Funktionell integritetsdiagram

The Functional Integrity Scheme (FIC) är ett logiskt universellt grafiskt medel för strukturell representation av de studerade egenskaperna hos systemobjekt. Beskrivningen av apparaten för funktionella integritetsscheman publicerades först av A. S. Mozhaev 1982 [1] . Genom konstruktion implementerar SFC-apparaten [2] [3] [4] alla möjligheter för logikens algebra i den funktionella basen "AND", "ELLER" och "NOT". SFC:er låter dig representera både alla traditionella typer av blockdiagram (blockdiagram, felträd , händelseträd, anslutningsdiagram ) korrektmed cykler), såväl som en fundamentalt ny klass av icke-monotona (osammanhängande) strukturella modeller av olika egenskaper hos systemen som studeras. För närvarande används SFC för att bygga blockdiagram för att beräkna indikatorer på tillförlitlighet , stabilitet, överlevnadsförmåga, teknisk risk och verklig systemeffektivitet.

Grafisk apparat för funktionella integritetsscheman

SFC bildar dess huvudsakliga grafiska symboler, som inkluderar: två typer av hörn (funktionella och fiktiva), två typer av riktade kanter ( konjunktiv båge och disjunktiv båge) och två typer av bågeutgångar från hörn (direkt och invers ).

Summit

funktionell
fiktiv

Funktionell höjdpunkt . Huvudsyftet med funktionella hörn är att grafiskt beteckna ett av två möjliga utfall av en enkel (binär) slumpmässig händelse associerad med en del av systemet som studeras. I logiska modeller representeras resultaten av binära händelser av enkla logiska variabler och i probabilistiska modeller av sannolikheter , som bestämmer sina egna sannolikheter för enkla slumpmässiga händelser. $i$ $\left\{x_{i},{\bar {x}}_{i}\right\}$ $pi}$ ${\displaystyle q_{i}=1-p_{i))$

Exempel på händelser som representeras av funktionella noder i FSC kan vara:

icke- felaktig drift av det tekniska organet under den angivna tiden för dess drift (driftstid); $i~,$
fel på de tekniska medlen under den specificerade drifttiden;
fatta (eller inte fatta) något beslut i ett visst skede av systemhanteringen;
korrekt utförande av operatörens funktioner (eller fel) i processen eller i ett visst skede av systemhanteringen;
nederlag (eller inte nederlag) av ett föremål genom ett fiendens anfall, etc.

fiktiv topp . Representerar inte delar av systemet, är hjälpmedel, används för att underlätta grafisk representation av komplexa logiska samband och relationer mellan olika delar av systemet.

Avsluta

Alla kanter direkt utgående från en vertex i FIS betecknas med symbolen . Varje sådan båge kallas en utgångs- eller integrativ funktion och representerar alla logiska villkor för implementering (eller icke-implementering) av ett element av dess funktionella syfte i systemet. $i$ $y_{i}$ $y_{i}$ $i$

Hetero
omvänd

Den direkta utgången av kanten från vertexen är ett villkor för implementeringen av den utgående (integrativa) funktionen av motsvarande element. $y_{i}$
Den omvända utgången av kanten från vertexet är ett villkor för att den utgående (integrativa) funktionen inte kan implementeras av motsvarande element ( logisk operator "NOT" ). ${\bar {y}}_{i}$

Ribb

disjunktiv
Konjunktiv

En disjunktiv kant i SFC är en linje med en pil i änden som förbinder ett par hörn. Pilen i slutet av en disjunktiv kant representerar:

riktningen för funktionell underordning mellan hörnen hos SFC:n som är förbundna med denna kant;
logisk operator "ELLER" mellan uppsättningen av disjunktiva kanter som kommer in i samma vertex.

En konjunktivkant i SFC är en linje med en punkt i slutet som förbinder ett par hörn. Punkten i slutet av det konjunktiva revbenet representerar:

riktningen för funktionell underordning mellan hörnen hos SFC:n som är förbundna med denna kant;
logisk operator "OCH" mellan uppsättningen av konjunktivkanter som kommer in i samma vertex.

