ГОСТ 24.701-86. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения (41836)

РАЗРАБОТАН Министерством приборостроения, средств автоматизации и систем управления

ИСПОЛНИТЕЛИ

Ю. Г. Заренин, д-р техн. наук (руководитель темы); О. О. Дымерец;

A. А. Свистельник, канд. техн. наук; Л. О. Хвилевицкий, канд. техн. наук; М. А. Ястребенецкий, д-р техн. наук; С. А. Вилкомир; Ш. А. Киясбейли, канд. техн. наук; Э. И. Владимирский, канд. техн. наук; Т. Г. Иманов;

B. В. Терентьев, канд. техн. наук; Л. Н. Марова; И. Г. Кальман, канд. техн. наук; А. М. Ригин; Е. И. Некрылов, канд. техн. наук; В. Г. Жиганов; М. М. Ар-хангородский, канд. техн. наук; Н. Д. Голубева; В. А. Рахманов, канд. техн. наук; И. И. Андреева

ВНЕСЕН Министерством приборостроения, средств автоматизации и систем управления

Начальник Научно-технического управления Н. И. Гореликов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1986 г. № 850

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1986 г. № 850 срок введения установлен

с 01.07.87

Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые или модернизируемые автоматизированные системы управления (АСУ) всех видов и уровней управления, кроме общегосударственного.

Стандарт устанавливает основные положения по надежности АСУ, номенклатуру основных показателей надежности АСУ, порядок установления требований к надежности АСУ, общий порядок оценки надежности АСУ, состав и Іпорядак проведения работ по обеспечению надежности АСУ.

В справочном приложении 1 приведены термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Обеспечение необходимого уровня надежности требует проведения специального комплекса работ, выполняемых на разных стадиях создания и эксплуатации АСУ.

1.2. При решении вопросов, связанных с обеспечением требуемого уровня надежности АСУ, необходимо учитывать следующие особенности АСУ:

каждая АСУ является многофункциональной системой, функции которой имеют существенно различную значимость и, соответственно, характеризуются разным уровнем требований к надежности их выполнения;

во многих АСУ возможно возникновение некоторых исключительных (аварийных, критических) ситуаций, представляющих сочетание отказов или ошибок функционирования системы и способных привести к значительным нарушениям функционировании объекта управления (авариям);

в функционировании АСУ участвуют различные виды ее обеспечения и персонал АСУ, которые могут в той или иной степени влиять на уровень надежности АСУ;

в состав каждой АСУ входит большое количество разнородных элементов: технических, программных, эргатических и др., при этом в выполнении одной функции АСУ обычно участвуют несколько различных элементов, а один и тот же элемент может участвовать в выполнении нескольких функций системы.

1.3. При решении вопросов надежности АСУ количественное описание, анализ, оценка и обеспечение надежности проводят по каждой функции АСУ в отдельности. В необходимых случаях используют также анализ возможности возникновения в системе аварийных ситуаций, ведущих к значительным техническим, экономическим или социальным потерям вследствие аварии объекта у/правления (или автоматизированного комплекса в целом).

1.3.1. Функции АСУ подразделяют на простые и составные. Для некоторых АСУ возможно построение составной функции наиболее общего вида, отображающей функционирование АСУ в целом.

1.3.2. Перечень функций и видов их отказов, по которым задаются требования к надежности конкретной АСУ, а также критерии этих отказов устанавливает заказчик АСУ по согласованию с разработчиком АСУ и вносит в техническое задание на АСУ (ТЗ на АСУ).

Для установления критериев отказов составляют перечень признаков или параметров, по которым может быть обнаружен факт возникновения каждого отказа, а при необходимости — количественные (критериальные) значения этих .параметров.

1.3.3. Если для некоторой функции АСУ определено несколько видов отказов, существенно различающихся по ^причинам возникновения или ,по вызываемым ими последствиям, то безотказность и ремонтопригодность по этой функции задают отдельно по каждому виду отказов. При этом критерии отказов устанавливают по каждому виду отказов.

1.3.4. Перечень рассматриваемых аварийных ситуаций, по которым задают требования к надежности, составляет заказчик АСУ по согласованию с разработчиком АСУ и вносит в техническое задание на АСУ с указанием, при каких условиях эксплуатации АСУ рассматривают возникновение каждой из приведенных аварийных ситуаций.

