سیستم های افزونگی طبقه بندی روش های افزونگی سیستم ها

طبقه بندی روش های پشتیبان گیری

افزایش قابلیت اطمینان

رزرو به عنوان یک روش

رزرو- این یکی از ابزارهای اصلی برای اطمینان از سطح معینی از قابلیت اطمینان (به ویژه قابلیت اطمینان) یک شی با عناصر ناکافی قابل اعتماد است.

افزونگی استفاده از ابزارها و (یا) قابلیت های اضافی به منظور حفظ وضعیت عملیاتی یک شی در صورت خرابی یک یا چند عنصر است. که روشی برای افزایش قابلیت اطمینان یک شی با معرفی است تعدیل کار... به نوبه خود، افزونگی ابزار اضافی و (یا) قابلیت هایی است که برای انجام عملکردهای مشخص شده برای شی بسیار ضروری است. وظیفه معرفی افزونگی اطمینان از عملکرد طبیعی یک شی پس از وقوع خرابی در عناصر آن است.

با توجه به نوع رزرو، طبقه بندی زیر از روش های رزرو اتخاذ می شود(شکل 10.1).

ساختاری(سخت افزار، عنصر، مدار) استفاده از عناصر ذخیره سازه شی را فراهم می کند. ماهیت افزونگی ساختاری این است که حداقل گزینه مورد نیازعناصر اضافی معرفی شده است.

عناصر در نمودار ساختاری به دو دسته تقسیم می شوند اصلی(یک عنصر لازم برای شیء برای انجام عملکردهای مورد نیاز در غیاب خرابی عناصر آن و ذخیره(یک عنصر طراحی شده برای انجام عملکرد عنصر اصلی در صورت خرابی عنصر دوم). تعریف عنصر اصلی به مفهوم حداقل بودن ساختار اصلی شی مربوط نمی شود، زیرا عنصری که در برخی از حالت های عملکرد اصلی است، می تواند در شرایط دیگر به عنوان یک ذخیره عمل کند. عنصر اضافی - عنصر اصلی که در صورت خرابی آن عنصر ذخیره در تاسیسات ارائه می شود.

رزرو زمانمرتبط با استفاده از زمان رزرو. در این حالت، فرض بر این است که زمان مورد نیاز برای انجام کار لازم برای شیء به وضوح بیشتر از حداقل مورد نیاز است. ذخایر زمانی را می توان با افزایش عملکرد جسم، اینرسی عناصر آن و غیره ایجاد کرد. برای تاسیسات مهندسی شیمی، این نوع افزونگی با استفاده از تکنیک ها و عملیات زیر اجرا می شود:

1) افزایش در شرایط عملیاتی زمان عملیات تخمینی مورد نیاز برای تحقق هدف تعیین شده یا انتشار مقدار معینی از محصولات شیمیایی.

2) دستگاه‌ها و ماشین‌ها برای ارزش بهره‌وری بیشتر از آنچه در محاسبه مورد نیاز است توسعه می‌یابند، و بنابراین، اشیاء می‌توانند کار را در مدت زمان کوتاه‌تری نسبت به برنامه تعیین شده انجام دهند.

3) ورودی به ساختار طرح فن آوری ظروف میانی (مخازن و سطل ها برای انباشت محصول) بین دستگاه های تولید فردی. این تکنیک شرایطی را ایجاد می کند که امکان ادامه عملیات طرح فناوری را فراهم می کند، حتی اگر بخشی از تجهیزات قبل از مخزن میانی یا پناهگاه متوقف شود. عملکرد مشابهی نیز توسط مخازن گاز، انبارها و غیره انجام می شود.

4) اینرسی عملکردی اجسام، به عنوان مثال، اینرسی حرارتی کوره ها، ناشی از آرایه های آستر، از کاهش سریع دمای کوره در هنگام وقفه در تامین سوخت جلوگیری می کند. اینرسی اجسام اجازه می دهد تا با تغییر فرآیند به یک جسم ذخیره یا انجام هر عملیات دیگری، در کوتاه ترین مدت زمان ممکن از بین برود.

رزرو اطلاعاتیک رزرو با استفاده از افزونگی اطلاعات است. نمونه هایی از رزرو اطلاعات عبارتند از انتقال چندگانه یک پیام از طریق یک کانال ارتباطی. استفاده از کدهای مختلف هنگام انتقال اطلاعات از طریق کانال های ارتباطی که خطاهایی را که در نتیجه خرابی تجهیزات و تأثیر تداخل ظاهر می شود، شناسایی و تصحیح می کند. معرفی نمادهای اطلاعات اضافی در پردازش، انتقال و نمایش اطلاعات. بیش از حد اطلاعات امکان جبران تحریف اطلاعات ارسال شده یا حذف آنها را فراهم می کند.

افزونگی عملکردی- افزونگی، که در آن یک عملکرد معین را می توان به روش ها و ابزارهای فنی مختلف انجام داد.

به عنوان مثال برای ساخت یک قطعه از گروهی از ماشین آلات استفاده می شود که هر کدام می توانند یکی از عملیات ماشینکاری متوالی را انجام دهند. در این صورت، معرفی یک ماشین جهانی یا چند کاره به خط تولید، افزونگی عملکردی خواهد بود. مثال دیگر ایجاد فرآیندهای ترکیبی ساختاری واکنش - انتقال جرم است که در یک دستگاه فناوری شیمیایی رخ می دهد. افزونگی عملکردی همچنین شامل افزونگی تولید می شود (به عنوان مثال، ساخت محصولات با کلاس دقت بالاتر)، که اغلب برای اطمینان و بهبود قابلیت اطمینان تاسیسات مهندسی شیمی استفاده می شود. در عین حال، شرایط برای افزایش قابلیت اطمینان و دوام ایجاد می شود، زیرا در ابتدا، در فرآیند بهره برداری، جسم به کلاس دقت سنتی فرسوده می شود و سپس فرآیند سایش معمول انجام می شود.

بارافزونگی (یا حالت) - افزونگی با استفاده از ذخایر بار - استفاده از توانایی تأسیسات برای درک بارهای اضافی یا اضافی را فراهم می کند. در مهندسی شیمی با معرفی عوامل ایمنی، کاهش پارامترهای عملیاتی مجاز (فشار، سرعت چرخش) اجرا می شود.

افزونگی در صنایع شیمیایی به طور گسترده ای برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم های تامین برق (برق، گرما، آب) استفاده می شود، دستگاه هایی که ایمنی فرآیند را تضمین می کنند پشتیبان می شوند (چند شیر ایمنی روی یک مخزن فشار بالا نصب می شود).

برنج. 10.1 طبقه بندی روش های پشتیبان گیری

افزونگی به شما امکان می دهد اشیایی ایجاد کنید که قابلیت اطمینان آنها از قابلیت اطمینان عناصر تشکیل دهنده آنها بیشتر است، اما به دلیل افزایش انبوه و منطقه تولید سیستم و به دلیل افزایش، امکان استفاده از افزونگی محدود است. در قیمت تمام شده یک واحد محصول در مقایسه با موارد غیر زائد. این امر منجر به مشکل انتخاب روش بهینه افزونگی و تعداد بهینه عناصر یدکی می شود.

برای تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان ساختاری سیستم های فنی، مورد توجه است افزونگی ساختاری- معرفی عناصر اضافی به ساختار شیء که عملکرد عناصر اصلی را در صورت شکست آنها انجام می دهند.

طبقه بندی روش های مختلفافزونگی ساختاری بر اساس معیارهای زیر انجام می شود:

1) طبق طرح روشن کردن ذخیره :

- عمومیرزرو، که در آن شی به عنوان یک کل محفوظ است.

- جداگانه، مجزاافزونگی که در آن عناصر فردییا گروه های آنها؛

- مختلطرزرو، که در آن انواع مختلف رزرو در یک شی ترکیب می شوند.

2) با روش روشن کردن ذخیره :

- دائمیافزونگی، بدون بازسازی ساختار شیء در صورت خرابی عنصر آن؛

- پویاافزونگی، که در آن، هنگامی که یک عنصر از کار می افتد، ساختار مدار بازسازی می شود. به نوبه خود، پویا تقسیم شده بهآ:

الف) افزونگی با جایگزینی، که در آن عملکردهای عنصر اصلی تنها پس از شکست عنصر اصلی به پشتیبان منتقل می شود.

ب) افزونگی لغزشی، که در آن چندین عنصر اصلی توسط یک یا چند عنصر ذخیره پشتیبانی می‌شوند، که هر یک می‌توانند جایگزین هر عنصر اصلی شوند (آن گروه از عناصر اصلی و ذخیره یکسان هستند).

3) با توجه به نحوه عملکرد ذخیره :

افزونگی بارگذاری شده، که در آن عناصر اضافی (یا یکی از آنها) در حالت عنصر اصلی هستند.

افزونگی سبک، که در آن عناصر پشتیبان (حداقل یکی از آنها) در مقایسه با موارد اصلی در حالت بارگذاری کمتری قرار دارند.

افزونگی Unloaded، که در آن عناصر پشتیبان قبل از شروع به انجام وظایف خود در حالت unloaded قرار دارند.

4) با توجه به شرایط بازیابی ظرفیت کار در حین بهره برداری:

افزونگی با ترمیم؛

پشتیبان گیری بدون بازیابی

ویژگی اصلی افزونگی ساختاری نسبت افزونگی است - نسبت تعداد عناصر ذخیره به تعداد عناصر اضافی (اصلی). رزرو می تواند با تعدد اعداد صحیح و کسری باشد (مانند 2: 3؛ 4: 2 و غیره).

افزونگی یک عنصر اصلی با یک ذخیره (یعنی با تعدد 1: 1) نامیده می شود. تکثیر. مضاعف شدن.

در صورت وجود افزونگی با تعدد کسری، عملکرد عادی اتصال اضافی امکان پذیر است به شرطی که تعداد عناصر قابل سرویس کمتر از مقدار مورد نیاز برای عملکرد عادی نباشد. در صورت افزونگی با تعدد کسری، یک عنصر ذخیره سیستم روی دو یا چند عنصر اصلی قرار می گیرد. رزرو با مضرب کسری همچنین شامل رزرو با ذخیره کشویی (شناور) است.

در مهندسی شیمی، قابلیت اطمینان دستگاه‌های اضافی غیرقابل بازیافت و خطوط تکنولوژیکی، به عنوان یک قاعده، به دلیل افزایش می‌یابد:

- افزونگی عمومی و جداگانه با ذخیره دائمی.

- افزونگی کلی و جداگانه با استفاده از جایگزینی.

- افزونگی سیستم با ذخیره کشویی (شناور).

