CC BY
33
НАДЕЖНОСТЬ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОРУЖИЕМ ИЗДЕЛИЙ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
© Уласень А.Ф.*
Военная академия войсковой ПВО ВС РФ, г. Смоленск
В статье обоснована необходимость учета надежности устройств и систем контроля информационных систем управления оружием (ИСУО) изделий военного назначения, а также определена необходимость дифференцированного подхода к назначению показателя надежности при оценке надежности всей аппаратуры ИСУО.
Ключевые слова: надежность, система управления оружием, отказ, устройство контроля.
Надежная работа информационных систем управления оружием (ИСУО) изделий военного назначения в большой степени определяется надежностью устройств и систем контроля. Особую важность устройства и системы контроля приобретают при предъявлении повышенных требований к достоверности информации, выдаваемой контролируемыми устройствами. Устройства и системы контроля в аппаратуре ИСУО выполняют определенные задачи:
- контроль работоспособности аппаратуры и сигнализация о появлении отказов;
- прогнозирование отказов или сигнализация о предотказовом состоянии аппаратуры;
- определение правильности решения задачи;
- контроль входных и выходных параметров устройства;
- контроль параметров внешней среды (температура, влажность, уровень радиации и др.);
- определение места отказа.
В свою очередь, в зависимости от метода, положенного в основу контроля, контроль можно разделить на программный, аппаратный и комбинированный.
Программный контроль включает в себя программно-логический, алгоритмический и тестовый подвиды контроля. Программно-логический и алгоритмический контроль предназначен в основном для проверки правильности выполнения устройством решаемой задачи. Основным назначением тестового контроля является проверка работоспособности контролируемых устройств и определение места неисправности (отказа) в них.
* Начальник кафедры Радиоэлектронного вооружения (войсковой ПВО), кандидат технических наук, доцент.
Аппаратный контроль осуществляется с помощью специально введенного в структуру автоматического контрольного оборудования и подразделяется на оперативный (непрерывный), аппаратно-логический (периодический) и встроенный. С помощью аппаратного контроля осуществляется контроль работоспособности устройств, поиск места отказа и контроль параметров.
Комбинированный вид контроля сочетает в себе аппаратный и программный методы контроля.
При анализе надежности информационных систем управления оружием практически всегда удается выделить в анализируемой аппаратуре элементы, выполняющие функции контроля - устройства контроля, отказы элементов в которых приводят к отказу основной аппаратуры и поэтому они должны учитываться при анализе надежности всей аппаратуры.
Следует различать два вида отказов устройств контроля. Отказы устройств контроля первого рода приводят к невыдаче сигнала неисправности аппаратуры или неправильном решении задачи при появлении отказов или сбоев в контролируемом оборудовании. Отказы устройств контроля второго рода приводят к выдаче ложного сигнала неисправности аппаратуры или неправильном решении задачи при отсутствии отказов или сбоев в контролируемом оборудовании.
Отказы первого рода снижают достоверность решения задач и могут привести к катастрофическим последствиям. Отказы второго рода эквивалентны отказам основного оборудования и приводят к снижению его надежности.
В свою очередь, при анализе надежности существенное значение имеют следующие характеристики контроля:
- характер контроля - непрерывный или периодический (последний характеризуется периодичностью контроля);
- время, затрачиваемое на контроль при периодическом контроле;
- полнота контроля, характеризующая охват контролем элементов основного оборудования (количественно определяется отношением суммарной интенсивности отказов элементов основного оборудования, охваченных контролем к суммарной интенсивности основного оборудования);
- время обнаружения места отказа для систем диагностического контроля;
- характеристики надежности устройств контроля (выбираются в зависимости от назначения контроля и характера работы основной аппаратуры - постоянно действующей или эпизодически включаемой);
- наличие самоконтроля и восстанавливаемости.
Учет надежности устройства контроля при анализе надежности контролируемой аппаратуры может быть в принципе выполнен путем составления и решения системы дифференциальных уравнений, описывающих случай-
ный процесс функционирования системы контролируемая аппаратура - устройство контроля. Однако такой путь приводит к необходимости исследовать системы дифференциальных уравнений высоких порядков, аналитическое решение которых весьма затруднительно. В связи с этим представляется целесообразным искать методы получения приближенных оценок надежности, использование которых в инженерной практике более приемлемо.
Для осуществления приближенной оценки нужно сформулировать необходимые условия проведения контроля и оценить вероятность выполнения этих условий, при этом следует различать аппаратуру, для которой недопустим даже кратковременный перерыв в работе и аппаратуру, для которой такой перерыв при определенных ограничениях допустим.
Для нерезервированной аппаратуры, для которой недопустим даже кратковременный перерыв в работе, наличие устройств контроля работоспособности и их надежность не оказывают непосредственного влияния на характеристики надежности этой аппаратуры. Исключение составляет аппаратура, для которой первостепенное значение имеет достоверность выдаваемой информации и которая при появлении отказа автоматически отключается устройством контроля. В этом случае отказы устройства контроля второго рода - ложная сигнализация об отказе исправной аппаратуры, приводят к отказу основной аппаратуры, и ненадежность устройств контроля должна учитываться путем суммирования интенсивности отказов основной аппаратуры и интенсивности отказов второго рода устройства контроля.
Устройства контроля, не предназначенные для автоматического отключения отказавшей аппаратуры, выполняют следующие основные задачи:
- сигнализируют о приближении к отказу, что дает возможность своевременно произвести необходимые подрегулировки и тем самым предотвратить отказ;
- сигнализируют о наступлении отказа, что дает возможность своевременно отключить основную аппаратуру и предотвратить развитие отказа в аварию;
- с их помощью осуществляется проверка работоспособности аппаратуры и поиск отказавших либо приближающихся к отказу элементов в процессе проведения профилактических осмотров и проверок.
Требования к надежности устройств контроля определяются в таком случае исходя из необходимости решения второй задачи - предотвращение развития отказа в аварию, и должны вытекать из общих требований к эффективности решения задачи объектом.
Устройства контроля, работающие в том же режиме, что и основная аппаратура и обладающие самоконтролем и восстанавливаемостью, должны характеризоваться коэффициентом готовности, поскольку эти устройства постоянно включены и могут использоваться по основному назначению в любой момент времени, то есть случайный момент наступления отказа ос-
новной аппаратуры. В связи с этим и целесообразно знать вероятность их исправного состояния в произвольный момент времени.
Устройства контроля, не обладающие свойством самоконтроля, должны периодически проверяться. В этом случае характеристикой надежности устройств контроля должна быть либо вероятность их безотказной работы в течение периода между проверками, либо коэффициент готовности, определенный с учетом периодичности проверки этих устройств.
В целом дифференцированный подход к назначению показателя надежности устройств контроля позволяет осуществлять выбор характеристик системы контроля, вида контроля (повторение работы на отдельных этапах или использование специальных контрольных устройств), периодичности контроля, обоснованно вырабатывать требования по надежности всей аппаратуры ИСУО и производить ее оценку в соответствии с заданным режимом использования, контроля и обслуживания.
