CC BY
56
5. Акулов В.А. Анализ и синтез систем медицинского назначения с управляемой искусственной силой тяжести // дисс. докт. наук, Самара: 2013, 252 с.
6. Галкин Р.А., Макаров И.В. Гравитационная терапия в лечении больных облитирирую-щими заболеваниями артерий нижних конечностей. Самара, 2006. 198 с.
7. Zander V., Anken R. Short radius Centrifuge - A New approach for Life Science Experiments Under Hyper-g Conditions for Application in Space and Beyond / Recent Patents on Space Technology. 2013. 3. P. 74-81.
Excel- interface on problems of gravitational physiology
Kuznechenkova E., student, Samara State Technical University Sudakova O., student, Samara State Technical University
Akulov Vladislav Alexeevich, Doctor of Technical Sciences, Professor of the chair of information technologies
An Excel interface was designed to study the regularities of response of peripheral hemodynamics to the variation of gravitational load, which is actual in the tasks of prospective cosmonautics and reconstructive medicine. Synthesis of empirical and theoretical models of arterial blood circulation based on statistical and regression analysis is carried out at the time of testing
Key words: prospective cosmonautics, Mars hypogravity, hemodynamics, automated experiment, empirical and theoretical models
УДК 004.03
КОМПЛЕКТОВАНИЕ ЗИП СИСТЕМ В ЗАЩИЩЕННОМ ИСПОЛНЕНИИ
Александр Иванович Гаранин, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., e-mail: [email protected], Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук (ФИЦ ИУ РАН), https://www.frccsc.ru,.
В статье предложено сократить время восстановления отказавших технических средств информационно-телекоммуникационной системы в защищенном исполнении, за счет изменения номенклатуры и количественного состава ЗИП.
Ключевые слова: система в защищенном исполнении, время восстановления, запасное имущество и принадлежности
Анализ, обобщение и оценка опыта работ по техническому надзору за информационно-телекоммуникационными системами в защищенном исполнении (ИТС ЗИ) показывают, что время ремонта технических средств (ТС) ИТС ЗИ во многом зависит от требований по защите информации.
Основные особенности организации восстановления работоспособности отказавших технических средств ИТС ЗИ заключаются в следующем [1 с. 4]:
- все комплектующие, используемые для ремонта ТС, должны предварительно пройти специальную проверку (СП);
- комплексы технических средств, на которых проводились ремонтные работы с заменой отказавшего оборудования на аналогичное, должны пройти специальные исследования (СИ);
- протоколы проведенных проверок и исследований высылаются в экспертную организацию для анализа результатов проведенных проверок и исследований и выдачи заключения (предписания на эксплуатацию).
Проведение СП и СИ осуществляется с использованием специального оборудования уполномоченными организациями и связано со значительными временными затратами, которые необходимы для:
- организации и проведения специальных проверок комплектующих, закупленных для ремонта;
- проведения специальных исследований, отремонтированных КТС;
- получения предписания на эксплуатацию.
Опыт показывает, что общие временные затраты на проведение ремонта отказавшего оборудования ИТС ЗИ могут составить от одного до трех месяцев.
Поэтому поиск путей сокращения времени восстановления работоспособности функциональных изделий (ФИ) за счет изменения номенклатуры ЗИП на объектах ИТС ЗИ, является актуальной задачей.
Один из возможных путей решения этой задачи, представлен ниже.
В состав одиночных комплектов ЗИП объектов ИТС обычно включают следующие комплектующие: системные платы, НЖМД, модули памяти, сетевые карты, источники бесперебойного питания (ИБП) и т. п.
Для сокращения времени восстановления работоспособности отказавших функциональных изделий комплексов средств автоматизации ИТС ЗИ представляется целесообразным изменить номенклатуру комплектующих в составе ЗИП ИТС ЗИ.