استفاده از این نوع افزونگی ساختاری به عنوان کشویی تنها در صورتی امکان پذیر است که دستگاه تشخیصی خاصی وجود داشته باشد که به شما امکان می دهد یک عنصر معیوب را پیدا کنید و به جای آن یک نسخه پشتیبان را متصل کنید. در این مورد، عناصر پشتیبان باید از یک نوع باشند. با این حال، این نوع افزونگی بیشترین افزایش قابلیت اطمینان را فراهم می کند.

از نظر کمی، افزایش قابلیت اطمینان سیستم در نتیجه افزونگی یا استفاده از عناصر بسیار قابل اعتماد را می توان با افزایش قابلیت اطمینان تخمین زد که به عنوان نسبت شاخص قابلیت اطمینان قبل و بعد از تبدیل سیستم تعریف می شود.

نمودار ساختاری گروه ذخیره، متشکل از یک اصلی و مترعناصر پشتیبان در شکل نشان داده شده است. 20.3.3.1.

برنج. 10.2. بلوک دیاگرام سیستم از یک اصلی و مترعناصر پشتیبان

اگر سیستمی با ذخیره روشن دائمی، متشکل از دو عنصر عملیاتی موازی داده شود (شکل 10.2، متر= 1) با احتمال عملکرد بدون خرابی عنصر اصلی آر 1، رزرو - آر 2، پس احتمال عملکرد بدون خرابی چنین سیستمی است

پ(تی) = 1 – (1 – پ 1 (تی)) (1 – پ 2 (تی))

در مورد عناصر به همان اندازه قابل اعتماد:

پ(تی) = 1 – (1 – پ 1 (تی)) 2 = 2آر 1 – آر 1 2 = آر 1 (2 – آر 1). (10.1)

برای توزیع نمایی خرابی هر یک از دو عنصر عملیاتی موازی پ 1 (تی) = پ 2 (تی) = Expand (–l تی) با در نظر گرفتن (10.1)، احتمال عملکرد بدون خرابی سیستم به صورت تعریف شده است. پ(تی) = 2ه- ل تی – ه-2 لیتر تی.

از آنجایی که MTBF یک عنصر غیر زائد عبارت است از:

میانگین آپتایم سیستم خواهد بود:

سپس قابلیت اطمینان برای سیستم افزایش می یابد. متشکل از دو عنصر کار موازی، در مقایسه با یک عنصر غیر زائد برابر است با:

احتمال عملکرد بدون خرابی یک سیستم متشکل از یک اصلی و مترعناصر غیر مساوی ذخیره (شکل 10.2)، با فرمول تعیین می شود:

در مورد عناصر به همان اندازه قابل اعتماد، این فرمول به شکل زیر خواهد بود:

برای توزیع نمایی احتمال عملکرد بدون شکست عناصر، به عنوان مثال. پ(تی) = ه- ل تی، ما گرفتیم:

برای کوچک تییک کران پایینی ساده وجود دارد:

جایی که من- میزان شکست منعنصر ام

با عناصر یکسان، فرمول قبلی به شکل زیر است:

افزایش قابلیت اطمینان دبلیو تی(2) در زمان میانگین عملکرد بدون خرابی سیستم، شامل ( متر+ 1) عناصر به همان اندازه قابل اعتماد که به صورت موازی کار می کنند، در مقایسه با میانگین زمان عملکرد بدون خرابی یک عنصر غیر زائد، مشروط بر اینکه قانون توزیع احتمال عملکرد بدون خرابی هر عنصر نمایی باشد، برابر است با:

میانگین زمان خرابی سیستم تی(شکل 10.2) در حالت کلی را می توان تنها با ادغام عددی با فرمول پیدا کرد

برای عناصر یکسان، میانگین زمان خرابی با احتمال عملکرد بدون خرابی عناصر آر(تی) = Expand (–l تی) داده شده به این صورت تعریف می شود:

برای مقادیر بزرگ متر :

10.2.1 با توجه به طرح روشن کردن ذخیرهدر رزرو عمومیشی به عنوان یک کل محفوظ است. در رزرو جداگانهعناصر منفرد (زیر سیستم ها) شی یا گروه های آنها محفوظ است.

نمونه هایی از افزونگی عمومی (شکل 10.3، a) خطوط فن آوری آماده به کار یا واحدهای ظرفیت واحد بزرگ هستند. در صورت رزرو جداگانه (شکل 10.3، b)، عناصر فردی شی رزرو می شوند.

برنج. 10.3. طرح های افزونگی برای یک سیستم متشکل از nعناصر اصلی: الف) افزونگی عمومی با ذخیره دائمی (تعداد مدارهای ذخیره). متر= 1)؛ ب) تکثیر جداگانه (عنصر به عنصر) با ذخیره دائمی

برای یک سیستم با اتصال سریال nعناصر با افزونگی عمومی (تکثیر) (شکل 10.3، a)، احتمال عملکرد بدون خرابی برابر است با:

با افزونگی جداگانه (تکثیر) (شکل 10.3، ب):

سود قابلیت اطمینان سیستم از نظر احتمال عملکرد بدون خرابی برای این دو مورد به ترتیب برابر است:

نتیجه می شود که افزونگی جداگانه کارآمدتر از افزونگی عمومی است: به عنوان مثال، برای یک سیستم از سه عنصر یکسان ( n= 3) برای آر = 0,9 آر = 0,9 3 = 0,729; آر (1) = 0,729(2 – 0,729) = 0,9266, آر(2) = 0.729 (2 - 0.9) = 0.9703. سپس: ج ص (1) = 1,27; ج ص (2) =1,33.

افزونگی مجزا، همه چیزهای دیگر برابر هستند، نسبت به افزونگی عمومی، سود بیشتری در قابلیت اطمینان می‌دهد. افزونگی مجزا به ویژه زمانی مفید است که تعداد زیادی عنصر در سیستم وجود داشته باشد و نرخ افزونگی افزایش یابد.

احتمال خرابی یک سیستم متشکل از nعناصر (یکی اصلی و ( n- 1) پشتیبان)، بدون در نظر گرفتن قابلیت اطمینان سوئیچ ها با فرمول محاسبه می شود

سیستم اتصال سریال nعناصر با افزونگی مشترک ( مترمدارهای پشتیبان) در حالی که عملکرد حداقل یکی از آنها را حفظ می کنند، به طور عادی عمل می کنند.

برای یک طرح افزونگی عمومی با ذخیره روشن دائمی، احتمال عملکرد بدون خرابی سیستم (شکل 10.4)، FBG برابر است با (عناصر به همان اندازه قابل اعتماد هستند، احتمال عملکرد بدون خرابی هر عنصر برابر است. پ(تی)):

به نوبه خود، عملیات بدون مشکل من-زنجیره ( من = 1, ..., متر) در طول عملیات بدون مشکل هر یک از آنها انجام می شود nعناصر. سپس:

اینجا: p ij- احتمال عملکرد بدون خرابی jعنصر ام من-زنجیره ( j = 1, ..., n); n- تعداد عناصر مدار متصل به صورت سری.

برنج. 10.4. بلوک دیاگرام یک سیستم افزونگی مشترک، همیشه روشن با اتصال زنجیره ای دیزی nعناصر

برای حالتی که همه عناصر به یک اندازه قابل اعتماد هستند (با احتمال عملکرد بدون خرابی برابر با آر)، احتمال عملکرد بدون خرابی سیستم اصلی از nعناصر (شکست تصادفی و مستقل) برابر است با:.

در نتیجه، احتمال خرابی کل سیستم، متشکل از یک اصلی و مترسیستم های پشتیبان برابر با:

سپس احتمال عملکرد بدون خرابی سیستم با افزونگی مشترک برابر است با:

اگر میزان شکست ثابت باشد، به عنوان مثال. آر(تی) = انقضا(-L تی، سپس با استفاده از (10.5) می توانیم سود قابلیت اطمینان را پیدا کنیم دبلیو تی(3) با میانگین زمان عملکرد بدون خرابی در طول عملیات سیستم شامل ( متر+ 1) سیستم های اضافی که به صورت موازی کار می کنند (شکل 10.4) در مقایسه با میانگین زمان کارکرد یک سیستم غیر زائد:

افزایش قابلیت اطمینان دبلیو تی(4) با میانگین زمان عملکرد بدون خرابی در طول عملیات سیستم شامل ( متر+ 1) سیستم های پشتیبان عملیاتی موازی (شکل 10.4)، در مقایسه با میانگین زمان آپدیت یک عنصر:

مورد یک سیستم با را در نظر بگیرید افزونگی جداگانهبا یک ذخیره پیوسته گنجانده شده، با فرض اینکه همه عناصر به یک اندازه قابل اعتماد هستند و احتمال عملکرد بدون خرابی وجود دارد پ(تی) (شکل 10.5).

برنج. 10.5. بلوک دیاگرام افزونگی تقسیم با سیستم افزونگی همیشه روشن با زنجیره دیزی nعناصر

برای یک سیستم با افزونگی جداگانه، با استفاده از فرمول (10.14)، احتمال عملکرد بدون خرابی عناصر اضافی منفرد را می توان تعیین کرد. سپس احتمال کلی عملکرد بدون شکست سیستم split-redundant با فرمول تعیین می شود:

برای مواردی که همه عناصر به یک اندازه قابل اعتماد هستند، احتمال عملکرد بدون خرابی سیستم با افزونگی جداگانه برابر است:

افزایش قابلیت اطمینان بر حسب میانگین زمان به کارگیری سیستم اضافی در مقایسه با میانگین آپتایم سیستم اصلی تحت قانون توزیع نمایی:

10.2.2 با روش روشن کردن ذخیره.عناصر اضافی را می توان به طور مداوم برای کل دوره کار روشن کرد - برای اعمال افزونگی دائم (اضافه شدن با ذخیره روشن دائمی بدون تعویض) یا فقط در صورت خرابی موارد اصلی - افزونگی با جایگزینی.

با افزونگی ثابت، عناصر پشتیبان در کل زمان عملیات به اصلی متصل می شوند و با آنها در حالت عملکرد یکسان هستند. روشن کردن مداوم ذخیره تنها در سیستم هایی است که حتی یک وقفه کوتاه در کار غیرقابل قبول است (به عنوان مثال، در سیستم های کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی). اگرچه با سادگی آن (بدون سوئیچ و وقفه های کوتاه مدت در عملکرد دستگاه ها) متمایز می شود، اما نقطه ضعف اصلی افزونگی دائمی افزایش مصرف منابع عناصر ذخیره است. به این ترتیب معمولا از پمپ ها، فیلترها و ... بک آپ گرفته می شود.

در صورتی که در مهندسی شیمی امکان اعمال موازی ثابت دستگاه ها وجود نداشته باشد، لازم است از رزرو جایگزین ("تعویض با ذخیره خالی"). تعویض به صورت خودکار یا دستی انجام می شود.

