод вычисления ("¿^ сформулирован в виде алгоритма построения оцзнки Рц в одной реализации. Несмещенная оценка в одной реализации дл % (I) имеет вид: .„

П ][ IV

кв=ехр{-Яи Г«;)(Е(., + У ХЛЛ]

»I1 '■¡'О* ' Ы ' К-ми &

К

Здесь в процессе моделирования определяются следующие величины:

П - число изменений состояний системы на / 0, t / ;

U0= 0< Ui-< .., < Un< í = Цп_ момента изменения состояний систему;

^ = ,), í = 0,/1 состояния системы в мо-

менты U0 + О, U£+ 0,..., Un+ 0 ;

Я-И • ~ интенсивности отказа ¿ - го элемента в Н-ом блоке соотвественно при исправных и не исправных предохранителях.

Для построения оценки среднего времени безотказной работы системы питания векторно конвейерной ЗШ используется непосредственное статистическое моделирование . Стот подход основан на непосредственно« построении траектории системы до е§ отказа и последующим усреднением. Разработан алгоритм и программы для реализации методов оценки.

Проведен сравнительный анализ зависимости средней наработки на отказ ИВЭП отдельных блоков и системы питания в целом от среднего времени между контрольными проверками предохранителей для различных законов распределения времени между контрольными проверками.

Введение контрольных проверок позволяет существенно увеличить среднюа наработк„ на отказ и вероятность безотказной работы системы питания ( Рис. 3. ). Так средняя наработка на отказ при непрерывном контроле з 9 раз больше сред-

дней наработки на отказ беs контроля.

" При этом, если

d 10, то средняя наработка на отказ системы питания является практически той ае, что и при отсутствии контроля» -■■■ ' Наиболее целесооб-

0 5' ÍO i5 d разным является зна-

чение d часов.

При значениях периода контрольных проверок Q < 10 ча-.сов, наиболее высокая надежность блоков питания обеспечивается при детерминированном законе.

С ростом значения <£ детерминированный и нормальный законы обеспечивает примерно одинаковую надежность блоков. Во всех случаях экспоненциальный закон менее предпочтителен, чем детерминированный й нормальный.

При исследовании вопросов влияния нестационарных процессов на надежность полупроводниковых приборов было установлено, что длительное воздействие нестационарных процессов изменяет внутреннюю структуру комплектующих элементов даже при довольно низких уровнях нагрузки.

Разработана методика оценки показателей надежности систем с учетом процессов накопления повреждений при справедливости гипотезы аддитивного накопления повреждений.

При оценке надежности восстанавливаемых систем, в том числе и НВЭП ЭШ зачастую делается допущение об одинаковом распределении времени жизни: Т1 , Тд,Тп т.е.

■ Р(г.<о = т)

что не всегда имеет место.

Отказ комплектующих элементов ИВЗП сопровождается переходными процессами, что в большинстве случаев сказывается на показателях надежности блоков питания после ремонта и при их дальнейшей эксплуатации.

Проводя моделирование отказовых ситуаций блока питания по всем комплектующим элементам, а всего необходимо рассмотреть в Ац , I * 1,Л/ ; ^ « Г,П[| состояний отказов, можно оценить основные показатели надежности. Здесь: _ подмножество схеыносвязанных элементов (Рис. 4.);

Л/ - число комплектующих элементов блока питания. Заметим, что элемент Ац - называется схемносвязанным с элементом А £ , если при отказе 1-го элемента, элемент получает меру Повреждения л.

-П7> Т5П-- ТА

Р! 2. 4.

Кавдай элемент А^ может отказать только по одному иа ту типов отказов, а каждому из пт^ типов отказов элемента

А [_ ставится в соответствие вероятности отказов P¿J .

Используя расчетную электрическую схему системы устройств И83П для каждого элемента А [ моделируются тц типов отказов и соответственно последовательность тц нестационарна переходных процессов. С учетом диагрги&лы "импульсного срока слукбц" комплектующих элементов можно оценить следующие показатели надежности:

1. Среднюю наработку на отказ ИВЭП из-за отказа комплектующих элементов;

2. Оценить влияние- отказа I - го элемента на схемно-связанные элемента, а также ряд других показателей.

