Надежность

Надежность установок замкнутого водоснабжения УЗВ для выращивания рыб

Надежность является одним из самых важных показателей современной УЗВ. От нее зависят такие показатели, как качество, эффективность, безопасность, риск, готовность, живучесть. Техника может быть эффективной только при условии, если она имеет высокую надежность. Современную и надежную УЗВ не может построить только рыбовод. Ему на помощь должен прийти инженер – «технарь узывешник».

Надежность рыбоводной установки определяется при ее проектировании и производстве. Чтобы создать техническую систему, удовлетворяющую требованиям надежности, необходимо уметь рассчитать ее надежность в процессе проектирования, знать методы обеспечения высоко надежности и способы их технической реализации. Необходимо также доказать экспериментально, что показатели надежности спроектированной системы не ниже заданных. И это еще не все. Нужно также разработать методы, обеспечивающие высокую безоотказность техники в процессе ее эксплуатации. Все это невозможно реализовать, если не владеть основами теории надежности. Ее должен знать инженер, проектирующий замкнутые рыбоводные установки для выращивания рыбы, так как потеря рыб в УЗВ крайне нежелательна.

Теория надежности

Теория надежности – это наука, изучающая закономерности отказав технических объектов. Случайный характер отказов и восстановлений приводит к тому, что любые решения задач надежности имеют вероятностный характер. Теория надежности изучает:

• Критерии и показатели надежности различных видов технических объектов;
• Методы анализа и синтеза техники по критериям надежности;
• Методы обеспечения и повышения надежности техники;
• Научные методы эксплуатации, обеспечивающие ее эксплутационную надежность.

Надежностью называется свойство технического объекта сохранять свои характеристики (параметры) в определенных пределах при данных условиях эксплуатации. Надежность является важнейшим параметром любой технической системы.

Отказом называется событие, после возникновения которого характеристики технического объекта параметры) выходят за допустимые пределы.

Надежность программного обеспечения

Современная УЗВ представляет собой автоматизированный процесс выращивания рыб: всем процессом управляет компьютер или система контроллеров, а для них требуется написать программное обеспечение. Актуальным становиться вопрос анализа надежности программ.

В компьютеризированных рыбных фермах компьютер, как часть системы, обычно выполняет функции управления и должен работать в режиме реального времени. В типовых компьютерных системах компьютер выполняет бесконечный цикл, в котором сначала считывается сигналы и показания датчиков и сенсоров, затем затрачивается определенное время, чтобы вычислить или спланировать некоторый отклик или реакцию на воздействие, и в конце цикла компьютер выполняет эту реакцию. Очевидно, что структура одного периода цикла управления может быть и гораздо сложнее. Однако укрупнение различных операций обычно сводиться к описанным этапам. Надежность компьютерной системы может определяться как последовательное соединение статистически независимых аппаратной и программой компонент системы. Но наиболее подходящей мерой надежности является вероятность того, что система выполняет свою миссию или справляется с функциями управления в течение заданного времени при условии взаимодействия аппаратуры и программы. Надежность такой системы определяется надежностью аппаратной и программной частей в их взаимодействии.

Отказ аппаратуры происходят вследствие многих причин:

• износ компонентов,
• сбои, короткое замыкание, обрывы и т.п.

Причинами отказов программного обеспечения является:

• Наличие ошибок в программе;
• Использование неоптимальных и несовершенных алгоритмов;
• Ограничения на функционирование в реальном времени.

Таким образом, анализ надежности компьютерной системы является достаточно сложной задачей, на которую влияет большое количество факторов. И очевидно, что решение необходимо выполнять поэтапно: сначала рассмотреть аппаратную часть, затем программную в отдельности и только после этого анализировать надежность с учетом взаимодействия всех компонентов.

Анализ надежности программного обеспечения (ПО) состоит, как правило, из двух основных этапов: этап испытаний и тестирования ПО и этап эксплуатации ПО. На первом этапе обычно по результатам выборочных данных или субъективных наблюдений строиться математическая модель, при помощи которой можно выполнить прогноз надежности программы на этапе эксплуатации. Анализ поведения на этапе эксплуатации предусматривает учет различных факторов и ограничений работы, таких как используемые аппаратные средства, способы обнаружения ошибок, времена исправления ошибок, многократность выполнения программы, допустимая область исходных данных, параллельное или последовательное совместное использование других программ, возможное использование избыточности (многоверсионное программирование).

Имеется большое количество работ по разработке моделей надежности программного обеспечения. Мы использовали ключевые из них для разработки собственного программного обеспечения для УЗВ.

производство строительство эксплуатация