№

Наименование требований

Содержание требований

Задание и описание показателей надежности

1

Типовая модель эксплуатации применительно к которой задаются требования по надежности.

• Последовательность этапов (видов режимов эксплуатации(хранения, транспортирования, развертывания, ожидания применения по назначению, технического обслуживания и плановых ремонтов) с указанием их продолжительности.

• Характеристика принятой системы технического обслуживания и ремонта, обеспечение ЗИП.

• Уровни внешних воздействующих факторов и нагрузок для каждого этапа (вида, режима) эксплуатации.

• Численность и квалификация обслуживающего и ремонтного персонала

1)      Длительное хранение в отапливаемом помещении при температуре +5°С до +35, относительной влажности 95%

2)      Транспортировка при температуре -50°С - +50°С, влажности воздуха 95% при  +30°С

3)      Воздействие ударных нагрузок многократного действия с пиковым ударным ускорением не более 15 g при длительности действия ударного ускорения 10-15 мс

4)      Развертывание системы: 2 недели (Установка сервера, настройка ПО, установка БРК, установка устройства контроля среды, подключение датчиков, установка камер видеонаблюдения)

5)      Срок эксплуатации 15 лет

6)      Тех. Обслуживание

Сервер:  по мере обновления ПО

Устройство контроля среды: по мере обновления ПО

7)      Плановый ремонт сервера: каждые 6 лет (замена HDD) , каждые 2 года замена корпусных вентиляторов

8)      Капитальный ремонт: 1 раз в 8 лет, для обновления комплектующих в связи с повышением нагрузки.

Капитальный и плановый ремонт проводится в помещении  с влажностью 40-55% и температурой 18°C - 26°C

1)      Встроенная программа тестирования оборудования осуществляющая диагностику всей системы по установленному расписанию, а также при каждом перезапуске

1)      Влажность 40-55%

2)      Температура 5°C - 70°C

3)      Механические повреждения в результате небрежной транспортировки

4)      Ударные нагрузки в режиме транспортировки и эксплуатации

5)      Электромагнитные помехи : 3В/м во всех диапазонах

6)      Потребляемый ток: 220±10В, 50±1 Гц

7)       

1)Системный администратор (1 чел.)

2)Оператор (1 чел.)

3) Электрик (1 чел.)

2

Требования к конструктивным способам обеспечения надежности

• Требования и ограничения по видам и кратности резервирования

• Требования и ограничения по затратам в изготовлении и эксплуатации, массе, габаритам, объему изделия и отдельных составных частей, комплектов ЗИП, оборудования для технического обслуживания и ремонтов

• Требования к структуре и составу ЗИП

• Требования к системе технического диагностирования

• Требования и ограничения по способам и средствам обеспечения ремонтопригодности и сохраняемости

• Ограничения по номенклатуре, разрешенных  к применению комплектующих изделий и материалов

• Требования по применению стандартизованных или унифицированных комплектующих изделий

1)      Сервер: подключение к электросети через источник бесперебойного питания

2)      Сервер: наличие двух HDD, работающих в режиме RAID 1.

3)      Устройство контроля среды: подключение к электросети через ИБП

1)      Стоимость системы: $25000

2)      Сервер: Intel® Xeon® X7350 2,93 ГГц, 8192мб ОЗУ, 2xHDD 750Gb

3)      БРК УРК-2T

4)      Устройство контроля окружающей среды UniPing server solution

5)      Термодатчик TS, Датчик дыма, Датчик наличия напряжения, Датчик влажности

Закупка элементов системы производится у поставщиков компьютерного оборудования

1)      Набор инструментов (отвертка, пассатижи, пресс-клещи, кусачки, паяльная станция) хранение герметичном контейнере

2)      Запчасти: Жесткий диск (хранение в антистатическом пакете) при температуре +10-30С влажности 40%-60%, блок питания (+5°С до +35,  влажность не более 95%), запасной блок корпусных вентиляторов.

1)      Самотестирование при каждом запуске системы, либо перезапуска её отдельных компонентов

2)      Сверка контролируемых параметров по одному датчику, относительно остальных датчиков установленных в том же помещении.  

1)      Температура в пределах 16-22 С, относительная влажность 40%-55%, содержание пыли в воздухе не более  0,0001 г/м

2)      Регулярное техническое обслуживание

1)      Материалы из которых состоят комплектующие системы не должны при нагреве выделять ядовитые пары.