Влияние "накопленных повреждений" схемносвязаннйми элементами, полученными пр:г отказах блока питания нг показатели надежности ИВЭП после восстанавления было оценено на прик.гре ускоренных испытаний ИВЭП ЭВМ.

Методика оценки повреждений ИВЭП при отказе комплектующих элементов позволяет утке на стадии проектирования провести анализ возможных видон отказов, исследовать наиболее критичные для системы отказы, приводящие к наибольшему повреждении и искать пути их снижения, расширить диагностику отка-зовнх ситуаций, изменить стратегию ремонтных работ, заключающуюся в замене не только отказавших, но и схемносвязанных з'ним элементов, получивших значительное повреждение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ

Е. Разработана методика выбора форсированного режима при ус-соренных испытаниях для преодоления начального периода зкс-щуатации ИВЭП ЭВМ;

!. Разработаны методы интервальной оценки для показателей аденности систем при наличии скользящего резервирования в лучае, когда допустимое число отказавших модулей Т удов-:етворяет соотношению Т М - I как для равнонадежных истем, так и для систем у которых вероятность безотказной аботы составных модулей за время эксплуатапии / 0,£ / Р^ , I = 1,М могут отличаться друг от друга; . Исследованы вопросы определения минимально необходимых бъемов испытаний систей с учетом допустимого числа отказов астазных модулей при наличии скользящего оепервироаания;

4. Разработана методика расчета количественных показателей надежности ИВЭП с учетом конструктивно-технологической схемы функционирования элементов системы литания ЭВМ;

5. Разработана структурно-функциональная модель ИВЭП, позволяющая определить среднее время и вероятность безотказной работы в течение заданного интервала времени;

6. Обоснована и построена надежностная схема функционирования системы питания ЭВМ с рекомендациями об обеспечении надежности в процессе эксплуатации;

7. Разработана методика оценки надежности восстанавливаемых систем с учетом накопления повреждений, полученных при различных нестационарных процессах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: . •

1. Шаталов А. Б. Чувствительность надежности контактирующих систем к допускам составных элементов,- Всесоюзный семинар молодых ученых и специалистов "Информатика и вычислительная техника" ,11-18 апреля 1986, Звенигород.

2. А.И.Дивеев, Н.В.Миронов, А.Б.Шаталов. Алгоритм последовательного уточнения априорной оценки надежности разрабатываемых вычислительных систем. - I Всесоюзная конференция "Проблемы создания супер-ЭВМ, супер-систем и эффективность их применения51,1987, Шнек.

3 Шаталов А.В. Оценка надежности по результатам испытаний. - "IX - семинар по однородный вычислительным средам и систолическим структурам", 1989, Львов.

4. Отчет га НИР "Оценка надежности источников питания супер ЭВМ по результатам испытаний , - Институт проблем кибернетики кН СССР, 1938, Москва.

5. Отчет по научно исследовательскому проекту "Встроенная надежность". - Институт проблем кибернетики АН СССР, 1989, Москва. .

6. Шаталов А.Б. Оценка надежности систем по результатам испытаний при сложном редаме функционирования. - Стандартизация контроля качества и надезности пшмытоленной продукции. ЗЯИШШ, 1989, Горький.

7. Шаталов-Б. Интервальные оценки для показателей надея---.ксети системы иторйчногю электропитания ЭВМ при наличии

скользящего резервирования. //В сб.: Вопросу кибернетики / Вопросы системотехники и надежности вычислительных систем. Г990, Москва.

8. Л.В.Шаталов. Выбор обт^мов и гтоодолжигельчости испытаний источников вторичного электропитания при наличии околышпего резервирования в системе питания ЭВМ. - XI межведомственный семинар " Оценка характеритсйк качества систем и системный анализ", сентябрь 1990, Гродно.

ДСП от 04.10.90т Объём I п.л. Зек. 5 Те?. 100