در صورت افزونگی با جایگزینی (یا «جایگزینی با ذخیره خالی»)، سیستم به گونه‌ای طراحی می‌شود که وقتی یک عنصر از کار می‌افتد، دوباره ساخته می‌شود و با جایگزینی عنصر خراب با یک عنصر ذخیره، قابلیت کارکرد آن را بازیابی می‌کند. در این مورد، تنظیم در زمان روشن کردن عنصر پشتیبان مورد نیاز نیست. دستگاه پشتیبان می تواند قبل از راه اندازی در حالت "گرم" یا "سرد" باشد - این امر منبع قابلیت اطمینان هر یک از دستگاه ها را حفظ می کند و قابلیت اطمینان کلی کل سیستم را افزایش می دهد. در مورد همان نوع عناصر می توان از چندین ذخیره (یا یک) برای جایگزینی عناصر اصلی در صورت خرابی استفاده کرد.

Rolling Redundancy یک رزرو جایگزین است که در آن گروهی از عناصر اولیه توسط یک یا چند عنصر اضافی پشتیبانی می‌شوند که هر کدام می‌توانند جایگزین هر یک از عناصر شکست خورده این گروه شوند.

افزونگی لغزشی برای رزرو چندین عنصر سیستم یکسان یا قابل تعویض با یک یا چند عنصر اضافی استفاده می‌شود و افزونگی می‌تواند هم بارگذاری و هم تخلیه شود. اگر تعداد عناصر اولیه شکست خورده از تعداد عناصر اضافی بیشتر شود، سیستم از کار می افتد. با ذخیره کشویی (شناور)، هر یک از عناصر ذخیره می تواند جایگزین هر عنصر اصلی سیستم (به عنوان مثال، یخچال و فریزر، پمپ) شود. ذخیره لغزشی بیشترین سود را در افزایش قابلیت اطمینان دارد، اما اشکال مهم آن این است که فقط برای عناصری از همان نوع (زیر سیستم ها) امکان پذیر است.

طرح افزونگی لغزشی در واحد تصفیه مونو اتانول آمین در شکل 10.6 نشان داده شده است.

برنج. 10.6. طرح افزونگی لغزشی در واحد تصفیه مونو اتانول آمین:

1 - جاذب؛ 2، 3 - پمپ ها؛ 4 - واحد احیا; 5 - پمپ آماده به کار

با یک افزونگی لغزشی بارگذاری شده با سوئیچ های ایده آل، محاسبه قابلیت اطمینان سیستم مشابه محاسبه سیستمی از نوع " متراز جانب n". اگر میزان خرابی عناصر اصلی و پشتیبان ثابت و یکسان باشد، احتمال عملکرد بدون خرابی سیستم، متشکل از nعمده و مترعناصر ذخیره را می توان در حالت ذخیره بارگذاری شده با فرمول تعیین کرد:

اگر احتمال عملکرد بدون خرابی عناصر از قانون نمایی تبعیت کند، می توان میانگین زمان بین خرابی های سیستم را نیز محاسبه کرد:

در مورد افزونگی لغزشی بدون بار، در حالت کلی، ویژگی های قابلیت اطمینان سیستم با فرمول های پیچیده بیان می شود. با این حال، اگر میزان خرابی عناصر اصلی و پشتیبان ثابت و یکسان باشد، یعنی احتمال عملکرد بدون خرابی عناصر از قانون نمایی تبعیت کند، احتمال عملکرد بدون خرابی یک سیستم متشکل از nعمده و مترعناصر ذخیره، در حالت ذخیره بدون بار، با فرمول پواسون قابل تعیین هستند:

از آنجایی که با افزونگی لغزشی بدون بار، میزان شکست کل است nو سیستم در لحظه خرابی از کار می افتد ( متر+ 1) عنصر ام، میانگین زمان بین خرابی های سیستم:

10.2.3 با توجه به نحوه عملکرد ذخیره.محاسبه سیستم های دارای افزونگی بارگذاری شده طبق فرمول های متوالی و اتصال موازیعناصر. در این صورت در نظر گرفته می شود که خرابی گروه ذخیره متشکل از عناصر اصلی و پشتیبان زمانی رخ می دهد که آخرین عنصر آن از کار بیفتد و عناصر پشتیبان هم قبل و هم بعد از خرابی خود در حالت اصلی عمل کنند، بنابراین، قابلیت اطمینان عناصر پشتیبان به لحظه شکست آنها بستگی ندارد، انتقال از حالت آماده به کار به حالت اصلی.

هنگام پشتیبان گیری با جایگزینی، سه نوع شرایط عملیاتی برای عناصر پشتیبان تا زمانی که به کار گرفته شوند امکان پذیر است:

آ) ذخیره بارگیری شده (گرم). ... شرایط خارجی ذخیره کاملاً با شرایطی که دستگاه کار در آن قرار دارد مطابقت دارد. عناصر ذخیره در همان حالت عنصر اصلی کار می کنند ، قابلیت اطمینان آنها (احتمال عملکرد بدون خرابی) به لحظه ای که در آن به جای اصلی روشن شده اند بستگی ندارد. در این حالت ، منبع عناصر ذخیره شی از لحظه روشن شدن کل سیستم شروع به مصرف می کند.

ب) ذخیره خالی (سرد). ... عناصر ذخیره خاموش هستند و طبق شرایط (تا زمانی که به جای اصلی روشن نشده باشند) نمی توانند خراب شوند. شرایط بیرونی که ذخیره در آن قرار دارد بسیار آسان تر از کارگران است که عملاً عناصر ذخیره فقط از لحظه ای که به جای عنصر شکست خورده به بهره برداری می رسند شروع به مصرف منابع خود می کنند.

v) ذخیره سبک (گرم). ... شرایط خارجی موثر بر دستگاه قبل از راه اندازی آن سبک وزن است. عناصر ذخیره تا زمانی که به محل اصلی روشن شوند در حالت نور هستند. در حین انتظار در ذخیره، ممکن است از کار بیفتند، اما با احتمال کمتر از احتمال خرابی عنصر اصلی (قرار گرفتن ذخیره در شرایط سبکتر از عنصر اصلی).

سیستم MTBF با متر- مضرب کل ذخیره بارگیری شده را می توان از عبارت:

در مورد قانون نمایی قابلیت اطمینان عناصر، به دست می آوریم:

جایی که L = 1 / بهمیزان خرابی مدار است.

پس از ادغام، (10.27) را به شکل یک تفاوت محدود نشان می دهیم:.

جایگزینی به ترتیب در این معادله متر= 1، 2، 3، ...، دریافت می کنیم:

هنگامی که افزونگی با جایگزینی بارگیری نمی شود، عناصر ذخیره در صورت از کار افتادن اصلی، سپس اولین ذخیره و غیره وارد عمل می شوند، بنابراین، قابلیت اطمینان عناصر در هر لحظه از زمان به لحظه انتقال آنها از زمان بستگی دارد. حالت آماده به کار به حالت اصلی. در این حالت در نظر گرفته می شود که جایگزینی یک عنصر شکست خورده با یک عنصر ذخیره بلافاصله اتفاق می افتد، خرابی سیستم زمانی رخ می دهد که آخرین عنصر از کار بیفتد. در حالت غیرفعال، عنصر نمی تواند خراب شود و قابلیت اطمینان آن تغییر نمی کند.

افزونگی بدون بار رایج است، زیرا شبیه به جایگزینی عناصر خراب (قطعات، مجموعه ها، مجموعه ها) با موارد یدکی است.

چهار راه اصلی برای بهبود قابلیت اطمینان سیستم های پیچیده و اشیاء فردی وجود دارد:

1) افزایش قابلیت اطمینان عناصر سیستم. این روش معمول و آسان است، اما برای استفاده از آن، به اجزای قابل اعتمادتری نیاز دارید. اما حتی اگر آنها در دسترس باشند، همیشه بسیار گرانتر از موارد قبلی هستند و یک محاسبه اقتصادی لازم است.

2) اقدامات سازنده برای بهبود قابلیت اطمینان (به عنوان مثال، میرایی ارتعاشات احتمالی، انتقال از یک ساختار استاتیکی نامشخص به یک ساختار استاتیکی تعیین شده، انواع پوشش های محافظ با فلز سخت، پلیمرها و غیره). این مسیر با فناوری مهندسی مکانیک همراه است و همچنین می تواند موضوع مطالعه ویژه ای در تئوری قابلیت اطمینان باشد.

3) تغییر اساسی در اصل عملکرد سیستم برای این منظور. مرتبط با خلقت تکنولوژی جدید، این یک جهش کیفی در توسعه این صنعت است - از عدم مصلحت اقتصادی راه حل های مهندسی قبلی ناشی می شود.

4) معرفی انواع مختلف افزونگی.

افزونگی- اینها ابزارها و قابلیت های اضافی بیش از حداقل های لازم برای شیء برای انجام عملکردهای مشخص شده هستند.

روش افزایش قابلیت اطمینان یک شی با معرفی افزونگی است رزرو.

چند وجود دارد مواد و روش هاافزایش قابلیت اطمینان به دلیل افزونگی تشخیص افزونگی:

ساختاری (زیادی در ساختار - در تعداد عناصر سیستم)؛

حالت (زیاد بودن در حالت های عملیاتی - در تعداد عناصر سیستم)؛

موقت،

عملکردی،

اطلاعات

و تعدادی دیگر.

بیشترین علاقه، افزونگی ساختاری یا مداری است که شامل استفاده از عناصر اضافی ساختار شیء است.

1) از راه هایافزونگی را می توان به اشتراک گذاشت یا جداگانه (شکل 6.1).

شکل 6.1 - طبقه بندی روش های پشتیبان گیری

1.1) عمومیافزونگی - از کل شی، دستگاه یا سیستم به عنوان یک کل نسخه پشتیبان تهیه می شود (شکل 6.2):

شکل 6.2 - افزونگی عمومی

1.2) جداگانه، مجزاافزونگی - عناصر منفرد سیستم رزرو شده اند (شکل 6.3). افزونگی جداگانه با تعداد زیادی دستگاه و افزایش فرکانس سودمند است.

شکل 6.3 - افزونگی تقسیم

تعدد افزونگینسبت تعداد عناصر ذخیره به تعداد عناصر اصلی جسم نامیده می شود.

2) بین افزونگی با تعدد عدد صحیح و کسری تمایز قائل شوید:

2.1) افزونگی عدد صحیحبه چنین افزونگی گفته می شود که در آن برای عملکرد عادی اتصال کافی است که حداقل یک دستگاه کار کند (یعنی یک یا چند دستگاه پشتیبان به پمپ اصلی اختصاص داده شده است).

