Моделирование и обеспечение надежности РЭС

Магистратура 2019/2020

Статус: Курс по выбору (Компьютерные системы и сети)

Направление: 09.04.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Полесский Сергей Николаевич

Прогр. обучения: Компьютерные системы и сети

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 48

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Моделирование и обеспечение надежности РЭС» относится к вариативной части профессионального цикла и читается магистрантам 1 или 2 года обучения. На основе методологии теории надежности изучаются модели и методы оценки и прогнозирования надежности радиоэлектронных средств, в т.ч. расчетные, расчетно-экспериментальные, статистические, а также методы «физики отказов». Рассматриваются способы обеспечения надежности радиоэлектронных средств (резервирование, облегчение режимов работы и др.) и способы обеспечения запасными частями, а также программные средства для расчетной оценки показателей надежности и показателей достаточности комплектов ЗИП. Получают основные навыки в вопросах управления надежностью радиоэлектонных средств. В курсе для магистрантов предусмотрена практическая работа на компьютерах с использованием современных программных средств в области моделирования надежности технических систем.

Цель освоения дисциплины

Целью дисциплины является получение углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе, в области методов обеспечения надежности радиоэлектронных средств и практических навыков их использования для решения научных и инженерных задач.

Планируемые результаты обучения

Освоение принципов надежности производственных систем. Умение определять исходные данные при расчете надежности. Знать виды и содержание испытаний, основные понятия и количественные показатели надежности радиоэлектронных средств.
Освоение методов расчета надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых объектов. Знать основные вопросы эксплуатационной надежности; методику научно-исследовательской деятельности в области обеспечения надежности; методы исследования надежности технических и программных средств; методы и средства компьютерного моделирования отказов элементов, узлов и устройств радиоэлектронных средств;
Изучение модели надежности программного обеспечения и методов расчета программных средств. Освоение программы обеспечения надежности при проектировании и производстве. Уметь эффективно применять типовые программные средства, ориентированные на решение задач расчета надежности и статистической обработки результатов испытаний; формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности, требующие углубленных профессиональных знаний;
Уметь оценивать показатели надежности объектов по экспериментальным испытаниям. Знать основные вопросы эксплуатационной надежности. Приобрести опыт прогнозирования показателей надежности проектируемых систем.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Понятие надежности. Количественные показатели надежности радиоэлектронных средств
Общие вопросы надежности и качества. Особенность изучения курса. Современные организационно-экономические методы управления надежностью. Надежность, как научная дисциплина. Содержание и структура дисциплины. Основные определения теории надежности. Классификация отказов. Количественные показатели надежности систем. Показатели надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых систем. Принципы описания надежности производственных систем. Исходные данные при расчете надежности.
Тема 2. Математические методы в теории надежности. Методы расчета надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых объектов
Основные законы распределения. Потоки случайных событий и их математическое описание. Марковские процессы, дискретные в пространстве и во времени. Матрицы переходных вероятностей. Марковские цепи. Вероятностное моделирование в задачах оценки надежности проектируемых объектов. Общий алгоритм моделирования надежности и область его применения. Решение задач надежности с использованием моделей теории массового обслуживания. Методы расчета надежности проектируемых объектов с дискретным состоянием. Расчет при параллельно-последовательном соединении элементов. Виды резервирования объектов: активное и пассивное резервирование; общее и раздельное резервирование; резервирование с целой и дробной кратностью; резервирование с учетом обрыва и короткого замыкания. Метод путей и сечения. Виды избыточности. Задача оптимального резервирования и методы её решения. Методы расчета и оценки оптимальных комплектов ЗИП.
Тема 3. Расчет надежности радиоэлектронных средств. Обеспечение надежности при проектировании и производстве
Методы расчета надежности нерезервированных систем при внезапных отказах и пуассоновских потоках отказов и восстановлений. Особенности резервирования восстанавливаемых объектов. Резервирование с учетом восстановления ненагруженного, нагруженного и облегченного режимов. Анализ надежности функционирования технических систем с учетом выполнения заданных функций. Особенности надежностных характеристик ЭВМ и вычислительных комплексов. Оценка надежности сетей. Информационная и программная надежность. Модели надежности программного обеспечения (модель Шумана, модель Нельсона и др.) и методы расчета программных средств. Роль программы обеспечения надежности при проектировании и производстве.
Тема 4. Оценка показателей надежности объектов по экспериментальным испытаниям. Основные вопросы эксплуатационной надежности
Параметрические методы расчета надежности передачи информации в автоматизированных системах. Выбросы случайных функций. Пути получения экспериментальных данных об отказах. Значение и виды испытаний на надежность. Построение экспериментальных зависимостей. Выбор типа теоретического распределения наработки на отказ. Оценка параметров теоретических распределений наработки на отказ. Средства обеспечения надежности вычислительных сетей в период эксплуатации. Влияние технического обслуживания на надежность. Обеспечение систем ЗИП. Распределение норм надежности объектов по элементам. Мероприятия по повышению надежности объектов при их проектировании и изготовлении. Формирование требований к надежности вычислительных сетей. Служба надежности. Программа обеспечения надежности. Выбор метода подтверждения выполнения норм надежности.

Элементы контроля

Решение задач_1
Экзамен_1
Решение задач_2
Экзамен_2

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (1 модуль)
0.5 * Решение задач_1 + 0.5 * Экзамен_1
Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.5 * Решение задач_2 + 0.5 * Экзамен_2

Программа дисциплины