Материал: Моделирование, анализ и оценка надежности информационных систем и технологий. Некравцева Т.А., Толстых Т.О

190

может дать требуемого качества и надежности системы при удовлетворительных затратах всех видов ресурсов на ее создание.

В зависимости от целей и назначения создаваемых ИС находят применение следующие критерии:

"качество-стоимость-время", которые необходимы для комплексной оценки эффективности сложных систем на различных этапах их разработки и эксплуатации(функция эффективности в этом случае составляется с учетом вероятностных, стоимостных, временных и других характеристик системы);

"качество-стоимость", учитывающие качество функционирования, вероятностные характеристики, стоимость ошибок и стоимость самой системы в различных вариантах конструктивно-технологической реализации и эксплуатационных режимов (использование таких критериев позволяет реализовать методы теории игр, теории статистических решений, более полно учесть экономические эффекты);

статистические, которые частично учитывают также и экономические показатели системы.

Критерии типов "качество-стоимость-время" и "качество-стоимость" широко распространены при оценивании проектов, выборе оптимальных вариантов построения ИС. При этом для достижения рационального или оптимального соотношения показателей качества ИС, стоимости и времени ее разработки и внедрения необходимо проведение специальных мероприятий в течении всего жизненного цикла системы.

Надежность как одна из составляющих качества ИС характеризуется совокупностью свойств, определяющих степень пригодности системы для использования по назначению. Следует отметить, что особенностью всех ИС, как автоматизированных систем, является не столько большое число элементов, сколько сложность внутренней структуры, характеризующейся различием обратных связей, резервирования и т.п. В связи с этим возникает задача применение более общих оценок, характеризующих надежность выполнения системой возложенных на нее функций с учетом того обстоятельства, что в ряде случаев отказы отдельных элементов лишь уменьшают возможности, но не делают недопустимым дальнейшее применение данной системы. Таким образом, оценка и обеспечение надежности ИС в настоящее время должны рассматриваться комплексно, как единый процесс, охватывающий весь жизненный цикл системы. При этом, каждой фазе "жизненного цикла" соответствует определенный состав работ и мероприятий, призванных обеспечить надежность ИС.

191

Так, на начальных стадиях жизненного цикла системы выполняются следующие работы:

выбор и обоснование показателей надежности ИС; оценка надежности существующей системы управления объектом;

организация системы сбора и обработки информации о факторах, влияющих на надежность системы.

Выбор и обоснование показателей надежности и установление требований к ним являются, по существу, заключительным этапом процесса формулирования целей и задач системы.

Оценка надежности существующей системы управления объектом заключается в исследовании ее поведения в зоне допустимых значений отдельных параметров с учетом влияния случайных отклонений остальных параметров. При этом для исследуемой системы строится математическая модель, устанавливающая связь между существенно влияющими внутренними, внешними, входными и выходными параметрами. С помощью такого рода модели определяется распределение выходных параметров сечений случайного процесса. Затем по найденным вероятностным характеристикам поведение системы в различные моменты времени формируется количественная оценка качества функционирования с учетом надежностных характеристик ее элементов. С этой целью может быть использован критерий Колмогорова А. Н. .

Успешное проведение работ на первых стадиях "жизненного цикла" системы в значительной степени зависит от состояния системы сбора и обработки информации о факторах, влияющих на надежность. Исходные данные для расчетов и моделирования, полученные в процессе эксплуатации системы, являются своеобразной связью в системе анализа надежности и эффективности.

При разработке технического проекта ИС производятся: формирование, спецификация и анализ требований пользователя к соз-

даваемой системе; предварительное распределение функций между человеком и маши-

ной:

определение требований к надежности системы с учетом человека - оператора;

сбор данных о надежных характеристиках аналогичных систем и комплектующих элементов;

192

разработка (или использование имеющейся) методики оценки надежности и эффективности функционирования разрабатываемой ИС;

ориентировочная оценка надежности и эффективности ИС; выбор и обоснование методов повышения надежности и эффективно-

сти ИС.

Далее осуществляется сбор данных и расчет показателей надежности комплекса технических средств. К таким показателям относятся количество, структуры и формы резервирования. Затем дается ориентировочный расчет надежности различных вариантов структуры ИС (уровни системы, вхождение в контур управления, взаимосвязи элементов системы) и, наконец, разрабатываются рекомендации по обеспечению надежности и эффективности функционирования систем. Сюда можно отнести также меры по обеспечению своевременности и достоверности решения задач в ИС.