1)      Использование совместимого компьютерного оборудования

2)      Использование датчиков идущих в комплекте

3

Требования к тех-нологическим (производствен-ным) способам обеспечения надежности

• Требования к точностным параметрам технологического оборудования и его аттестации

• Требования к стабильности технологическим процессам, свойствам сырья, материалов, комплектующим изделиям

• Требования к необходимости, длительности и режимам технологического прогона в процессе изготовления

• Требования к способам и средствам контроля уровня надежности в процессе производства

1)      Потребляемый ток: 220±10В, 50±1 Гц

2)      Паяльная станция : 220 В/45 Вт, регулировка t=200…450 °C

3)      Мультиметр:

Количество измерений в сек. 2-3

Разрядность. 3¾ (3260)

Постоянное напряжение U= 326мВ (± 0,5%)

3,26В / 32,6В / 326В (± 0,3%)

1000В (± 0,5%)

Переменное напряжение U~ 3,26В / 32,6В / 326В  / 700В (± 0,8%)

Переменный ток I~** 0,326мА / 3,26мА / 32,6мА / 326мА (± 1,5%)

10А (± 3,0%)

Постоянный ток I=** 0,326мА / 3,26мА / 32,6мА / 326мА (± 1,2%)

10А (± 2,0%)

Сопротивление R 326Ом / 3,26кОм / 32,6кОм / 326кОм / 3,26МОм (± 0,8%)

32,6МОм (± 1,2%)

1)      Наличие инструментов: мультиметр, паяльная станция

2)      Наличие инструментов и запчастей.

3)      Наличие связи между системой и объектами управления (Интернет)

4)      Наличие и работа алгоритмов самопроверки

1)      Проверка достоверности измеряемых параметров датчиками: в течении 14 суток сверять измеряемые параметры по аналоговым измерительным приборам.

2)      Проверка корректной реакции системы на изменение параметров окружающей среды: не менее 100 раз переключения режима работы, системы охлаждения

3)      Проверка работы электронного замка: не менее 100 раз проводить магнитной картой по считывателю.

4)      Проверка реакции видеокамер на движение: не менее 200 раз совершать движения перед камерами.

1)      Проверка работы при неблагоприятных условиях окружающей среды (5-50 градусов по Цельсию)

2)      Проверка устойчивости перед допустимыми магнитными помехами.

3)      Проверка устойчивости перед незначительными вибрациями

4

Требования к эксплуатационным способам обеспечения надежности

• Требования к системе технического обслуживания и ремонтов

• Требования к алгоритму технического диагностирования

• Требования к численности, квалификации, длительности обучения обслуживающего и ремонтного персонала

• Требования к способам устранения отказов и повреждений , порядку использования ЗИП, правилам регулировок

• Требования к объему и форме представления информации о надежности, собираемой в ходе эксплуатации

1)      Техническое обслуживание: каждые 3 месяца

Производится смазка механических частей системы

2)      Плановый ремонт: каждые 6 лет

1)    Проверка достоверности измеряемых параметров датчиками: в течении 14 суток сверять измеряемые параметры по аналоговым измерительным приборам.

2)    Проверка корректной реакции системы на изменение параметров окружающей среды: не менее 100 раз переключения режима работы, системы охлаждения

3)    Проверка работы электронного замка: не менее 100 раз проводить магнитной картой по считывателю.

4)    Проверка реакции видеокамер на движение: не менее 200 раз совершать движения перед камерами.

В ходе тестирования системы составляются отчёты с описанием отказов системы и условий при которых произошел отказ

1)      Системный администратор 1 чел. Высшее техническое образование

2)      Оператор 1чел. средне-специальное образование

1)      При плановом ремонте, оборудование должно быть отключено от сети. В случае аварийной замены оборудования (HDD) допускается горячая замена (без отключения питания)

1)      Все данные собираемые системой хранятся в течении 5 лет.

2)      Информация предоставляется в виде графиков (в случае если речь идёт о контроле параметров окружающей среды),  электронного журнала посещений помещения (СКУД), записей с камер видеонаблюдения, а также журнал событий для системы управления климатом.

5

Критерии отказов по заданной модели эксплуатации.

• Прекращение выполнения изделием заданных функций, снижение качества функционирования за пределы допустимого уровня

• Искажение информации из-за сбоев

• Внешнее проявление, свидетельствующее о наступлении или предпосылках наступления неработоспособного состояния (шум, вибрация в механических частях, перегрев, дым, горение и т.п.)

1)      Потеря связи между системой, объектом управления и УКО (устройство контроля окр. среды)

2)      Отключение ЭП на срок, больший чем расчётное время работы от ИБП

3)      Выход из строя объекта управления/УКО

4)      Выход из строя незарезервированных элементов системы (резервирование которых невозможно)

1)      Сбой в ПО

2)      Получение неверной информации от УКО

3)      Вмешательство в систему третьих лиц

4)      Физическое повреждение элемента системы осуществляющего контроль окружающей среды/доступа

1)      Световая индикация

2)      Звуковое оповещение

3)      Коды ошибок на дисплеях устройств

4)      Посторонние шумы наблюдающиеся при работе

5)      Дым, горение.