Исходя из опыта проведенных работ по поддержанию работоспособности ИТС ЗИ, предлагается в составе ЗИП предусматривать следующие группы оборудования:
Группа 1 - отдельные функциональные изделия (серверные ЭВМ, комплекты ЭВМ для рабочих станций, телекоммуникационные средства и средства защиты информации), прошедшие СП и СИ и имеющие соответствующие регистрационные документы. При этом перед включением в состав ЗИП серверов и рабочих станций они должны быть загружены общим и специальным программным обеспечением (СПО).
При использовании оборудования ЗИП этой группы, время, для восстановления работоспособности отказавшего функционального изделия, включает:
- время, необходимое на организацию получения и доставку оборудования из мест хранения ЗИП в место эксплуатации отказавшего ФИ;
- время дозагрузки необходимого СПО (исходя из функционального назначения отказавшего изделия);
- время включения ФИ в состав КСА ИТС ЗИ;
- время проверки работоспособности ФИ в составе КСА.
Замена ФИ изделия на исправное осуществляется службой эксплуатации объекта, и суммарное время восстановления ФИ может составить несколько часов.
После этого организуется ремонт отказавшего функционального изделия.
В таком случае время, необходимое на организацию и проведение ремонта отказавших технических средств, из состава отказавшего ФИ, лежит за пределами времени восстановления работоспособности функционального изделия (оно уже функционирует) и не оказывает влияния на показатели надёжности объекта.
Отремонтированное ФИ используется для восполнения ЗИП. В этом случае время проведения ремонта, отказавшего ФИ, можно считать временем пополнения состава ЗИП.
Опыт работ по техническому надзору за ИТС ЗИ показывает, что ЗИП обычно пополняется не чаще, чем один раз в год. Использование ЗИП первой группы, позволяет сократить период пополнения ЗИП до 2-3 месяцев
Группа 2 - отдельные компоненты функциональных изделий (системные блоки ЭВМ, мониторы, периферийные устройства, клавиатура, источники бесперебойного питания и др.), прошедшие специальные проверки.
Эта группа оборудования ЗИП используется для замены оборудования в составе отказавших ФИ, которые были заменены ФИ из состава ЗИП первой группы.
Использование оборудования ЗИП второй группы позволяет сократить время восстановления отказавших ФИ за счет исключения времени необходимого на закупку аналогов отказавшего оборудования и проведение СП закупленного оборудования.
Группа 3 - отдельные узлы, блоки и платы компонентов ФИ, в том числе: а) материнские платы, видеокарты, прошедшие СП и тематические исследования встроенного ПО микросхем BIOS; б) НЖМД, платы памяти, контроллеры, встроенные блоки питания и др. устройства, прошедшие СП.
Третья группа оборудования ЗИП предназначена для замещения компонентов в составе отказавших ТС, замененных из ЗИП оборудованием второй группы.
Группа 4 - расходные материалы (аккумуляторные батареи, картриджи и др.), прошедшие СП.
Таким образом, наиболее весомый вклад в сокращение времени восстановления работоспособности функциональных изделий в ИТС ЗИ обеспечивается за счет использования для ремонта оборудования ЗИП первой группы.
Оценку количественных характеристик комплектования ЗИП с учетом предложенных групп оборудования ЗИП произведем в соответствии с методикой расчета запасов в комплекте ЗИП, изложенной в [2, с. 13].
Исходные данные по составу оборудования объекта, учитываемые при оценке состава ЗИП, представлены в таблице 1. Кроме количественного состава известна Toi -средняя наработка на отказ оборудования i-го типа в каждой группе оборудования.
Таблица 1
Исходные данные по составу оборудования объекта
Оборудование i Обозначение Toi (час) mi, шт. Наименование оборудования
Первой группы 1 1-1 30 000 6 Сервер
2 1-2 12 000 15 АРМ
Второй группы 1 2-1 15 000 15 Системный блок
2 2-2 25 000 15 Монитор
3 2-3 18 000 15 Клавиатура
4 2-4 18 000 15 Манипулятор мышь
5 2-5 12 000 15 ИБП
Третьей группы 1 3-1 14 000 6 Сменный модуль питания сервера 750 Вт
2 3-2 18 000 6 Модуль памяти сервера
3 3-3 18 000 6 Системная плата сервера
4 3-4 20 000 6 Сетевая карта сервера
5 3-5 10 000 6 НЖМД сервера
6 3-6 20 000 6 Средство контроля доступа
7 3-7 30 000 6 Процессор сервера
8 3-8 18 000 15 Системная плата ЭВМ
9 3-9 18 000 15 Процессор ЭВМ
10 3-10 18 000 15 Модуль памяти ЭВМ
11 3-11 10 000 15 НЖМД ЭВМ
12 3-12 20 000 15 Сетевая карта ЭВМ
13 3-13 20 000 15 Видеокарта ЭВМ
14 3-14 12 000 15 Сменный модуль питания ЭВМ 450 Вт
Рассмотрим два варианта комплектования ЗИП.
По первому варианту - принятая в настоящее время система комплектования ЗИП, период пополнения запасов элементов данного типа Тпп = 8760 часов (1 год).
По второму варианту предлагаемая 4-х уровневая система комплектования.
Исходные данные по первому варианту представлены в таблице 2 (колонки 1-5).
В таблицах 2 и 3 приняты следующие обозначения: г - порядковый номер типа запаса в комплекте ЗИП (г = 1.. тг - количество составных частей г-го типа в изделии; Хз1 - интенсивность замены составных частей ьго типа в изделии = 1/Тоi где Тоi - средняя наработка на отказ ьго элемента); Тпп - период пополнения запасов в ком-
плекте ЗИП; т - начальный уровень запаса ьго типа в комплекте ЗИП; аю - среднее число поступающих в комплект ЗИП-О заявок на запасные части для запаса каждого
типа за период пополнения; (п0, а0) - промежуточный расчетный показатель; 8 -
точность вычисления показателя достаточности принималась равной 0,1.
Значение показателя достаточности комплекта ЗИП-О при вычислении коэффициента готовности ЗИП, определяется по формуле [2 с.14]:
Таблица 2
Исходные данные и результаты расчетов при первом варианте комплектования ЗИП
Обозначение т, шт. 1з„ 1/ч Тпп, ч П'о, шт. С1ю
1 2 3 4 5 6 7 8
1 3-1 6 0,000071 8760 10 3,73176 0,00098899
2 3-2 6 0,000056 8760 7 2,94336 0,00579369
3 3-3 6 0,000056 8760 7 2,94336 0,00579369
4 3-4 6 0,00005 8760 7 2,628 0,00320029
5 3-5 6 0,0001 8760 12 5,256 0,00170599
6 3-6 6 0,00005 8760 7 2,628 0,00320029
7 3-7 6 0,000033 8760 6 1,73448 0,0012477
8 3-8 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
9 3-9 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
10 3-10 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
11 3-11 15 0,0001 8760 23 13,14 0,00213117
12 3-12 15 0,00005 8760 14 6,57 0,00175696
13 3-13 15 0,00005 8760 14 6,57 0,00175696
14 3-14 15 0,000083 8760 20 10,9062 0,00208838
15 2-2 15 0,00004 8760 12 5,256 0,00170599
16 2-3 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
17 2-4 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
18 2-5 15 0,000083 8760 20 10,9062 0,00208838
N0 X Его (По, ао ) 'о=1 0,04362113
N0
Кг.зип-о = ехр{- £ Я,о(п,о; аю)}. (1)
го=1
Результаты вычислений представлены в таблицах 2 и 3 (колонки 6-8).
Анализ полученных результатов (колонка 6) показывает, что для обеспечения заданных показателей надежности функционирования п = 6 серверов с показателем достаточности не менее 0,9 и при периодическом пополнении состава ЗИП один раз в год потребуется иметь в составе ЗИП объекта от 6 до 12 запасных элементов различного типа. При аналогичных условиях для т = 15 АРМ потребуется иметь в составе ЗИП объекта от 12 до 23 запасных элементов различного типа. Результирующее значение
показателя (п0, а0) представлено в нижней строке таблице 2. Подставляя это значение в выражение (1) получим, что при указанном в колонке 6 количестве запасных частей в составе ЗИП коэффициент готовности системы ЗИП составит Кг зип = 0,957.