Разрабатываются также рекомендации по определению уровня использования программных методов контроля достоверности данных и процедур защиты массивов от несанкционированного доступа. Предусматриваются методы по организации контроля на всех этапах технологического процесса обработки экономической информации и организации надежности работы персонала в системе. Разрабатывается регламент профилактического обслуживания и ремонта технических средств.

Результатом этих работ является разработка документа "Проектная оценка надежности системы".

На стадии разработки рабочей документации производятся: разработка рекомендаций по внедрению системы;

разработка требований по надежности системы при подготовке проекта к внедрению, при этом составляются программы приемосдаточных испытаний ИС на надежность, а также разрабатываются и апробируются режимы обслуживания технических средств и сопровождения задач (комплексов задач) ИС.

При сдаче системы в эксплуатацию совместно с актом приемки могут составляться рекомендации по обеспечению требуемого уровня надежности данной системы, а также организуется сбор данных о надежности в условиях промышленной эксплуатации. Оценка показателей надежности на этой стадии производится аналитическими методами по результатам проведения испытаний.

В процессе формирования ИС осуществляется проверка соответствия выполняемых функций требованиям пользователя в части надежности реали-

193

зованных решений в условиях промышленной эксплуатации, а также разработка рекомендаций по дальнейшему развитию системы. При этом производятся следующие мероприятия по обеспечению надежности:

анализ данных о надежности комплектующих элементов и системы в целом в условиях промышленной эксплуатации;

оценка надежности реализованных структур ИС; сопоставление результатов;

разработка рекомендаций по обеспечению заданного уровня надежности функционирования ИС.

Оценка показателей надежности ИС на заключительной стадии "жизненного цикла" системы производится при помощи обработки статистического материала о результатах эксплуатации системы методами математической статистики.

Таким образом, обеспечения качества и надежности ИС является комплексной задачей, которая должна решаться на всех этапах ее создания и функционирования. Решение такой сложной задачи невозможно без создания системы качества ИС.

Система качества в общем случае представляет собой совокупность организационной структуры, ответственности, процедур, процессов и ресурсов, обеспечивающая осуществление общего руководства качеством в рамках общей функции управления предприятием. Общее руководство качеством включает оперативное планирование, распределение ресурсов и другие систематические действия в области качества, такие, как планирование качества, проведение работ и оценка.

8.4. Формализация анализа и управления качеством

Многочисленность учитываемых свойств, сложность и многообразие действующих причинно-следственных связей и зависимостей, многоуровневый характер исследуемых свойств и учитываемых дефектов определили необходимость формализации анализа и управления качеством.

Анализ качества начинается с выделения основных и вспомогательных показателей и выявления действующих причинно-следственных связей. Важным методологическим принципом такого анализа является моделирование, производимое путем построения так называемой "диаграммы Исикавы". На жаргоне специалистов по управлению качеством эту процедуру иногда называют построением "рыбьего скелета качества". Появления данного на-

194

именования объясняется, по-видимому, формой диаграммы Исикавы, обобщенное представление которой дано на рис. 8.3 .

Материал Станок Измерения

Процесс

Рис. 8.3. Обобщенное представление диаграммы Исикавы, моделирующей факторы и причинно-следственные связи, воздействующие на показатели качества продукции и работ.

При анализе качества, базирующиеся на построение диаграмм Исикавы, последовательно проводится принцип системного подхода, а также обеспечивается учет всех наиболее существенных групп факторов, оказывающих влияние на результативные показатели качества.

Применительно к анализу качества систем и инструментальных средств автоматизации управления и обработки данных можно дать следующее представление диаграммы Исикавы (рис. 8.4).

Рассматривая диаграмму Исикавы, приведенную на рис. 8.4, заметим, что в ней, по существу, моделируются причинно-следственные связи между априорными (абсолютными) и апостериорными (относительными) показателями качества и все они рассматриваются в рамках процесса функционирования системы или инструментального средства при применении по назначению. При этом учитываются:

качество исходной информации, обрабатываемой системой или инструментальным средством;

априорное качество системы или инструментального средства;