Record Details

Simulation model to calculate the indices of reliability of redundant radio electronic systems

Dependability

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Simulation model to calculate the indices of reliability of redundant radio electronic systems
Имитационная модель для расчета показателей надежности резервированных радиоэлектронных систем
 
Creator Yu. Zayko G.; SRI “Argon", Moscow
L. Iskandarova N.; SRI “Argon", Moscow
A. Trakhtomirov V.; Research and production enterprise “Oberon”, Kharkiv
Ю. Зайко Г.; НИИ «Аргон», Москва
Л. Искандарова Н.; НИИ «Аргон», Москва
А. Трахтомиров В.; Научно-производственное предприятие «Оберон», Харьков
 
Subject redundant systems; indices of reliability; reliability theory; simulation modeling; flowchart of the program
резервированные системы; показатели надежности; теория надежности; имитационное моделирование
 
Description Purpose. To define quantitative estimates of reliability indices of redundant radio electronic systems, the methods of reliability theory, analytical methods or simulation modeling are applied. This paper describes the application of these methods for systems of diverse complexity, as well as the complex of programs “Dialogue” developed for the calculation of reliability indices. Methods. The main obstacle for wide application of the simulation modeling method to obtain the reliability indices is high labor intensity of the creation of these models. The current software tools are not very useful. This problem can be solved using the developed complex of programs “Dialogue”. This is achieved by creating the simulation models programs automatically on the basis of input initial data. The time of creation of a model is determined by the time of the input. Generating of the simulation models is based on the principle that if the system’s behavior in case of failures is determined only by its scope structure, connections between components, failure criteria and redundancy switches, i.e. when the system’s response to a failure of its component is uniquely defined in advance, then it will be possible to create models with equal structures for the systems with any configurations. It helps to create the basis for the initial text of the model, common for all simulation models of this type. Such basis forms a permanent part of the model, and the data which define the specifics of failure behavior of the concrete system, are set in form of insertions to the main text. Results. The complex of programs that is being described is intended to calculate the reliability indices of different technical systems using simulation models, and its consists of the program for the description of system to be simulated “Dialogue-OS”, the program for the model synthesis “Dialogue-Synthesis” and special sub-programs combined to a separate library. The complex helps to create specialized simulation models of redundant systems which undergo statistical tests, and based on the obtained results the reliability indices are defined. Using the complex “Dialogue” we can obtain the following reliability indices: 1) probability of reliable operation for a predetermined period of time, 2) failure rate at the end of a predetermined period of time, 3) mean time to failure, 4) data to build a graph of dependence of the probability of reliable operation on time, 5) data to build a graph of dependence of the failure rate on time. Conclusion. This article provides the results of calculations carried out by theoretical methods, and by the method of simulation modeling that show a good coincidence (relative error is not more than 1%). The complex “Dialogue” makes it possible to calculate the reliability indices of redundant radio-electronic systems of any complexity with accuracy sufficient for practice. It should be noted that the complex “Dialogue” allows for creating the simulation model of reliability for redundant radio-electronic systems, whose reliability characteristics can not be calculated by theoretical methods due to their complexity.
ЦЕЛЬ. Для определения количественных оценок показателей надежности резервированных радиоэлектронных систем применимы методы теории надежности, аналитические методы или имитационное моделирование. Рассматривается использование этих методов для систем различной сложности. Описывается комплекс имитационных программ «Диалог», разработанный для расчета показателей безотказности. МЕТОДЫ. Основным препятствием широкого использования метода имитационного моделирования для получения показателей надежности является большая трудоемкость создания таких моделей. Существующие программные средства для этого не вполне пригодны. Разработанный комплекс программ «Диалог» позволяет решить эту задачу. Это достигается тем, что программы имитационных моделей создаются автоматически на основе введенных исходных данных. Время создания модели в основном определяется временем их ввода. Автоматическое создание имитационных моделей основано на том принципе, что если поведение системы при отказах обусловливается только ее составом, связями между компонентами, критериями отказов и условиями подключения резервов, т.е. когда реакция системы на отказ ее компонента заранее однозначно определена, то возможно создание моделей с одинаковой структурой для систем с любыми конфигурациями. Это позволяет создать основу исходного текста модели, общую для всех имитационных моделей данного типа. Такая основа составляет неизменную часть модели, а данные, которые определяют специфику поведения конкретной системы при отказах, задаются в виде вставок в основной текст. РЕЗУЛЬТАТЫ. Описываемый комплекс программ предназначен для расчета показателей безотказности различных технических систем с помощью имитационных моделей и состоит из программы для описания моделируемой системы «Диалог-ОС», программы для синтеза моделей «Диалог-Синтез» и специальных подпрограмм, объединенных в отдельную библиотеку. Комплекс позволяет автоматически создавать специализированные имитационные модели резервированных систем, которые проходят статистические испытания, и на основе полученных результатов определяются показатели безотказности. С помощью комплекса «Диалог» могут быть получены следующие показатели безотказности: 1) вероятность безотказной работы за заданное время, 2) интенсивность отказов в конце заданного времени, 3) среднее время наработки до отказа, 4) данные для построения графика зависимости вероятности безотказной работы от времени, 5) данные для построения графика зависимости интенсивности отказов от времени. ВЫВОДЫ. Приводятся результаты расчетов, произведенных теоретическими методами и методом имитационного моделирования, которые показывают хорошее совпадение (относительная погрешность не более 1%). Комплекс программ «Диалог» позволяет с достаточной для практики точностью рассчитывать показатели безотказности резервированных радиоэлектронных систем любой сложности. Следует отметить, что комплекс «Диалог» позволяет создать имитационную модель надежности для резервированных радиоэлектронных систем, расчет характеристик безотказности которых теоретическими методами невозможен из-за их сложности.
 
Publisher LLC Journal Dependability
 
Contributor —
—
 
Date 2016-11-02
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://www.dependability.ru/jour/article/view/159
10.21683/1729-2640-2016-16-3-8-17
 
Source Dependability; № 3 (2016); 8-17
Надежность; № 3 (2016); 8-17
1729-2646
 
Language rus
eng
 
Relation http://www.dependability.ru/jour/article/view/159/332
http://www.dependability.ru/jour/article/view/159/333
ГОСТ 51901-14-2007. Менеджмент риска. Структурная схема надежности и булевы методы. М. Стандартинформ, 2008 г.
Половко А.М. Основы теории надежности. М. Наука, 1964 г.
Зайко Ю.Г., Смирнов М.Б. Оценка надежности системы со смешанным резервированием. «Надежность», №4 (11), 2004 г., с. 40-45.
Зайко Ю.Г., Искандарова Л.Н. Расчет показателя безотказности резервированных систем с управляющими модулями. «Радиопромышленность», 2013 г., вып. 4, с. 50-60.
Автоматизация проектирования вычислительных систем. Языки моделирования и базы данных. Под редакцией М. Брейера. Глава 1 М. Макдугал Моделирование на уровне системы. М. Мир, 1979 г.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).