Примечание. Аварийные ситуации в системе могут возникать в условиях нормального ее функционирования и вследствие воздействия на систему внешнего экстремального фактора (отключения питания, крупных метеорологических аномалий и пр.).

1.4. Уровень надежности АСУ зависит от надежности и других свойств ее технического обеспечения (комплекса технических средств), программного обеспечения и персонала, участвующего в функционировании АСУ.

1.5. Уровень надежности АСУ зависит от следующих основных факторов:

состава и уровня надежности используемых технических средств, их взаимосвязи в надежностной структуре комплекса технических средств АСУ (КТС АСУ);

состава и уровня надежности используемых программных средств, их содержания (возможностей) и взаимосвязи в структуре программного обеспечения АСУ (ПО АСУ);

уровня квалификации персонала, организации работы и уровня надежности действий персонала АСУ;

рациональности распределения задач, решаемых системой, между КТС АСУ, ПО АСУ и персоналом АСУ;

режимов, параметров и организационных форм технической эксплуатации КТС АСУ;

степени использования различных видов резервирования (структурного, информационного, временного, алгоритмического, функционального;

степени использования методов и средств технической диагностики;

реальных условий функционирования АСУ.

Примечание. Свойства информационного, математического, лингвистического, метрологического, организационного, правового обеспечений АСУ влияют на надежность АСУ только косвенно, через функционирование технических и программных средств и персонала АСУ и поэтому при решении вопросов, связанных с надежностью АСУ, отдельно не учитываются.

1.6. Совокупность технических, программных и эргатичесиих элементов АСУ (технических и программных средств и части персонала АСУ), выделяемая из всего состава АСУ по признаку участия в выполнении некоторой (i-й) функции системы, образует i-ю функциональную подсистему АСУ (ФП АСУ).

Примечание. Если для АСУ сформулирована составная функция наиболее общего вида, то соответствующая ей функциональная подсистема совпадает с системой в целом.

1.6.1. Анализ надежности АСУ в реализации ее функций проводят по каждой ФП АСУ в отдельности с учетом уровня надежности и других свойств, входящих в нее технических, программных и эрратических элементов.

1.6.2. При анализе надежности АСУ необходимо учитывать, что элементы, входящие в ФП АСУ решают задачи взаимной (компенсации некоторых нарушений нормальной работы, предотвращая переход этих нарушений в отказы в выполнении соответствующей функции, либо минимизируя их неблагоприятные последствия.

Примечание. Программное обеспечение функциональной подсистемы АСУ (ПО АСУ) может предотвращать возникновение отказов в выполнении функции АСУ при отказах технических средств функциональной подсистемы (ТС ФП) и ошибках персонала, участвующих в выполнении этой функции (входящих в эту ФП АСУ), либо может обеспечить перевод отказов ФП, ведущих к большим потерям, в отказы другого вида, сопряженные с меньшими потерями. Технические средства ФП могут не допускать перехода определенных нарушений в работе ПО ФП и персонала ФП в отказ выполнения Функции АСУ, либо могут минимизировать последствия отказа. Персонал ФП может эффективно принимать меры к недопущению отказов ФП АСУ при отказах ТС ФП или проявлении сшибок в ПО ФП, либо к снижению потерь от таких отказов (ошибок).

1.7. Выбор состава показателей надежности АСУ производят на основе установленных техническим заданием перечня функций системы, перечня видов их отказов и перечня аварийных ситуаций, по которым регламентируют требования к надежности.

Указания по выбору показателей надежности АСУ по отдельным функциям -и по аварийным ситуациям приведены в разд. 2.

1.8. Требуемые численные значения выбранных показателей надежности АСУ (требования к надежности) устанавливают по определенным критериям на основе анализа влияния отказов АСУ в выполнении ее функций и аварийных ситуаций на эффективность функционирования автоматизированного комплекса (АСУ и объект управления) в целом, а также затрат, связанных с обеспечением надежности.

Примечание. Требования к надежности АСУ вносят в техническое задание на АСУ в соответствии с п. 3.5.

1.9. Оценку надежности АСУ проводят на различных стадиях создания и эксплуатации АСУ-

1.9.1. При разработке АСУ проводят проектную (априорную) оценку надежности системы.