شکل 6.4 - رزرو با تعدد اعداد صحیح

2.2) افزونگی کسریبه این حالت افزونگی گفته می شود که در آن فقط یک دستگاه می تواند برای عملکرد عادی اتصال معیوب باشد (یعنی برای چندین پمپ فقط یک حالت آماده به کار وجود دارد).

شکل 6.5 - افزونگی کسری

عدد تعددرزروها:

که در آن m تعداد کل عناصر در گروه است.

r تعداد عناصر مورد نیاز برای عملکرد عادی سیستم است.

به عنوان مثال، اجازه دهید مدارها را تجزیه و تحلیل کنیم (شکل 6.6).

شکل 6.6 - طرح های دارای افزونگی

طبق طرح شکل 6.6، یک عدد تکراری و چندگانه داریم.

تعدد اعداد صحیح

نمودار در شکل 8.6، b نموداری را با کثرت نشان می دهد

تعدد اعداد صحیح

نمودار در شکل 8.6، c سیستم "2 از 3" را نشان می دهد

تعدد کسری.

3.1) چه زمانی رزرو دائمیدستگاه های پشتیبان در تمام مدت زمان عملیات به دستگاه های اصلی متصل می شوند و به طور همزمان با آنها کار می کنند.

3.2) چه زمانی رزرو با تعویضدستگاه های پشتیبان پس از خرابی، دستگاه های اصلی را جایگزین می کنند.

4) سه مورد وجود دارد نوع رزرو ساختار یافته: ذخیره بارگیری شده، ذخیره سبک، ذخیره تخلیه نشده.

4.1) ذخیره بارگیری شده- چنین ذخیره ای، زمانی که عناصر پشتیبان در همان حالت بارگذاری عنصر اصلی عمل می کنند، یعنی. عنصر اصلی و عنصر ذخیره به میزان مساوی قابلیت اطمینان خود را از دست می دهند.

4.1) ذخیره سبک- چنین ذخیره ای، زمانی که عناصر در حالت بار ضعیف تری نسبت به عنصر اصلی کار می کنند، یعنی. عناصر زائد در مقایسه با عنصر اصلی، قابلیت اطمینان خود را کندتر از دست می دهند.

4.1) ذخیره تخلیه شده- زمانی که عنصر پشتیبان عملاً هیچ باری را تحمل نمی کند و قابلیت اطمینان آن به هیچ وجه کاهش نمی یابد. این قطعات یدکی موجود در انبار هستند.

شکل 6.7 قابلیت اطمینان با ذخایر بارگذاری شده، سبک و بدون بار را برای یک سیستم از 1 عنصر اصلی و 1 آماده به کار بررسی می کند.

شکل 6.7 - انواع افزونگی

ذخیره بارگذاری شده (شکل 6.7a). در 0< t < t 0 функционируют оба элемента и их надежность падает одинаково. После отказа при t >t 0 اولی دیگر کار نمی کند و دومی با همان قابلیت اطمینان در امتداد همان منحنی به کار خود ادامه می دهد.

ذخیره سبک وزن (شکل 6.7b). در 0< t < t 0 функционируют оба, но основной (кривая 1) теряет надежность быстрее, чем второй (кривая 2) при пониженной нагрузке. При t >t 0 عنصر دوم در بار کامل کار می کند، قابلیت اطمینان آن در طول منحنی 2 کاهش می یابد.

ذخیره تخلیه شده (شکل 6.7c). در 0< t < t 0 работает только 1-й элемент (кривая 1), а при t >t 0 فقط دومی (منحنی 2) است، اما نه از t = 0، بلکه از t = t 0 شروع می شود.

بنابراین، قابلیت اطمینان یک ذخیره سبک وزن بالاتر از یک ذخیره بارگذاری شده و یک ذخیره بدون بار بالاتر از یک ذخیره سبک وزن است.

سخنرانی 6

موضوع: افزونگی ساختاری و انواع آن

طرح

1. طبقه بندی افزونگی ساختاری، تعاریف اساسی.

2. طرح های اصلی برای محاسبه قابلیت اطمینان با روش روشن کردن عناصر ذخیره: ثابت، جداگانه، جایگزینی، کشویی.

3. انواع المان های ذخیره و حالت های عملکرد با ذخایر بارگذاری شده، سبک و بدون بار.

4. حل و فصل و نمودار منطقی افزونگی ساختاری یک سیستم پیچیده.

5. سازماندهی یک ذخیره در سطح عناصر، دستگاه ها و سیستم های IS.

کلید واژه ها

افزونگی، افزونگی، طرح محاسبه، دستگاه دیجیتال، افزونگی دائمی، افزونگی جداگانه، افزونگی جایگزینی، ذخیره بارگذاری شده، ذخیره تخلیه نشده، حالت های عملکرد، ذخیره کشویی، مدار سوئیچینگ، قابلیت اطمینان، قابلیت اطمینان.

افزونگی روشی برای افزایش قابلیت اطمینان یک شی با معرفی افزونگی است. وظیفه معرفی افزونگی اطمینان از عملکرد عادی سیستم پس از وقوع خرابی در عناصر آن است.

رزرو می تواند ساختاری، اطلاعاتی، موقت، برنامه ای باشد. رزرو اطلاعات امکان استفاده از اطلاعات اضافی را فراهم می کند. رزرو موقت– استفاده از زمان اضافی افزونگی نرم افزار - برنامه های اضافی.

افزونگی ساختاری به این معنی است که عناصر و دستگاه های اضافی به حداقل نسخه مورد نیاز سیستم وارد می شوند که عناصر آن پایه نامیده می شوند یا به جای یک سیستم، استفاده از چندین سیستم یکسان در نظر گرفته شده است. در عین حال، عناصر ساختاری زائد اضافی در صورت خرابی عناصر اصلی، عملکرد عملکردهای کاری را بر عهده می گیرند.

انواع فهرست‌شده افزونگی را می‌توان برای سیستم به‌عنوان یک کل، یا برای عناصر منفرد یا گروه‌های آن‌ها اعمال کرد.

در عمل، افزونگی ساختاری گسترده شده است (شکل 1).

برنج. 1. روش های پشتیبان گیری از COP

طبق طرح روشن کردن عناصر ذخیره، افزونگی دائمی، جداگانه، افزونگی با جایگزینی و افزونگی کشویی وجود دارد.

افزونگی دائمی - این چنین رزروی است که در آن عناصر ذخیره به طور مساوی با عناصر اصلی در عملیات تاسیسات شرکت می کنند (شکل 2).

برای افزونگی دائمی در صورت خرابی عنصر اصلی، هیچ دستگاه خاصی برای فعال کردن عنصر ذخیره لازم نیست، زیرا همزمان با عناصر اصلی به کار می‌رود.

پارامتر اصلی رزرو آن است کثرت(درجه افزونگی). زیر تعداد افزونگیمترنسبت تعداد اشیاء رزرو به تعداد اشیاء رزرو شده (اصلی) درک می شود.

افزونگی جدا روش افزایش قابلیت اطمینان نامیده می شود که در آن بخش های جداگانه شی ذخیره می شود (شکل 2.3).

برنج. 2. افزونگی عمومی و شمول دائم ذخیره با شمول دائم ذخیره.

برنج. 3. افزونگی را با ذخیره همیشه روشن جدا کنید

رزرو با تعویض - این افزونگی است که در آن عملکردهای عنصر اصلی تنها پس از شکست عنصر اصلی به پشتیبان منتقل می شود (شکل 4 a, b). هنگام استفاده از افزونگی با جایگزینی، دستگاه های نظارت و سوئیچینگ برای تشخیص واقعیت خرابی عنصر اصلی و تغییر آن از اصلی به ذخیره مورد نیاز است.

برنج. 4. الف) افزونگی عمومی با درج ذخیره با جایگزینی.

ب) تفکیک افزونگی با گنجاندن ذخیره با جایگزینی.

رزرو چرخشی - این افزونگی با جایگزینی است که در آن گروهی از عناصر اصلی یک شی توسط یک یا چند عنصر اضافی پشتیبان گرفته می شود که هر کدام می توانند جایگزین هر عنصر شکست خورده در این گروه شوند.

افزونگی لغزشی همیشه فعال است، همیشه یک دستگاه سوئیچینگ وجود دارد که وجود یک خطا را تشخیص می دهد و عنصر اضافی را روشن می کند (شکل 5).

برنج. 5. طرح رزرو رولینگ

انواع عناصر پشتیبان بسته به حالت عملکرد

بسته به حالت کار، تمایز بین:

ذخیره بارگیری شده - عنصر پشتیبان در همان حالت عملکرد اصلی است. در عین حال، فرض بر این است که ویژگی های قابلیت اطمینان عناصر پشتیبان در طول مدت اقامت آنها به عنوان پشتیبان و در طول دوره استفاده به جای موارد اصلی پس از شکست دومی، بدون تغییر باقی می ماند.

ذخیره سبک - عنصر پشتیبان در حالت بارگیری کمتر از حالت اصلی قرار دارد. فرض بر این است که ویژگی های قابلیت اطمینان عناصر ذخیره در طول مدت اقامت آنها به عنوان ذخیره بالاتر از دوره استفاده از آنها به جای موارد اصلی پس از شکست دومی است.

ذخیره تخلیه شده - عنصر ذخیره عملاً بار را تحمل نمی کند. چنین عنصر ذخیره ای، که در ذخیره است، نباید شکست بخورد، یعنی. در این دوره از قابلیت اطمینان ایده آل برخوردار است. در طول دوره استفاده از این عنصر به جای عنصر اصلی پس از خرابی دومی، قابلیت اطمینان برابر با قابلیت اطمینان اصلی می شود.

بین افزونگی با تعدد عدد صحیح و کسری تمایز قائل شوید. برای تشخیص آنها، تعدد افزونگی در نمودار نشان داده شده استمتر(شکل 6، الف، ب).

برنج. 6. افزونگی: الف) افزونگی دائمی با تعدد کسری (متر=4/2);

ب) رزرو جداگانه با تعدد کسری (متر=2/4)

هنگام رزرو با مضرب اعداد صحیح، مقدارمتر وقتی با یک مضرب کسری رزرو می شود یک عدد صحیح وجود داردمتریک عدد کسری تقلیل ناپذیر است. برای مثال،متراگرمتر= 4/2 = 2، به این معنی است که یک افزونگی عدد صحیح وجود دارد که در آن تعداد عناصر یدکی 2 و تعداد کل 3 است.

برای پشتیبان‌گیری از اشیا با موارد مشابه، می‌توانید از تعداد کمی از آیتم‌های یدکی برای جایگزینی آیتم‌های اصلی ناموفق (پشتیبان‌های غلط) استفاده کنید.

