Основные показатели надежности АСУ (в соответствии с ГОСТ 24.701-86 «Надежность автоматизированных систем управления»)

1. Основные показатели надежности АСУ (в соответствии с ГОСТ 24.701-86 «Надежность автоматизированных систем управления»).

Требуемая
техническая документация

2.

Структура требований к автоматизированным системам по
надежности определена в ГОСТ 34.602-89. Она включает в себя:
1) состав и количественные значения показателей надежности для
системы в целом или ее подсистем;
2) перечень аварийных ситуаций, по которым должны быть
регламентированы требования по надежности, и значения
соответствующих показателей;
3) требования по надежности технических средств и программного
обеспечения;
4) требования к методам оценки и контроля показателей
надежности на разных стадиях создания системы в соответствии с
действующими нормативно-техническими документами.

3.

Для достижения необходимой надёжности системы могут
применяться различные методы. Каждая система предполагает
свой уровень допустимой надёжности, так как последствия
отказов различных систем могут значительно различаться.
Так, например, надежность системы орошения в оранжерее
может превышать надежность АСУ пассажирского самолета, но
последствия от их отказов не могут быть сопоставимы.
Для определения организационно-технических требований и
мероприятий (задач, методов, средств анализа и испытаний),
направленных на обеспечение заданных требований к
надёжности служит документ «Программа обеспечения
надёжности АСУ».

4.

А непосредственно определение надёжности заключается в вычислении
численных значений показателей надёжности изделия.
Различают расчётный, расчётно-экспериментальный и экспериментальный методы
определения и контроля надёжности.
Надежность объекта рассчитывают по ГОСТ на стадиях жизненного цикла
изделия и соответствующих этим стадиям работ, которые также установлены
«Программой обеспечения надежности АСУ» или документами, ее заменяющими.
«Программа обеспечения надежности» должна устанавливать цели расчета на
каждой стадии, применяемые при расчете нормативные документы и методики,
сроки выполнения расчета и исполнителей, порядок оформления, представления и
контроля результатов расчета.

5.

Результаты расчетов надежности вновь
разрабатываемой (или модернизируемой)
системы согласно Программе отражают в
документе «Проектная оценка надежности
системы». Требования к содержанию
документа по проектной оценке при
создании АСУ устанавливает РД 50-34.69890.
Программу обеспечения надежности
составляют при разработке ТЗ на АСУ и
оформляют в виде отдельного
организационно-распорядительного
документа, являющегося приложением к ТЗ
на АСУ.

6. Методы проектной оценки надежности АСУ ТП

Следует отметить, что при разработке новой системы, с целью
прогноза ожидаемого уровня надежности АСУ, производится
проектная (априорная) оценка надежности.
Проектная оценка надежности АСУ ТП проводится на ранних
стадиях проектирования для расчета требуемого уровня
безопасности, работоспособности и отказоустойчивости готовой
системы и оформляется в виде документа "Проектная оценка
надежности системы" (код документа – Б1).

7.

К методам проектной оценки надежности АСУ ТП
относят расчетные методы определения надежности
(метод структурных схем, метод логических схем,
схемно-функциональный метод, матричный метод,
метод графов).
В то же время в ГОСТе "Проектная оценка
надежности" перечисленные выше расчетные
методы определения надежности можно встретить
под следующими названиями: аналитические
методы,
комбинированные,
вероятностного
моделирования, экспертные.

8.

Расчетные методы определения надежности
основаны на вычислении показателей
надежности изделия по справочным данным
о надежности его составных частей.
Т.е. расчет производится по данным о
надежности изделий-аналогов, свойствах их
элементов, механизмах отказов и другой
информации.

9.

Расчетный метод
Метод
структурных схем
Метод логических
схем
Применяется если
система
представляется в
виде единой
структурной схемы,
состоящей из суммы
последовательных и
параллельных
соединений
элементов,
подсистем.
Под структурной
схемой понимается
наглядное
представление
условий, при
которых работает
или не работает
рассматриваемая
система.
Метод
применяется для:
- сложных
функциональных
систем;
- систем с
различными
видами отказов для
одних и тех же
элементов;
- систем,
выполняющих
несколько
функций.
Математическая
модель системы
описывается с
помощью функций
алгебры логики.
Схемнофункциональный
метод
Применяется для
сложных систем,
когда применение
первых двух
методов
невозможно.
Матричный метод
Метод графов
Для определения
отказов
составляется
матрица
возможных
несовместимых
событий.
Применяется
для определения
вероятности
возможных
переходов
восстанавливаем
ой системы из
одного
состояния в
другое.

10.

При опытной и промышленной эксплуатации АСУ,
с целью определения фактически достигнутого
уровня надежности АСУ и проверки его
соответствия требованиям к надежности,
установленным в ТЗ на АСУ проводят
экспериментальную (апостериорную) оценку
надежности системы.
Экспериментальные методы основаны на
использовании статистических данных, получаемых
при испытаниях изделий на надежность.
В этом случае, при испытаниях на надежность,
наблюдением может быть время безотказной
работы изделия, продолжительность его
восстановления и наступление отказа, а также
невозможность восстановления в течение заданного
времени.

11.

Расчетно-экспериментальные методы основаны на вычислении показателей
надежности по исходным данным, определяемым экспериментальными
методами.
Исходными данными для расчетно-экспериментального метода служат:
●информация о надежности изделия, полученная в ходе испытаний или
эксплуатации;
●экспериментальные значения единичных показателей надежности;
●экспериментальные значения показателей надежности составных частей
изделия;
●экспериментальные значения параметров нагрузки, износостойкости и
прочности изделия и его составных частей;
●экспериментальные данные об изменении параметров, характеризующих
работоспособное состояние изделий.