6

Критерий предельных состояний применительно к которым установлены требования по долговечности и сохраняемости

• Отказ одной или нескольких составных частей, восстановление или замена которых на месте эксплуатации не предусмотрена эксплуатационной документацией

• Снижение наработки на отказ (повышение интенсивности отказов) ниже (выше) допустимого уровня

• Превышение установленного уровня текущих (суммарных) затрат на техническое обслуживание и ремонты или другие признаки, определяющие экономическую нецелесообразность дальнейшей эксплуатации

1)      Отключение электропитания

2)      Выход из строя незарезервированного элемента

3)      Отстутствие связи между элементами системы

1)      Нестабильное напряжение в сети, к которой подключена система

2)      Внешние механические воздействия со стороны 3х лиц

3)      Выход из строя системы охлаждения

4)      Выход из строя незарезервированного элемента системы приведет к полному невыполнению функций системы, за исключением случаев с отказом камеры видеонаблюдения, в данном случае будет частичное невыполнение  функций системы

5)      Невыполнение функций системы:

Отсутствие контроля за условиями окружающей среды, отсутствие управления системой климат контроля, отсутствие управления системой удаленного доступа, прекращение записи и трансляции камер, прекращение записи контролируемых параметров в БД, прекращение уведомления о аварийных ситуациях

1)      В сумме более 2т.р. на один отказ или 10000 в течении года

7

Номенклатура и значения показателей надежности применительно к заданной модели эксплуатации

• Кт.н - коэффициент технического использования
• Кг - коэффициент готовности
• Ко.г - коэффициент оперативной готовности
• Кт.н.ож – Кг в режиме ожидания применения
• Кг.ож – Кг режиме ожидания применения
• Кэф – коэффициент сохранения эффективности
• Р(tб.р) – вероятность безотказной работы при наработке tб.р
• tб.р – наработка, в пределах которой вероятность безотказной работы изделия не ниже заданной
• Р(tв) – вероятность восстановления (за заданное время tв)
• tож – время ожидания применения по назначению
• Тв – среднее время восстановления
• Тср – средняя наработка до отказа
• Λ  - интенсивность отказов
• Тр.ср.сп – средний ресурс до списания (полный)
• Тр.ср.к.р – средний ресурс до капитального (среднего и т.п.) ремонта
• Тсл.ср.сп –средний срокслужбы до списания (полный)
• Тс.ср – средний срок хранения

Р(tв)

Кт.н=18*30/(18*30+0.5*15+2)=0.982

Кг=(18*100)/(18*100+1)=0.999

Ко.г=Кг*P(t)=0.999*0.5=0.499

Кэф=10/240=0.042

P(tб.р)=1

tож=5 сек.

tв=1 час

tср=35 дней

Тр.ср.к.р = 3.75 лет

Тсл.ср.сп = 15 год

Тс.ср = 5 лет

Тср= 10 лет

8

Методы контроля соответствия заданным требованиям по надежности

• ·Аналитические методы

• Методы вероятностного моделирования

• Комбинированные методы (сочетание аналитических методов и методов моделирования)

• Экспертные методы

• Проведение специальных испытаний на надежность

• Сбор и обработка статистических данных о надежности 

• Расчетно – экспериментальные методы

1)      Сверка контролируемых параметров с аналоговыми приборами измерений

2)      Отношение количества отказов (расхождение контролируемых параметров с реальностью, зависания, увеличение времени реакции системы) к сроку эксплуатации

3)      Математическое моделирование вероятности отказов системы

1)      Расчёт количества отказов датчиков, электронного замка, камер, устройства контроля и других элементов системы

1)      Методом экспертных оценок рассчитать способность системы реагирования на события и управления ОУ

2)      Определение требований к надёжности экспертами в области систем управления и вычислительной техники (3-5 экспертов)

1)      Работа системы при неблагоприятных окружающих условиях

2)      Проведение испытаний для оценки надёжности системы

1)      Сбор системных данных и логгирование сбоев

для оценки надёжности эксплуатируемой системы

1)      Тестирование системы в режиме эксплуатации

2)      Оценка пуётм расчётов и испытаний

9

Требования и ограничения по конструктивным, технологическим и эксплуатационным способам обеспечения надежности с учетом экономических ограничений

• Анализ способов  и разработка мероприятий обеспечения надежности и проведение работ по оптимизации финансовых затрат на достижение заданных показателей надежности

1)      Своевременное ТО  и плановые ремонты (за исключением случаев, когда экономически выгодно заменить элемент системы)

2)      Затраты на достижение заданных показателей надёжности не должны превышать 10 т.р. в год

10

Необходимость разработки программы обеспечения надежности

• Мероприятия для включения в программу обеспечения надежности

1)      Установка обновлений ПО

2)      Переход улучшенную систему резервирования информации

3)      Резервирование каждого элемента

4)      Оценка показателей надёжности экспериментальным путём на этапе производства и сбор статистики по наработке и отказам системы на этапе эксплуатации, а также проведение испытание 10 образцов до наработки 5000 часов в год.