Во втором варианте для пополнения оборудования ЗИП 1-й группы и части оборудования 2-й группы используется отремонтированное оборудование и поэтому принята стратегия непрерывного пополнения с числовым параметром пополнения Тпр = 1440 часов (2 месяца), а для оборудования 3-й группы и оставшегося оборудования 2-й группы - периодическая стратегия пополнения с параметром Т,1 = 8760 часов.
Исходные данные и результаты расчета комплекта ЗИП при втором варианте его формирования представлены в таблице 3.
Таблица 3
Исходные данные и результаты расчетов при втором варианте комплектования ЗИП
Оборудование i Обозначение mi, шт. U 1/ч Т, ч ni, шт. aio Rio(^ a,o )
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Первой группы 1 1-1 6 0,000033 1440 2 0,2851 0,0029096
2 1-2 15 0,000083 1440 6 1,7928 0,0019695
Второй группы 1 2-1 15 0,000067 1440 5 1,4472 0,00300821
2 2-2 15 0,000040 8760 12 5,256 0,00170599
3 2-3 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
4 2-4 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
5 2-5 15 0,000083 8760 20 10,906 0,00208838
Третьей группы 1 3-1 6 0,000071 8760 10 3,7317 0,00098899
2 3-2 6 0,000056 8760 7 2,9433 0,00579369
3 3-3 6 0,000056 8760 7 2,9433 0,00579369
4 3-4 6 0,00005 8760 7 2,628 0,00320029
5 3-5 6 0,0001 8760 12 5,256 0,00170599
6 3-6 6 0,00005 8760 7 2,628 0,00320029
7 307 6 0,000033 8760 6 1,7344 0,0012477
8 3-8 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
9 3-9 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
1 3-10 15 0,000056 8760 15 7,3584 0,00203253
1 3-11 15 0,0001 8760 23 13,14 0,00213117
1 3-12 15 0,00005 8760 14 6,57 0,00175696
1 3-13 15 0,00005 8760 14 6,57 0,00175696
1 3-14 15 0,000083 8760 20 10,906 0,00208838
No X Rio (nio, aio ) io=1 0,05150844
Значение ПД комплекта ЗИП Кг. зип_о = 0,9499.
Из таблицы 3 следует, что для обеспечения заданных показателей надежности функционирования 6 серверов и 15 АРМ потребуется иметь в составе ЗИП объекта 2 сервера, 6 АРМ и 5 системных блоков ЭВМ. При этом значительно сокращается время восстановления неисправного оборудования.
Таким образом, предложенная иерархическая система комплектования ЗИП с учетом особенностей ИТС ЗИ за счет рационального подхода к формированию номенклатуры компонентов ЗИП позволяет сократить в 8-12 раз время, обусловленное организационными простоями в процессе организации и проведения ремонта ТС в составе ИТС ЗИ. Этот подход к формированию номенклатуры ЗИП апробирован в ходе выполнения работ по обеспечению функционирования и поддержания работоспособности ведомственной ИТС ЗИ.
Литература
1. ГОСТ Р 51583-2000 Государственный стандарт Российской Федерации. Защита информации. Порядок создания автоматизированных систем в защищенном исполнении. Общие положения
2. ГОСТ РВ 27.3.03-2005. Надежность военной техники. Оценка и расчет запасов в комплектах ЗИП.
The acquisition of zip systems in a secure execution
Alexandr Ivanovich Garanin, candidate of technical Sciences, senior scientist, Federal Research Center «Computer and Control» of the Russian Academy of Sciences (FRC CSC RAS)
It is proposed to reduce the recovery time of the failed technical means of information and telecommunication systems in the protected execution, due to changes in nomenclature and quantity of spare parts. Keywords: the system in the protected execution, recovery time, emergency property and facilities
