Информационная технология моделирования и оценивания надежности СВГ с учетом изменяющихся параметров потоков отказов и восстановлений программных средств

Детальное представление информационной технологии (ИТ) моделирования и оценивания надежности СВГ в виде последовательности информационных потоков и процессов их обработки представлено на рис. 3.29.

В основу ИТ положены процедуры метода математического описания состояний СВГ, построения ВМЦ на основе принципа многофрагментности, модифицированного экспоненциального метода и имитационного моделирования функционирования СВГ, рассмотренных выше. Средства, реализующие процессы ИТ, показаны в нижней части рис. 3.30.

Для реализации процессов формирования требований к надежности СВГ, выбора структуры системы и принятия основных допущений привлекаются эксперты. При типовом проектировании СВГ, структура, параметры и требования к надежности могут определяться на этапе проектирования системы в целом с помощью комплексных программных пакетов, например, ПС «Net Cracker».

Рис. 3.30. Интерфейс программы выбора БММ и ее параметров на основе вариантов изменения интенсивностей отказов и восстановлений ПС

Рис. 3.29. Схема потоков, процессов и инструментальных средств ИТ моделирования и оценки надежности (готовности) СВГ с учетом изменяющихся параметров потоков отказов и восстановлений ПС

Для реализации процессов выбора и регуляризации вариантов изменения параметров потоков отказов и восстановлений ПС и соответственно определения БММ системы можно использовать программу «Выбор БММ».

Для выполнения проектной оценки надежности СВГ и анализа показателей надежности проектируемой системы используются средства, позволяющие оценить надежность с учетом отказов аппаратно-программных средств. В зависимости от учитываемых дефектов, для однофрагментных моделей такую оценку можно выполнить с помощью специализированных программных пакетов, например, ПС «Relex». В случае учета изменения параметров потоков отказов и восстановлений ПС при оценивании надежности осуществляется построение ВМЦ согласно выбранной БММ. Далее производится расчет и исследование СДУ Колмогорова, описывающей построенную ВМЦ. В этих целях предлагается использовать ПС EXPMETH.EXE, интерфейс которой представлен на рис. 3.31. Эта программа используется в практикуме №1.

Рис. 3.31. Интерфейс программы численного решения жестких СДУ модифицированным экспоненциальным методом

Для проектной оценки надежности также можно использовать программу «Имитационная модель». Результатами предварительной оценки надежности, полученными с использованием данной программы, являются количественные значения коэффициента (функции) готовности СВГ с учетом отказов аппаратно-программных средств и изменения параметров потоков отказов и восстановлений ПС. Особенности работы программы и ее входные переменные рассмотрены в практикуме №3.

Рис. 3.32. Интерфейс программы статистического исследования процессов функционирования СВГ методом Монте-Карло

Решение о том, что выбранная модель адекватна, принимают эксперты. Проверку адекватности можно проводить путем сравнения выходных характеристик модели Х^м_вых или предвиденного поведения модели с фактическими характеристиками объекта Х⁰_вых , при изменении значений внешних факторов w_s, а также (при возможности) параметров системы y в широком диапазоне колебаний (рис. 4.9).

Рис.3.33. Информационный процесс проверки адекватности выбранной модели СВГ

В качестве меры адекватности модели выбирают одну из таких величин:

а) абсолютное отклонение ;

б) относительное отклонение ;

в) вероятностная оценка ,

где ε_доп и ε^b_доп – допустимое отклонение, которое задается экспертом и определяет заданную степень адекватности модели, Р_зад – заданная величина вероятности неравенства ε_b ≤ ε_{b доп}. Если величина ε_а превышает ε_доп, или ε_b превышает ε_{b доп}, то это свидетельствует о том, что упущены некоторые важные факторы и модель требует корректировки.

Возможны корректировки концептуальной модели, математической модели и соответственно метода решения.

Корректировка может потребовать проведения дополнительных исследований на объекте, наборе необходимых данных, уточнения набора переменных и структуры модели.

Можно выделить такие варианты корректировок математической модели:

- расширение набора внешних факторов, управляющих переменных и выходных характеристик модели;

- переход от линейных зависимостей f(X,Y,A,w) к нелинейным или повышению степени нелинейности;

- расширение набора ограничений, или их комбинаций.

Корректировка может повторяться многократно до тех пор, пока не будет достигнуто удовлетворительное соответствие между выходными характеристиками объекта и модели. После корректировки процесс оценивания надежности осуществляется с помощью измененной или новой модели.