اکثریت و افزونگی ترکیبی

یک مورد خاص از افزونگی کسری، افزونگی اکثریت است که اغلب در دستگاه‌های با عملکرد گسسته استفاده می‌شود (شکل 7). در صورت رزرو اکثریت، به جای یک عنصر (کانال)، سه عنصر یکسان روشن می شود که خروجی های آنها به بدنه اکثریت داده می شود. م(عنصر رای گیری). اگر همه عناصر این گروه ذخیره در وضعیت کار خوب باشند، ورودی مسه سیگنال یکسان دریافت می شود و همان سیگنال از خروجی وارد مدار خارجی می شود م.

برنج. 7. رزرو اکثریت (انتخاب اکثریت)

اگر یکی از سه عنصر پشتیبان شکست خورده باشد، ورودی مدو سیگنال یکسان (درست) و یک سیگنال غلط دریافت می شود. در خروجی مسیگنالی وجود خواهد داشت که با اکثر سیگنال های ورودی آن مطابقت دارد، یعنی. هیئت اکثریت، عملیات رای گیری یا انتخابات را با اکثریت انجام می دهد. بنابراین، شرط عملکرد بدون شکست گروه تحت رزرو اکثریت، عملکرد بدون شکست هر دو عنصر از سه عنصر و بدنه اکثریت در یک زمان معین است.

ذخیره ترکیبی در شکل نشان داده شده است. 8 یک گروه اضافی را نشان می دهد که مزایای ذخیره بارگذاری شده (تداوم عملیات) و ذخیره تخلیه نشده (که سود زیادی در قابلیت اطمینان ایجاد می کند) را ترکیب می کند. در این حالت، دو عنصر یک گروه تکراری (ذخیره بارگذاری شده) را تشکیل می دهند و سومی در یک ذخیره بارگیری نشده است. چنین ذخیره ای ترکیبی نامیده می شود.

همه انواع افزونگی ساختاری را می توان در دستگاه های IC بحرانی استفاده کرد (شکل 9).

برنج. 8. ذخیره ترکیبی

برنج. 9. حل و فصل و نمودار منطقی افزونگی ساختاری یک زیر سیستم پیچیده TS

از نظر تئوری، با وارد کردن افزونگی به ساختار سیستم و انتخاب حالت‌های بهینه، می‌توان یک CS خودسرانه قابل اعتماد ایجاد کرد. اما این همیشه عملا امکان پذیر نیست. با تجزیه و تحلیل همه انواع افزونگی، باید یک نتیجه عملی گرفته شود: به دلایل اقتصادی نمی توان از قابلیت اطمینان بالای ایستگاه کمپرسور با استفاده از یک ذخیره بارگذاری مشترک اطمینان حاصل کرد. بیشترین تأثیر با رزرو عنصر به عنصر [ 1, 2, 3, 6].

با مقایسه انواع افزونگی با ذخیره بارگیری شده و تخلیه شده، می توان متوجه شد که با وجود یکسان بودن همه موارد دیگر، سیستمی با ذخیره بارگیری نشده قابل اعتمادتر از سیستمی با ذخیره بارگیری شده است.

سازماندهی یک ذخیره در سطح کامپیوتر و CS

افزونگی در سطح کامپیوتر. در سخت افزار کامپیوتر همه منظوره، افزونگی در سطوح مختلف رخ می دهد. در سطح کامپیوتر، افزونگی شامل در دسترس بودن است تعداد زیادیماشین هایی از همان نوع که برای حل وظایف محول شده ضروری است. در این مورد، قابلیت اطمینان سیستم برای سیستم‌های با افزونگی لغزشی ارزیابی می‌شود. در مورد رایانه های عمومی، توصیه می شود از عملکرد تمام پردازنده های موجود استفاده کنید. سپس مشخص کردن ویژگی سیستم از طریق عملکرد مؤثر سیستم راحت تر است.

جایی که P من- بهره وری (تعداد وظایف انجام شده توسط ماشین در واحد زمان)منماشین ام؛

n- تعداد ماشین های موجود در سیستم؛

به من - فاکتور در دسترس بودنمنماشین.

اگر سیستم های کامپیوتری جداگانه از طریق آداپتورهای بین کانال ها برای دستگاه های جانبی، از طریق یک میدان حافظه مشترک یا به روشی دیگر، یک CS چند ماشینی (چند پردازنده) تشکیل دهید، سپس عملکرد موثر چنین سیستمی را انجام دهید.

,

جایی که متر - تعداد حالت های سیستم؛

پی جی - احتمال وجود سیستم j -ام حالت;

پ j- عملکرد سیستم در j -ام حالت.

احتمال پی جیبا روش زنجیره مارکوف تعیین می شود. از آنجایی که پیکربندی چنین سیستم هایی می تواند بسیار متفاوت باشد، برای ارزیابی احتمال حفظ اتصال سیستم، باید از روش هایی برای محاسبه قابلیت اطمینان سیستم هایی با ساختار پیچیده، به عنوان مثال، روش حداقل مسیرها و مقاطع استفاده کرد.

افزونگی در سطح دستگاه ... در سطوح پایین سلسله مراتب ساختار در کامپیوترهای جهانیافزونگی در سطح دستگاه های جانبی (PU) رخ می دهد. برای حل مشکلات، حداقل تعداد معینی PU مورد نیاز است.

افزونگی در سطح کد - کامپیوترها از کدهای تشخیص و تصحیح خطا برای بهبود قابلیت اطمینان RAM و ROM استفاده می کنند. استفاده از این کدها امکان تصحیح تعداد معینی از خطاها در کانال های انتقال یا بازیابی اطلاعات را در صورت خرابی برخی سلول های RAM و ROM یا تراک ها (یعنی تقویت کننده های خواندن و نوشتن) در درایوهای دیسک مغناطیسی ممکن می سازد. قابلیت اطمینان چنین دستگاه هایی به عنوان قابلیت اطمینان سیستم های ذخیره کشویی اضافی ارزیابی می شود.

افزونگی در کامپیوترهای تخصصی و کنترلی ... در ماشین‌های تخصصی و به‌ویژه در ماشین‌های کنترلی، افزونگی به‌دلیل الزامات بالا برای قابلیت اطمینان اینگونه سیستم‌ها، بسیار بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در سطح کامپیوتر و گاهی در سطح نرم افزار از سه گانه سازی استفاده می شود. همچنین سیستم هایی وجود دارند که در آنها از چندین ماشین پشتیبان استفاده می شود. به منظور بهبود قابلیت اطمینان، برخی از آنها می توانند در حالت ذخیره بارگذاری شده و برخی در حالت بدون بار کار کنند. با این حال، پشتیبان گیری در سطح کامپیوتر مقرون به صرفه ترین نیست. برای افزایش قابلیت اطمینان و در عین حال محدود کردن جرم، هزینه و ابعاد کلی ایستگاه کمپرسور، افزونگی دستگاه‌های دستگاه جداگانه با خاموش کردن یا استفاده از چندین ذخیره بارگیری یا تخلیه‌شده استفاده می‌شود. برای افزایش قابلیت اطمینان حیاتی ترین گره ها، از منطق سه گانه یا درهم آمیزی استفاده می شود (به عنوان یک مدار منطقی اضافی نشان داده می شود، جایی که خطاهای یک لایه در همان یا لایه بعدی عناصر منطقی تصحیح می شوند).

همه روش‌های افزونگی در نظر گرفته شده در CS به افزونگی غیرفعال اشاره دارند، زیرا پیکربندی مجدد سیستم را فراهم نمی‌کنند. روش‌های افزونگی برای پیکربندی مجدد خودکار سیستم در سیستم‌های کامپیوتری تحمل‌پذیر خطا (OCS) استفاده می‌شوند. OCS از ابزارهای تشخیص، بومی سازی خرابی و ابزارهای پیکربندی مجدد استفاده می کند.

خرابی ها در ACS با استفاده از ابزارهای کنترل شناسایی می شوند و با استفاده از ابزارهای تشخیصی محلی سازی می شوند و با پیکربندی مجدد خودکار سیستم برطرف می شوند. پیکربندی مجدد شامل بازسازی ساختار امکانات محاسباتی به گونه‌ای است که بخش‌های ناموفق آن از مشارکت در کار حذف شوند.

سوالات و وظایف تست

1. رزرو چیست؟

2. چه نوع افزونگی ساختاریافته به طور گسترده در عمل استفاده می شود؟

3. پشتیبان گیری دائمی (به اشتراک گذاشته شده) چیست؟

4. ارزش نرخ افزونگی هنگام کپی کردن چقدر است؟

5. یک مثال از ذخیره ترکیبی عناصر CT را بیاورید؟

6. یک نمودار ساختاری از قابلیت اطمینان یک دستگاه متشکل از چهار عنصر اصلی که طبق یک طرح افزونگی جداگانه با ذخیره بارگذاری شده (متر = 1).

7. UBR در صورت رزرو اکثریت چگونه ارزیابی می شود؟

8. از رزرو پویا بیشتر در کجا استفاده می شود؟

9. قابلیت اطمینان ساختاری دستگاه CS متشکل از 4 عنصر اصلی را که طبق طرح افزونگی عمومی با ذخیره بارگذاری شده درمتر = 2.

10. تحت چه روشی از افزونگی دستگاه های آی سی، دستگاه های سوئیچینگ (سوئیچ) همیشه وجود دارند؟

ادبیات: 1،2،3،5،6، 7.

بسیاری از مردم می دانند سیستم های مختلفایجاد تصاویر دیسک و کپی رزرو کنیدداده هایی مانند Acronis True Image، Pagaron Drive Backup، Ghost، Time Machine برای رایانه های سازگار با مک و غیره. مایکروسافت همچنین یک سیستم پشتیبان گیری از داده ها را در سیستم عامل های خود پیاده سازی کرده است که هم برای کاربران عادی و هم برای کاربران عادی در دسترس است. مدیران سیستم... قبل از انتشار سیستم عامل ویندوز ویستامایکروسافت به کاربران NTBackup و System Restore را پیشنهاد داد که دارای ایرادات زیادی بود. با انتشار ویندوز ویستا و انتقال به فرمت ذخیره سازی تصویر VHD، امکان تهیه نسخه پشتیبان از داده ها و ایجاد تصاویر سیستم عامل با استفاده از مجموعه جدیدی از ابزارهای کمکی برای آسان تر شد. نام ویندوزپشتیبان گیری و بازیابی. پس از عرضه سیستم عامل های جدید، این جزء بهبود یافته و اصلاح شده است. در این مقاله به آنچه که مایکروسافت برای پشتیبان گیری از اطلاعات در سیستم عامل ویندوز 8 اخیراً منتشر شده به کاربر نهایی ارائه می دهد خواهیم پرداخت.اما ابتدا اجازه دهید به طور خلاصه در مورد انواع اصلی پشتیبان گیری که در محصولات متعدد از شرکت های مختلف پیاده سازی شده اند صحبت کنیم.

انواع پشتیبان گیری

پشتیبان گیری بسته به وظایفی که قبل از اجرای آن تنظیم می شود به انواع مختلفی تقسیم می شود. نرم افزار... در برخی موارد، کاربران فقط نیاز به ایجاد کپی از فایل های مهم ذخیره شده روی دیسک دارند، در برخی دیگر - برای ایجاد تصاویر کامل از سیستم عامل با قابلیت بازگرداندن تمام تغییرات قبلی. در عین حال، به مدیران سیستم امکان ذخیره مرکزی پشتیبان‌گیری داده می‌شود که کنترل نسخه‌های پشتیبان و بازیابی سیستم‌ها را در صورت نیاز آسان‌تر می‌کند. به طور طبیعی، بسته به نوع انتخاب شده پشتیبان، از یک یا آن الگوریتم برای مقایسه و ذخیره فایل ها استفاده می شود - یا بایت به بایت یا بخش به بخش کپی از منبع داده، زمانی که اطلاعات دقیقاً در رسانه پشتیبان ثبت می شود. . برای بازیابی فایل‌ها و داده‌ها، می‌توان از عملکردهای سیستم‌های فایلی که از ژورنال و ثبت تغییرات پشتیبانی می‌کنند نیز استفاده کرد - ابتدا یک عکس فوری کامل از سیستم فایل تهیه می‌شود و اگر فایل‌های فردی به‌عنوان تغییر علامت‌گذاری شده باشند، در صورت لزوم از داده‌ها نسخه پشتیبان تهیه می‌شود. سیستم‌های فایل با کنترل نسخه پیشرفته برای این مورد مناسب‌تر هستند، زیرا فضای ذخیره‌سازی قابل توجهی در رسانه پشتیبان ذخیره می‌کنند. علاوه بر ایجاد پشتیبان‌گیری سنتی از فایل‌هایی که در حال حاضر استفاده نمی‌شوند، الگوریتم‌های پشتیبان‌گیری بلادرنگ نیز وجود دارد. در این حالت، پشتیبان گیری حتی زمانی که فایل در هر برنامه ای باز است، انجام می شود. این امکان از طریق استفاده از عکس های فوری از سیستم های فایل به دست می آید و به طور فعال، به عنوان مثال، در سیستم های مجازی سازی برای کار با درایوهای دیسک مجازی استفاده می شود. فرآیند پشتیبان گیری از داده ها می تواند به روش های مختلفی انجام شود. بیایید رایج ترین آنها را در نظر بگیریم.

شبیه سازی پارتیشن ها و ایجاد تصاویر

کلونینگ یعنی کپی کردن یک پارتیشن یا پارتیشن های روی دیسک با تمام فایل ها و دایرکتوری ها و سیستم های فایلبه یک رسانه پشتیبان، یعنی ایجاد یک کپی کامل از داده ها در یک رسانه دیگر. ایجاب می کند تعداد زیادیفضای روی رسانه پشتیبان، اما در عین حال به شما امکان می دهد تا کامل ترین نسخه پشتیبان را از یک رایانه شخصی یا دیسک داده جداگانه بدست آورید. همچنین، باید به شبیه سازی سیستم در قالب یک تصویر خاص - یک درایو مجازی، یعنی یک فایل جداگانه، که می تواند شامل چندین پارتیشن دیسک باشد. چنین تصویری را می توان با استفاده از خود سیستم عامل ایجاد کرد. این امکان را به شما می دهد که مقدار داده را کاهش دهید، و همچنین توانایی کار با آن را مانند یک دیسک معمولی یا اتصال آن به ماشین های مجازی، که انتقال سیستم عامل ها را از یک سرور یا کامپیوتر به سرور دیگر ساده می کند. امروزه تصاویر مجازی به دلیل انعطاف پذیری اتصال و همچنین انتقال آسان از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر در حال افزایش است. به عنوان یک قاعده، شبیه سازی یا ایجاد یک تصویر برای پشتیبان گیری بسیار نادر است، زیرا فضای اشغال شده است یک نسخه پشتیبان، بسیار بزرگ رویه‌های مشابه در بیشتر موارد برای ایجاد یک کپی از سیستم عامل با همه فایل‌ها و نه پشتیبان‌گیری از داده‌های فردی روی دیسک استفاده می‌شود. برای پشتیبان گیری از داده های کاربر که اغلب تغییر می کنند یا در کار استفاده می شوند، معمولاً از نوع دیگری از پشتیبان گیری استفاده می شود - پشتیبان گیری کامل فایل.

پشتیبان گیری کامل فایل

این نوع از پشتیبان گیری شامل ایجاد نسخه های تکراری از همه فایل ها در رسانه است. روش ساده- کپی کردن از یک مکان به مکان دیگر پشتیبان گیری کامل از فایل، به دلیل طولانی بودن فرآیند، معمولاً خارج از ساعات کاری به دلیل حجم بسیار زیاد داده انجام می شود. این نوع رزرو به شما امکان می دهد پس انداز کنید اطلاعات مهم، اما به دلیل طولانی بودن زمان پشتیبان گیری، برای بازیابی اطلاعات با تغییر سریع چندان مناسب نیست. توصیه می شود حداقل هفته ای یک بار کپی کامل فایل را انجام دهید و حتی بهتر است آن را با سایر انواع کپی فایل: دیفرانسیل و افزایشی جایگزین کنید.

افزونگی دیفرانسیل

پشتیبان‌گیری‌های دیفرانسیل فقط فایل‌هایی را کپی می‌کنند که از آخرین نسخه پشتیبان کامل تغییر کرده‌اند. این به شما این امکان را می دهد که میزان داده های موجود در رسانه پشتیبان را کاهش دهید و در صورت لزوم، روند بازیابی اطلاعات را تسریع کنید. از آنجایی که پشتیبان‌گیری دیفرانسیل معمولاً بسیار بیشتر از پشتیبان‌گیری کامل انجام می‌شود، بسیار مؤثر است زیرا به شما امکان می‌دهد آخرین داده‌های تغییر یافته را بازیابی کنید و تاریخچه تغییرات فایل را از زمان پشتیبان‌گیری کامل پیگیری کنید.

پشتیبان گیری افزایشی

پشتیبان گیری افزایشی کمی با نسخه پشتیبان دیفرانسیل متفاوت است. این بدان معناست که در اولین راه‌اندازی، فقط از فایل‌هایی پشتیبان‌گیری می‌شود که از آن زمان تغییر کرده‌اند آخرین باریک نسخه پشتیبان کامل یا دیفرانسیل در حال انجام بود. پشتیبان‌گیری‌های افزایشی بعدی فقط فایل‌هایی را اضافه می‌کنند که نسبت به نسخه پشتیبان قبلی تغییر کرده‌اند. در این صورت فایل های تغییر یافته یا جدید جایگزین فایل های قدیمی نمی شوند، بلکه به طور مستقل به رسانه اضافه می شوند. البته در این حالت تاریخچه تغییرات فایل با هر مرحله از پشتیبان گیری افزایش می یابد و فرآیند بازیابی اطلاعات برای این نوع پشتیبان گیری بسیار بیشتر طول می کشد، زیرا لازم است کل تاریخچه تغییرات فایل به صورت مرحله به مرحله بازیابی شود. گام. با این حال، با پشتیبان گیری دیفرانسیل، فرآیند بازیابی ساده تر است: نسخه اصلی بازیابی می شود و آخرین داده های پشتیبان دیفرانسیل به آن اضافه می شود.

بسیاری از بسته‌های نرم‌افزاری افزونگی از انواع مختلفی از افزونگی استفاده می‌کنند و اغلب آنها را برای کارآمدتر بودن و صرفه‌جویی در فضا ترکیب می‌کنند. سیستمیک برنامه های کاربردی ویندوز، که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت، همچنین از انواع مختلف پشتیبان گیری استفاده می کند که به شما امکان می دهد بسته به شرایط به صورت پویاتر و سریع تر داده های کاربر را بازیابی کنید. برای اتاق عمل سرور سیستم های ویندوزابزارهای بازیابی بیشتری نسبت به سیستم عامل های دسکتاپ ویندوز موجود است، اما در اینجا فقط مواردی را در نظر می گیریم که برای کاربران عادی در دسترس هستند. علاوه بر این، برای نسخه های مختلف ویندوز، مجموعه قطعات متفاوت است که به دلیل تقسیم سیستم عامل ها به شرکتی و خانگی است. برای سیستم عامل های ویندوز، دو ابزار اصلی برای پشتیبان گیری از داده ها وجود دارد که در نوع پشتیبان گیری متفاوت است.

پشتیبان گیری و بازیابی ویندوز

کامپوننت Windows Backup And Restore از زمان عرضه سیستم عامل ویندوز ویستا در دسترس کاربران قرار گرفت و مسئولیت ایجاد یک نسخه پشتیبان کامل از سیستم عامل با گزینه پشتیبان گیری افزایشی را بر عهده دارد. با انتشار سیستم عامل ویندوز 8، این کامپوننت نام خود را به Windows 7 File Recovery تغییر داد. اگرچه چیزی از عملکرد خود را از دست نداده است، اما مایکروسافت استفاده از ابزار جدید File History را برای پشتیبان گیری از داده ها توصیه می کند که در سیستم عامل های Windows 8 و Server 2012 گنجانده شده است، اما کمی بعد در مورد آن صحبت خواهیم کرد. پشتیبان گیری و بازیابی ویندوز به شما امکان می دهد یک نسخه پشتیبان کامل خودکار در رسانه های قابل جابجایی ایجاد کنید. دیسک های نورییا به یک مکان خاص در یک سرور راه دور.

ویژگی دوم فقط برای نسخه های خاصی از ویندوز 7/8 در دسترس است، زیرا به عنوان راه حلی برای مدیران فناوری اطلاعات شرکت ها قرار می گیرد. یک نسخه پشتیبان کامل از سیستم در صورت استفاده از این مؤلفه، نه تنها ذخیره فایل‌های کاربر را فرض می‌کند، بلکه توانایی ایجاد تصویری از کل سیستم عامل و پشتیبان‌گیری از دیسک‌های رایانه را نیز در نظر می‌گیرد. کاربر همچنین می‌تواند یک تصویر سیستمی منحصراً ایجاد کند، که بعداً می‌تواند نه تنها در رسانه جدید این رایانه حذف شود، بلکه به عنوان دیسک مجازیدر سیستم های مجازی سازی در صورت استفاده از این مؤلفه، کاربر می‌تواند پوشه‌هایی را که نیاز به پشتیبان‌گیری دارند و همچنین درایوهای سیستمی که باید با یک نسخه پشتیبان کامل ذخیره شوند را مشخص کند. هنگام پشتیبان‌گیری از فایل‌های کاربر، Windows Backup And Restore از پشتیبان‌گیری افزایشی داده‌ها برای دریافت عکس‌های فوری بیشتر از فایل‌ها در مقاطع زمانی مختلف استفاده می‌کند. به طور معمول، یک نسخه پشتیبان کامل در هفته یک بار انجام می شود و نه تنها شامل تهیه نسخه پشتیبان از فایل های کاربر، بلکه ایجاد یک تصویر سیستم و کپی کردن داده ها برای نقاط بازیابی مؤلفه Windows System Recovery نیز می شود. فرآیند بازیابی فایل های کاربر می تواند مستقیماً از سیستم عامل انجام شود - برای اکثر کاربران بسیار ساده و ساده است. بازیابی سیستم در صورت خرابی جدی را می توان با استفاده از ابزارهای داخلی انجام داد بازیابی ویندوز... برای انجام این کار، یا باید یک دیسک بازیابی ویژه جدید ایجاد کنید یا از تصویر نصب سیستم عاملی که قبلاً روی رایانه شخصی نصب شده است استفاده کنید. وقتی در حالت بارگذاری می شود بازیابی ویندوزبازیابی به کاربر امکان انتخاب حالت های بازیابی زیر را می دهد: بازیابی فایل، رفتن به یک نقطه بازیابی خاص، استخراج یک تصویر پشتیبان از سیستم در درایو اصلی سیستم. در این مورد، داده های بازیابی را می توان از رسانه های نوری، حافظه خارجی یا داخلی و همچنین از ذخیره سازی شبکه گرفته شد. نسخه سیستم عامل در این مورد نقشی ندارد. افسوس، با وجود این واقعیت که Windows Backup And Restore یک جزء نسبتاً قدرتمند و راحت سیستم عامل است، مایکروسافت گفت که طبق تحقیقات، 5٪ از کاربران در بهترین حالت از این ابزار استفاده می کنند. در همین راستا، مایکروسافت برای پشتیبان گیری آسان تر و کارآمدتر از اطلاعات، نسل بعدی پشتیبان گیری سیستم را برای کاربران توسعه داده است. فایل ویندوزتاریخ.

تاریخچه فایل ویندوز

Windows File History، جزء جدید سیستم عامل های Windows 8 و Server 2012، به نوعی جایگزین نسخه قبلی خود - Windows Backup And Restore می شود. در نظر گرفته شده است که تنها نسخه پشتیبان‌گیری از فایل‌های افزایشی را جایگزین کند، در حالی که تصویربرداری سیستم و پشتیبان‌گیری کامل فقط با با استفاده از ویندوز 7 بازیابی فایل Windows File History از ابتدا طراحی شده است تا یک راه حل مناسب و کاربردی برای کاربرانی باشد که به روشی شفاف برای پشتیبان گیری از داده های مهم خود نیاز دارند. هنگام توسعه این ابزار، توجه ویژه ای به سهولت اولیه سازی فرآیند، همراه با امکان راحت و مشاهده سریعتمام داده های ذخیره شده فرآیند پشتیبان گیری با کمک ابزار جدید برای کاربر در حالت خودکار مورد توجه قرار نمی گیرد و نیازی به اقدامات اضافی از او ندارد. لازم به ذکر است که رزرو اصلاح شده توسط دستگاه های شبکه، که کار با فایل های ذخیره شده را در صورت استفاده آسان و راحت می کند اتصالات تلفن همراهیا کانال های ارتباطی ضعیف

ابزار Windows File History بر اساس بخشی از عملکرد اصلی Windows Backup And Restore بود که در آن بخش بصری مسئول ارائه داده‌های کاربر ذخیره‌شده دوباره کار می‌شد. داده‌های ذخیره‌شده قبلی را اکنون می‌توان از آن مشاهده کرد مدیر فایل Windows Explorerبا استفاده از یک برگه تاریخچه جداگانه. این به شما امکان می دهد به سرعت پیدا کنید فایل های مورد نیازو آنها را در هر مکانی از سیستم بازیابی کنید. با وجود این واقعیت که فرآیند پشتیبان گیری بر اساس یک نسخه پشتیبان افزایشی است، هنگام کار با آن، هیچ تصوری وجود ندارد که این یک نسخه پشتیبان باشد، بلکه تاریخچه ایجاد، اصلاح یا حذف فایل های کاربر است که در هر زمان در دسترس است. این رویکرد برای پشتیبان‌گیری از داده‌ها مطمئناً برای اکثر کاربران بی‌تجربه مناسب است، زیرا استفاده از این فرآیند راحت‌تر و راحت‌تر از کار با Windows Backup And Restore است.

می‌توانید از رسانه‌های نوری، درایوهای خارجی یا فضای ذخیره‌سازی متصل به شبکه برای پشتیبان‌گیری از داده‌ها با استفاده از تاریخچه فایل ویندوز استفاده کنید. البته، ذخیره داده ها در رسانه های نوری بیشتر ادای احترام به سنت است تا یک روش واقعی برای استفاده از پشتیبان گیری افزایشی، زیرا داده ها اغلب می توانند تغییر کنند. بهترین انتخاببرای کاربران عادی، پشتیبان گیری در یک درایو خارجی یا داخلی است.

برای سهولت استفاده در ویندوز 8، هر درایو خارجی قابل اتصال را می توان به عنوان یک ابزار پشتیبان با استفاده از تاریخچه فایل ویندوز استفاده کرد. بنابراین، اگر درایو متصل باشد، اکنون یک تب جداگانه در گزینه های منوی کشویی در شروع خودکار وجود دارد که به شما امکان می دهد درایو متصل را به عنوان درایو برای پشتیبان گیری با یک کلیک تعیین کنید. در این حالت، حتی اگر دیسک متعاقباً از سیستم جدا شده باشد، به محض نصب مجدد، پشتیبان گیری از داده ها از سر گرفته می شود. رویکرد مشابهی در مورد پشتیبان گیری از داده ها در ذخیره سازی شبکه استفاده می شود. قطع ارتباط از شبکه محلیبه هیچ وجه بر عملکرد سیستم تأثیر نخواهد گذاشت و زمانی که یک محیط شبکه ظاهر می شود سیستم عاملبه طور خودکار یک چرخه پشتیبان جدید را طبق برنامه شروع می کند. سیستم فعال سازی شفاف توابع ویندوزتاریخچه فایل یک مزیت واقعا بزرگ برای کاربر است.

به طور پیش فرض، پشتیبان گیری از طریق ابزار Windows File History هر ساعت انجام می شود، با این حال، در صورت لزوم، کاربر می تواند فواصل زمانی بین هر پشتیبان گیری از داده ها را انتخاب کند. کاربر این امکان را دارد که فواصل بین رزرو را از 10 دقیقه تا 1 روز تعیین کند. برای تاریخچه فایل ویندوز، تنها یک مکان پشتیبان فعلی را می توان تنظیم کرد، با این حال، اگر چندین درایو را به مکان های پشتیبان اضافه کنید، بسته به در دسترس بودن آنها می توان به طور متناوب از آنها استفاده کرد. این در هنگام استفاده از فضای ذخیره سازی شبکه و یک درایو جداگانه راحت است. به این ترتیب، بسته به پیکربندی فعلی، داده ها در چندین مکان ذخیره می شوند. همچنین، نمی توان به عملکرد انتخاب تعداد عمق کپی های ذخیره شده توجه نکرد. به عنوان مثال، پس از یک یا چند ماه، سیستم می تواند به طور خودکار داده های قدیمی را بازنویسی کند و آنها را با داده های جدید جایگزین کند. این باعث صرفه جویی در فضایی می شود که از داده ها پشتیبان تهیه می شود. علاوه بر این، کاربر می تواند تا 25 درصد از فضای ذخیره سازی را برای پشتیبان گیری از اطلاعات استفاده کند.

ابزار Windows File History به طور پیش فرض از پوشه هایی که اغلب استفاده می شود، یعنی Contacts، Favorites و Desktop، نسخه پشتیبان تهیه می کند. علاوه بر این، رزرو به طور خودکار برای تمام پوشه های کتابخانه های استفاده شده اعمال می شود. کاربر می تواند کتابخانه های داده خود را ایجاد کند، که در واقع پیوندهای نمادین به پوشه های واقعی در رایانه هستند. یعنی اگر کاربر نیاز به رزرو یک پوشه خاص در رایانه شخصی داشته باشد، او نصب ویندوزتاریخچه فایل باید این پوشه را به کتابخانه ها اضافه کنید. علاوه بر این، اگر برخی از پوشه‌ها باید از رزرو حذف شوند، کاربر می‌تواند به‌طور انتخابی تمام کتابخانه‌های کاربر یا مجموعه‌ای از پوشه‌های پرکاربرد را حذف کند. با در نظر گرفتن ادغام فعال با عملکرد ذخیره سازی داده "ابر". Windows Skydriveاستفاده از این سرویس "ابر" می تواند با هدف پشتیبان گیری از داده های مهم کاربر ذخیره شده در "ابر" باشد. برای اینکه چنین بسته نرم افزاری کار کند، فقط باید Skydrive را نصب کنید - پس از آن به طور خودکار به کتابخانه ها اضافه می شود و در صورت لزوم از آن نسخه پشتیبان تهیه می شود. متأسفانه، عملکرد پشتیبان‌گیری از داده‌ها در «ابر» هنوز برای کاربران در دسترس نیست، اما مایکروسافت در حال برنامه‌ریزی است تا در نسخه‌های آینده سیستم‌عامل خود، گزینه خاصی را برای پشتیبان‌گیری از داده‌ها به ذخیره‌سازی «ابر» اضافه کند.

به این ترتیب، سیستم جدیدپشتیبان گیری از تاریخچه فایل ویندوز برای اکثر کاربران عالی است. رابط کاربری ساده و شهودی با قابلیت افزودن و بازیابی سریع فایل‌ها بسیار به یک کاربر مدرن نزدیک‌تر است نسخه پیشینپشتیبان گیری افزایشی در پشتیبان گیری و بازیابی ویندوز.

در این مقاله خواننده را با معنای افزونگی به معنای وسیع این اصطلاح آشنا خواهیم کرد. همچنین انواع آن، ارائه کلی، ارتباط با پدیده های طبیعی و بسیاری موارد دیگر را در نظر می گیرد.