При опытной и промышленной эксплуатации АСУ проводят экспериментальную (апостериорную) оценку надежности системы.

1.9.2. Оценку надежности АСУ производят с учетом надежности КТС АСУ и, при необходимости, с учетом надежности ПО АСУ и действий персонала АСУ.

Необходимость учета надежности ПО АСУ и действий персонала АСУ при оценке надежности АСУ на разных стадиях создания и эксплуатации устанавливают техническим заданием на АСУ.

1.10. Комплекс работ, направленных на обеспечение требуемого уровня надежности конкретной разрабатываемой (модернизируемой) АСУ, определяют при разработке технического задания на АСУ и оформляют в виде «Программы обеспечения надежности АСУ».

Примерный перечень и последовательность выполнения указанных работ приведены в рекомендуемом приложении 2.

1.11. Данные о надежности АСУ вносят в техническую документацию согласно стандартам Единой системы стандартов автоматизированных систем управления.

2. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ АСУ

2.1. В качестве показателей надежности АСУ используют показатели, характеризующие:

надежность реализации функций системы;

опасность возникновения в системе аварийных ситуаций.

2.2. Описание надежности АСУ по функциям (по ФП АСУ) осуществляют:

по отдельным составляющим надежности — единичными показателями;

по нескольким составляющим надежности совместно — комплексным показателям надежности.

Для описания надежности АСУ по непрерывно-выполняемым функциям (Н-функции) и по дискретно-выполняемым функциям (Д-функции) используют различные показатели.

2.3. Описание безотказности и ремонтопригодности АСУ по Н-функциям осуществляют с помощью единичных или комплексных показателей надежности.

2.3.1. Основными единичными показателями безотказности являются:

средняя наработка системы на отказ їв выполнении і-й функции (средняя наработка -на отказ і-й ФП АСУ) — .;

вероятность безотказного выполнения системой і-й функции (вероятность безотказной работы і-й ФП АСУ) в течение заданного времени τ — (τ).

Допускается использовать следующие показатели:

среднюю наработку системы до отказа в выполнении і-й функции (средняя наработка до отказа і-й ФП АСУ) —;

параметр потока отказов системы в выполнении і-й функции (параметр потока отказов і-й ФП АСУ) —Ωi;

интенсивность отказов системы в выполнении і-й функции (интенсивность отказов і-й ФП АСУ) — λi.

2.3.2. Основными единичными показателями ремонтопригодности являются:

среднее время восстановления способности системы к выполнению і-й функции после отказа (среднее время восстановления і-й ФП АСУ) — ;

вероятность восстановления в течение заданного времени τ способности системы к выполнению і-й функции после отказа (вероятность восстановления і-й ФП АСУ за время τ)— FBi (τ).

2.3.3. Комплексными показателями безотказности и ремонтопригодности являются:

коэффициент готовности системы к выполнению i-й функции (коэффициент готовности i-й ФП АСУ) — KГi;

коэффициент технического использования системы по i-й функции (коэффициент технического использования і-й ФП АСУ) — Kт.и i;

Коэффициент сохранения эффективности системы по і-й функции (коэффициент сохранения эффективности і-й ФП АСУ) — KЭФi

2.4. Описание безотказности и ремонтопригодности АСУ по Д-функциям осуществляют с помощью комплексных показателей надежности.

2.4.1. Основным комплексным показателем безотказности и ремонтопригодности системы в отношении выполнения ею і-й Д-функции является вероятность успешного выполнения системой заданной процедуры при поступлении запроса (вероятность успешного выполнения заданной процедуры і-й функциональной подсистемой АСУ)-Li;

Примечание. В ряде случаев показатель Li - может принимать вид коэффициента оперативной готовности системы к выполнению І-й функции (коэффициента оперативной готовности і-й функции (коэффициента оперативной готовности і-й ФП АСУ) —Ко.г i (см. рекомендуемое приложение 3).

2.4.2. Дополнительным комплексным показателем безотказности и ремонтопригодности системы в отношении выполнения ею i-й Д-функции является вероятность успешного выполнения п последовательно поступающих запросов Li - (n).

2.5. Описание надежности АСУ по аварийным ситуациям осуществляют с помощью комплексных показателей надежности.

2.5.1. Показателями надежности АСУ по аварийным ситуациям являются показатели, характеризующие: