Модель неисправностей задаёт не только исходную схему \(\Sigma=\Sigma_1\), но и множество её возможных неисправных состояний \(\Sigma_2,\ldots,\Sigma_s\), возникающих под действием выбранного источника неисправностей. Каждое состояние реализует свою функцию \(f_i\), а состояния с одинаковым функционированием считаются функционально
Повышение надёжности состоит в построении реализации, которая сохраняет требуемое функционирование при заданном классе и числе отказов. Для контактных схем базовыми отказами являются обрыв контакта и его замыкание. Первый делает контакт постоянно непроводящим, второй — постоянно
Что важно запомнить
- Ненадёжная схема рассматривается вместе с моделью допустимых неисправностей.
- Состояния различают по реализуемым функциям. Функционально эквивалентные состояния для контроля неразличимы.
- Обрыв контакта означает постоянную непроводимость, замыкание — постоянную проводимость независимо от управляющей
- Надёжность можно повышать структурной избыточностью, строя схему, эквивалентную исходной после допустимых отказов.
- Коррекция неисправности и контроль неисправности — разные задачи.
Модель множества состояний
Пусть исправная схема \(\Sigma_1\) реализует функцию \(f_1\). Источник неисправностей \(I\) задаёт множество схем \(\Sigma_2,\ldots,\Sigma_s\), которые могут получаться из исходной структуры после допустимых отказов. Каждая \(\Sigma_i\) реализует функцию \(f_i\). Поэтому модель ненадёжной системы описывается исходной схемой, классом допустимых неисправностей и семейством возможных
Если два состояния реализуют одну и ту же функцию, никакой набор входных воздействий не отличит их по выходам. Такие состояния объединяют в один класс функциональной неотличимости.
Типовые неисправности контактной схемы
При обрыве выбранный контакт перестаёт проводить при любых значениях управляющей переменной. При замыкании он проводит
Если отказ меняет множество проводящих путей, меняется и реализуемая функция. Задача повышения надёжности требует добавить такую структурную избыточность, чтобы все состояния из заданного допустимого класса отказов оставались функционально эквивалентны исправной схеме.
Коррекция и контроль
Самокоррекция делает схему устойчивой к заданному числу отказов: после них она продолжает реализовывать исходную функцию. Контроль решает другую задачу: по специально выбранным входным наборам требуется отличить заданные состояния друг от друга. Эти направления связаны общей моделью неисправностей, но не являются синонимами.
Пример простыми словами
Если контакт \(x_i\) исправен, он проводит только при \(x_i=1\). После обрыва он не проводит никогда, а после замыкания проводит и при \(x_i=0\), и при \(x_i=1\). Надёжная конструкция должна быть устроена так, чтобы допустимый отказ элемента не менял функцию проводимости всей схемы.
Частые ошибки
- Говорить о надёжности без явного задания класса допустимых неисправностей.
- Считать физически разные, но функционально эквивалентные состояния различимыми по входам и выходам.
- Отождествлять самокоррекцию с диагностикой: самокоррекция сохраняет работу, диагностика различает состояния.