معرفی

افزونگی یک اصل جهانی است که قابلیت اطمینان هر نوع سیستمی را تضمین می کند. این نوع سیستم ها به طور گسترده در طبیعت، فناوری و مهندسی توزیع و استفاده می شوند.

انواع افزونگی عبارتند از:

• شکل سخت افزاری افزونگی، که نمونه بارز آن تکرار است.
• نوع اطلاعات افزونگی، به عنوان مثال، تکنیکی که خطاها را شناسایی و آنها را مرتبط می کند.
• افزونگی موقت، که در روش شناسی یک نوع منطق جایگزین قابل مشاهده است.
• رزرو نوع برنامهتوسط برنامه های معادل عملکردی نشان داده می شود.

سیستم های فنی

طبق تعریف، افزونگی باید به عنوان روشی در نظر گرفته شود که عملکرد و قابلیت اطمینان یک دستگاه یا مکانیزم خاص را افزایش می دهد. و همچنین با کمک این پدیده می توانید با گنجاندن مجموعه ای از عناصر و ارتباطات یدکی، دستگاه را در یک سطح مشخص و ضروری نگهداری کنید. با این حال، این یک اقدام نگهداری اضافی است که علاوه بر آن اعمال می شود.

این مفهوم را می توان هم در یک مفهوم محدود، به عنوان مثال، رزرو بلیط، و هم در یک مفهوم گسترده، به عنوان مثال، استفاده از مکانیسم های پشتیبان در تاسیسات صنعتی مشاهده کرد. با این حال، در هر دو مورد، این راهی برای جلوگیری از نقص های احتمالی در توسعه آینده رویدادها خواهد بود که منجر به نقض یکپارچگی سیستم در دراز مدت می شود. دلیل اصلی نیاز به روش‌های پشتیبان برای حفظ سیستم در حالت عادی، توسط مجموعه‌ای از الزامات برای حالت دیکته می‌شود. ایمنی صنعتی... رزرو همچنین در تجهیزاتی که برای کشتی های نظامی در نظر گرفته شده است از اهمیت بالایی برخوردار است.

با کمک این پدیده، ایمنی نیروگاه های هسته ای که در سطحی با جداسازی فیزیکی و انواع تجهیزات طراحی شده برای اجرای مهم ترین اصول یک اشکال واحد طراحی شده اند، تضمین می شود.

سیستم‌های ایمنی برای تأسیسات مهمی مانند نیروگاه‌های هسته‌ای دارای یک گزینه افزونگی سه‌گانه هستند. آخرین پروژه های روسیه، اجرا شده در طول ساخت و ساز در PRC، دارای یک رزرو چهارگانه است.

عنصر دستگاه مربوط به سازه های کمینه شده که توانایی آن را برای انجام کار تضمین می کند، اصلی نامیده می شود. عناصر اضافی قطعاتی هستند که هدف آنها اطمینان از عملکرد مکانیزم به دلیل خرابی قطعات اصلی است.

در یک سیستم تکنولوژیکی، افزونگی را می‌توان بر اساس مجموعه‌ای از ویژگی‌ها طبقه‌بندی کرد که عمده‌ترین آنها عبارتند از ارتفاع سطح افزونگی، تعدد، وضعیت عناصر یدکی قبل از راه‌اندازی، توانایی اصلی و یدکی. قطعات با هم کار کنند

خرابی بخشی از سیستم در محصولی که برای ذخیره در نظر گرفته شده است تنها پس از از کار افتادن دستگاه اصلی و تمام اجزای یدکی سیستم رخ می دهد. گروهی از عناصر را می توان زائد نامید که در آن شکست یکی از آنها یا حتی بیشتر منجر به خرابی کل سیستم نمی شود. تمام قسمت های مکانیزم قادر به انجام وظایف خود به انجام آنها ادامه می دهند و کار قطعات یدکی گم شده توسط دستگاه پشتیبان انجام می شود. این روش جایگزینی افزونگی عملکردی نامیده می شود.

با توجه به مقیاس و واحد محاسبه، انواع رزرو زیر متمایز می شود:

• به طور کلی، که در آن ذخیره برای ادامه کار فقط در موارد خرابی کل تأسیسات ضروری است.
• جداگانه، که در آن رزرو بخش های جداگانه شی اتفاق می افتد.
• خصوصی، رزرو گروهی از همان مجموعه عناصر را فراهم می کند.

با تجزیه و تحلیل سیستم های پشتیبان، فرد به این نتیجه رسید که میزان خرابی شی اضافی با افزایش زمان افزایش می یابد. یک سازه غیر زائد همان تأثیر زمان را بر احتمال خرابی مطابق با ساختار اضافی دارد. اما این نشان نمی دهد که عدم وجود خرابی در سیستم و در نتیجه عدم استفاده از سهام می تواند عدم وجود آن را تا لحظه خرابی سیستم توجیه کند. بر اساس درک این پدیده، می‌توان نتیجه گرفت که افزونگی در سیستم‌های مورد نیاز برای عملیات کوتاه‌مدت اعمال می‌شود و سیستم بحرانی باید با استفاده از روش‌های مطمئن دیگر ایمن شود.

مهم است که ویژگی هدف سیستم پشتیبان را در نظر بگیرید. این به دلیل این واقعیت است که روش استفاده می شود سیستم دیجیتالبا یک نوع فعالیت مداوم، برای سیستمی با دستگاه نوع آنالوگ کاربرد کمی خواهد داشت. با توجه به همه اینها، مشکل با ایجاد یک روش پشتیبان گیری برای همه سیستم ها به طور همزمان ایجاد می شود.

روشی برای ارزیابی اثربخشی افزونگی وجود دارد که در آن با استفاده از ضریب افزایش قابلیت اطمینان، شاخص های قابلیت اطمینان نسبت ها محاسبه می شود:

yp = P (t) p / P (t)

γQ = Q (t) / Q (t) p

در چنین محاسباتی، P (t) و Q (t) - امکان عملکرد بدون خرابی و احتمال خرابی سیستم ذخیره را نشان می دهد.

P (t) و Q (t) - ارتفاع احتمال عملکرد بدون خرابی و احتمال وقوع خرابی یک نوع غیر زائد سیستم.

نوع عمومی

در یک رزرو کلی، سهام برای کل سیستم به یکباره ساخته می شود. بسته به روشی که دستگاه پشتیبان معرفی شده است، می توان افزونگی کل را به صورت مداوم و جایگزین در نظر گرفت. در صورت استفاده از یک نوع ذخیره عمومی، دستگاه های یدکی به دستگاه های اصلی متصل می شوند و در کل حالت کار در آنها باقی می مانند.

افزونگی نوع ثابت

رزرو دائمی نوعی از سهام است که در آن نسبتاً وجود دارد مدار سادهساخت و ساز، حتی در صورت خرابی برخی از عناصر، هیچ وقفه ای در کار ایجاد نمی شود.

عیب آشکار یک ذخیره بارگذاری شده افزایش مصرف انرژی و "پیری" عناصر یدکی به همراه موارد اصلی است. در نتیجه، نیاز به جایگزینی عناصر ترکیب اصلی، در دسترس بودن جایگزین و یدکی را تعیین می کند.

تعویض

هنگام رزرو وجه، هر شیئی که بتوان از آن برای از سرگیری عملکرد سیستم در صورت خرابی استفاده کرد، این فرآیند می تواند از طریق جایگزینی رخ دهد.

رزرو از طریق تعویض می تواند توسط یک سیستم نوع اتوماتیک دیگر یا توسط دست انسان انجام شود. در صورت استفاده از مداخله خودکار، لازم است دستگاه انجام کار از اطمینان بالایی برخوردار باشد. استفاده از تعویض دستی عنصر زمان صرف شده برای تعویض را افزایش می دهد. با این حال، هنگام مقایسه عملکرد انسان و ماشین، قابلیت اطمینان بالای یک اپراتور در حال تعویض قطعه را می توان در نظر گرفت.

تقسیم در رزرو

نوع جداگانه افزونگی، معرفی یک ذخیره انفرادی در نظر گرفته شده برای تمام بخش های نوع غیر زائد سیستم را فراهم می کند. به کلی و جایگزین تقسیم می شود. جایگزینی جداگانه با احتمال خرابی در سیستم مشخص می شود تنها در صورتی که خرابی در یک مکان دو بار اتفاق بیفتد. تجزیه و تحلیل های ریاضی به ما نشان می دهد که استفاده از افزونگی تقسیم نرخ بالاتری از قابلیت اطمینان سیستم را ارائه می دهد.

رابطه با زیست شناسی

در زیست شناسی، رزروها را می توان با مشاهده حیوانات ردیابی کرد. به عنوان مثال، ارگانیسمی که در ابتدای زنجیره غذایی قرار دارد، از افزونگی استفاده می کند تا با کمک باروری بالا، تکثیر گونه را به صورت جمع تضمین کند. گیاهخوار، در تعداد غالب موارد، فرزندان بیشتری نسبت به شکارچی دارد.

رزرو یک اقدام احتیاطی است که به طور گسترده توسط بدن ما نیز استفاده می شود. به عنوان مثال می توان به تکثیر اعضای خارجی (دو چشم، دست، گوش و سوراخ بینی) اشاره کرد. با یادآوری اندام های داخلی، غدد جنسی تکراری و کلیه ها می توان اشاره کرد. وجود این پدیده در بدن می تواند مجموعه قابلیت های عملکردی آن را افزایش دهد. چشمان تکراری انسان امکان درک بینایی را به شکل استریوسکوپی فراهم می کند.

علمی که افزونگی را در سیستم های زنده مطالعه می کند بیونیک نامیده می شود.

سیستم های رزرواسیون و سازمانی

در سیستم سازمانی، رزرو حضور یک نهاد قادر به انجام وظایف رئیس کل تأسیسات، پروژه یا بنگاه در زمان غیبت رئیس است. برای این منظور معاونان در سمت های مسئول منصوب می شوند. در بیشتر موارد، چندین معاونت مسئول وظایف مختلف مدیریتی هستند.

سیستم های سازمانی مانند ارتش از مفهوم ذخیره استفاده می کنند که در واقع ذخیره پرسنل است.

نتیجه

رزرو را می توان مترادف کلمه "رزرو" نامید. این پدیده به طور گسترده توسط انواع سیستم های زنده و مکانیزه استفاده می شود و زمینه ساز بسیاری از مهمترین پدیده ها و فرآیندهای زیستی است. روش های زیادی برای انجام عمل مورد نظر وجود دارد که هر کدام ویژگی ها و معنای خاص خود را دارند. افزونگی دارای یک نمودار اندازه غیرمعمول بزرگ از طیف بخش‌هایی از همه موجودات زنده است که می‌تواند به آن گسترش یابد.