Резервирование

Резерви́рование

Эффективный метод повышения надёжности (См. Надёжность) технических устройств посредством введения дополнительного числа элементов и связей по сравнению с минимально необходимым для выполнения заданных функций в данных условиях работы. Элементы минимизированной структуры устройства, обеспечивающей его Работоспособность, называются основными элементами (ОЭ); резервными элементами (РЭ) называются элементы, предназначенные для обеспечения работоспособности устройства в случае Отказа ОЭ. Р. классифицируют по ряду признаков, основные из которых — уровень Р., кратность Р., состояние РЭ до момента включения их в работу, возможность совместной работы ОЭ и РЭ с общей нагрузкой, способ соединения ОЭ и РЭ.

По уровню Р. его подразделяют на общее, при котором резерв предусматривается на случай отказа объекта в целом, и раздельное, при котором резервируются отдельные части объекта (блоки, узлы, элементы); возможно также сочетание общего и раздельного Р. — т. н. смешанное Р. Под кратностью Р. понимают отношение числа РЭ к числу ОЭ устройства. Однократное Р. называется Дублированием. В зависимости от состояния РЭ до момента включения их в работу различают резерв нагруженный, при котором РЭ нагружены так же, как ОЭ, облегчённый, когда РЭ нагружены меньше, чем ОЭ, и ненагруженный, при котором РЭ практически не несут нагрузки. Возможность совместной работы РЭ и ОЭ с общей нагрузкой определяется способностью элементов, одновременно подключенных к нагрузке, не вызывать отказа резервированной группы. Р. зависит также от способа соединения ОЭ и РЭ в составе резервированной группы. При постоянном способе соединения все элементы — и ОЭ, и РЭ — подключены к общей нагрузке в течение всего времени работы устройства. При полупостоянном соединении соединёнными с общей нагрузкой остаются только исправные элементы, а отказавший элемент отключается от неё. При полузамещении в начале работы соединяют с общей нагрузкой лишь исправные ОЭ, а при отказе одного из них подключается РЭ, но отказавший ОЭ не отключается. При замещении в начале работы к общей нагрузке подключены также только исправные ОЭ; если же один из них отказал, то к нагрузке подключается РЭ, а отказавший ОЭ отключается. Отключение отказавших ОЭ и подключение РЭ осуществляется вручную или автоматически; в последнем случае необходимо соответствующее устройство, надёжность которого должна учитываться при проектировании объекта.

На практике возможности применения Р. ограничиваются допустимыми значениями массы, объёма, стоимости или др. параметров резервируемого устройства. Поэтому приходится решать задачу оптимального Р., имеющую два аспекта: обеспечение максимального значения показателей надёжности при заданном значении ограничивающего фактора и обеспечение заданных значений показателей надёжности при минимальном значении ограничивающего фактора.

Рассмотренные виды Р. относятся к так называемому структурному Р., которое является наиболее распространённым. Существуют и др. виды Р., например по нагрузке, временное и т. д.

Лит.: Козлов Б. А., Ушаков И. А., Краткий справочник по расчету надежности радиоэлектронной аппаратуры, М., 1966.

В. Н. Фомин.