12.

Методы оценки различаются в зависимости от особенностей
конкретной системы, стадии создания и условий ее
разработки.
Расчет надежности и безопасности выполняется в 3 этапа:
1. разработка моделей функционирования объекта, сценариев
возникновения аварийных ситуаций, схем надежности;
2. формирование логических, математических, аналитических
моделей для оценки свойств надежности;
3. обоснование
проектных,
эксплуатационных и других решений.
управленческих,

13. Проектная оценка надежности АСУ

Документ «Проектная оценка надежности АСУ»
состоит из следующих разделов:
Исходные данные
Методика расчета
Проектная
оценка
надежности
АСУ
Расчет показателей
надежности
Анализ результатов расчета
1. Исходные данные – паспортные и справочные данные элементов АСУ
ТП, параметры эксплуатации.
2. Методика расчета – обоснование выбора метода расчета.
3. Расчет показателей надежности – необходимые вычисления, результаты
расчета.
4. Анализ результатов расчета – итоговые данные расчета по всем
функциям АСУ ТП, выводы о надежности, при необходимости –
рекомендации по повышению надежности.

14.

В разделе "Исходные данные" приводятся:
Данные о надежности
(паспортные и
справочные) элементов А
СУ ТП, учитываемые при
расчете надежности
системы;
Данные о режимах и
условиях функционир
ования элементов
АСУ ТП;
Сведения об
организационных
формах, режимах и
параметрах
эксплуатации АСУ
ТП.

15.

В разделе "Методика расчета" указывается
обоснование выбора методики расчета и
нормативно-технический документ, согласно
которого проводится расчет. Или краткое описание
методики расчета.
При расчете надежности конкретных объектов
возможно одновременное применение различных
методов (рассмотренных выше). Например, можно
использовать метод прогнозирования надежности
электронных элементов с последующим
использованием полученных результатов в качестве
исходных данных для расчета надежности объекта в
целом или его составных частей структурными
методами.

16. В разделе "Расчет показателей надежности" указываются:

Структуры
надежности
компонентов
АСУ ТП
Необходимы
е вычисления
В разделе "Расчет показателей надежности" указываются:
1. Структуры надежности компонентов АСУ ТП
(комплекса технических средств, программного
обеспечения и персонала) по всем оцениваемым
функциям или функциональным подсистемам АСУ
ТП;
2. Необходимые вычисления;
Результаты
расчета
3. Результаты расчета.

17.

В разделе "Анализ результатов расчета" указываются:
1.Итоговые данные расчета по каждой оцениваемой функции
(функциональной подсистеме) АСУТП и каждому
нормируемому показателю надежности;
2.Выводы о достаточности или недостаточности полученного
уровня надежности АСУТП по каждой оцениваемой
функции (функциональной подсистеме) АСУТП и, при
необходимости, рекомендации по повышению надежности.
При
оценке
надежности
АСУ
ТП
трудно
учесть уровень надежности программного обеспечения, и
уровень надежности действий персонала АСУТП. Поэтому
в документе "Проектная оценка надежности системы",
как правило, указываются сведения по оценке надежности
АСУ ТП только с учетом надежности комплекса
технических средств.

18.

Согласно РД 03-418-01, для технологических объектов с блоками I и II
категории взрывоопасное документ "Проектная оценка надежности
системы" является обязательным. Надежность систем управления и
защиты для объектов всех категорий взрывоопасности должны
обеспечивать следующие системные качества и свойства:
1.Аппаратурное резервирование;
2.Временная, информационная и функциональная избыточность;
3.Системы оперативной и функциональной диагностики.
Достаточность резервирования и его тип в общем случае
обосновываются Разработчиком АСУ ТП, и согласовываются с
Заказчиком, Ростехнадзором и Проектной организацией в соответствии
с нормативными документами, с учетом особенностей
технологического объекта и рекомендаций.

19.

1. В каком документе отражают результаты расчетов надежности
выполненные согласно «Программе обеспечения надежности АСУ»:
a) "Расчет показателей надежности";
b) "Проектная оценка надежности системы";
c) «Надежность автоматизированных систем управления».
2. К методам проектной оценки надежности АСУ ТП относят:
a) аналитические методы;
b) комбинированные методы;
c) эмпирические методы;
d) структурно-логические методы;
e) вероятностного моделирования;
f) экспертные методы.

20.

3. В разделе "Расчет показателей надежности" документа «Проектная оценка
надежности системы» НЕ указываются?
a) результаты расчета;
b) итоговые данные расчета по каждой оцениваемой функции АСУТП и каждому
нормируемому показателю надежности;
c) выводы о достаточности или недостаточности полученного уровня надежности
АСУТП;
d) структуры надежности компонентов АСУ ТП.
4. К какому разделу «Проектной оценки надежности системы» следует отнести
«Обоснование выбора метода расчета»?
a)расчет показателей надежности;
b)анализ результатов расчета;
c)методика расчета;
d)исходные данные.

21.

5. Сведения об организационных формах, режимах и параметрах
эксплуатации АСУ ТП приводятся в разделе:
a)расчет показателей надежности;
b)анализ результатов расчета;
c)методика расчета;
d)исходные данные.