Typiska FTS-fragment

Head top . Figur 1 visar SFC:s funktionella vertex, som inte inkluderar en enda kant. Sådana hörn kallas huvudhörn. Element av system som representeras i FIS av huvudnoderna anses vara tillförlitligt säkrade. Detta innebär att implementeringen av den utgående funktionshändelsen för huvudets vertex helt bestäms av att endast dess egen händelse genomförs, till exempel den felfria driften (egen prestanda) av systemelementet under hela den specificerade drifttiden. Analytiskt bestäms ett sådant tillstånd av följande logiska ekvation . Denna ekvation representerar en situation där utförandet av ett element av dess funktion i systemet realiseras under ett enda villkor - detta elements tillförlitlighet. $y_{i}$ $i$ $x_{i}$ ${\displaystyle y_{i}=x_{i))$ $i$ $y_{i}$ $x_{i}$
Seriell anslutning (konjunktiv eller disjunktiv kant) . Figur 2 visar en grafisk representation av den funktionella underordningen av villkoret för att implementera elementets utgångsfunktion till två händelser - den felfria driften av själva elementet och implementeringen av utgångsfunktionen för elementet som säkerställer driften av elementet. element . Den logiska ekvationen i detta fall kommer att ha formen: . Denna ekvation betyder att den sekventiella anslutningen av hörn i FIS (som i blockdiagram och anslutningsgrafer) representerar en logisk produkt (konjunktion, operation "AND" ) av en elementär händelse och en funktionell händelse . I en probabilistisk mening representerar den sekventiella kopplingen av SFC-punkten en komplex slumpmässig händelse av skärning, det vill säga den samtidiga fullbordandet (vid ett givet ögonblick eller vid ett givet tidsintervall) av alla enkla och funktionella händelser som ingår i denna koppling. Så, till exempel, om vi anger - en händelse som består av felfri drift av strömkällan och alla medel för dess överföring till fläkten , och - händelsen av felfri drift av själva fläkten, då ekvationen bestämmer villkoret för att systemet ska implementera utgångsfunktionen för ventilationen av objektet som helhet. $y_{i}$ $i$ $x_{i}$ $i$ $y_{j}$ $j$ $i$ ${\displaystyle y_{i}=x_{i}\land y_{j))$ $x_{i}$ $y_{i}$ $x_{j}$ $j$ $i$ $x_{i}$ ${\displaystyle y_{i}=x_{i}\land y_{j))$ $y_{i}$
Parallellkoppling (avskiljande kanter) . Figur 3 visar en variant av representation av de organisatoriska relationerna mellan funktionerna och , sammankopplade med disjunktiv logik för att säkerställa implementeringen av systemelementets utgångsfunktion . Disjunktiva organisatoriska relationer i FSC är analoger till parallella anslutningar i anslutningsgrafer eller "ELLER" -operatörer av felträd. Till exempel, om och är de felfria drifthändelserna för huvud- och reservkraftkällorna, och är den felfria drifthändelsen för konsumenten som matas av dem, bestämmer ekvationen villkoren för implementeringen av utgångsfunktionen och bestämmer de felfria driftsförhållandena för denna treelementskrets som helhet. $y_{j}$ $y_{k}$ $y_{i}$ $i$ $y_{i}=x_{i}\land (y_{j}\lor y_{k})$ $x_{j}$ $x_k$ $x_{i}$ $y_{i}=x_{i}\land (y_{j}\lor y_{k})$ $y_{i}$
Parallellkoppling (konjunktiva kanter) . Huvudsyftet med konjunktivbågar i SFC är att tillhandahålla möjligheten att representera sådana beroenden som kräver samtidig parallell drift av flera element, grenar eller delsystem av objektet som studeras. Sålunda består de logiska villkoren för implementeringen av utgångsfunktionen hos systemet som visas i figur 4 i den gemensamma (samtidiga, parallella) implementeringen av funktioner och två olika element och , som säkerställer elementets funktion , såväl som felet -fri drift av själva elementet , och kommer att skrivas enligt följande: . $y_{i}$ $y_{j}$ $y_{k}$ $j$ $k$ $i$ $x_{i}$ $i$ $y_{i}=x_{i}\land (y_{j}\land y_{k})$
fiktiv topp . Figurerna 5, 6, 7 visar flera typiska alternativ för att använda hörn i SFC. En fiktiv topp betraktas som en logisk konstant 1 (sant), det vill säga som någon villkorlig, pålitlig händelse. Därför har de följande analytiska definition: . De logiska ekvationerna för utgångsfunktionerna för fiktiva hörn skiljer sig från de för funktionella hörn endast genom avsaknaden i notationen av notationen av deras egna logiska variabler av fiktiva hörn . $i$ $x_{i}=1,p_{i}=1;\ {\overline {x_{i))}=0,q_{i}=0$ $x_{i}$ $i$

Fig.1 Huvudtopp
Fig.2 Konjunktion
Fig.3 Disjunktion
Fig.4 Konjunktion
Fig.5 Fiktiv topp
Fig.6 Fiktiv topp
Fig.7 Fiktiv topp

Metod

Utvecklingen av SFC när man genomför en strukturell analys av systemet innebär först och främst en grafisk representation av de logiska förutsättningarna för implementering av sina egna funktioner av element och delsystem. Således är FIS analytiskt ekvivalent med ett system av logiska ekvationer kompilerade från direkta och inversa utdata från alla funktionella, fiktiva och multiplicerade hörn. $y_{i}$ ${\overline {y}}_{i}$

Den andra viktiga aspekten av konstruktionen och vidare användning av FIS är indikationen av det specifika syftet med modellering - de logiska förutsättningarna för implementeringen av systemegenskapen som studeras, till exempel systemets tillförlitlighet eller fel, säkerhet eller inträffande av en olycka etc.

Vidare löses systemet med logiska ekvationer enligt ett givet logiskt funktionskriterium, det vill säga att den logiska funktionen för systemets funktionsduglighet (FRS) hittas.
Systemet av logiska ekvationer för bryggsystemet: Logiskt kriterium för framgångsrik drift: Efter att ha löst systemet med logiska ekvationer med en av de kända metoderna får vi den logiska funktionen av systemets prestanda: Alla konjunktioner i uttrycket för representerar de kortaste vägarna för framgångsrik drift (KPUF), eftersom ingen av konjunktionerna kan tas bort variabel utan att bryta mot villkoren för implementering av kriteriet . Låt oss ställa in villkoret för inoperabilitet (fel) av brosystemet: . Nu måste den önskade FRS-en exakt och entydigt representera villkoren när brosystemets inoperabilitet (fel) realiseras. Efter att ha löst systemet med logiska ekvationer med en av de välkända metoderna får vi den logiska funktionen av systemets funktionsduglighet: Alla konjunktioner i uttrycket för representerar minimifelsektionerna (MFR), eftersom borttagningen av ens en variabel från valfri konjunktion bryter mot systemets feltillstånd.
${\begin{cases}y_{1}=x_{1}\\y_{2}=x_{2}\\y_{3}=x_{3}\land (y_{1}\lor y_ {5})\\y_{4}=x_{4}\land (y_{2}\lor y_{5})\\y_{5}=x_{5}\land (y_{1}\lor y_ {2})\end{cases}}$
${\displaystyle Y_{s}=y_{3}\lor y_{4))$
$Y_{s}=(x_{1}\land x_{3})\lor (x_{1}\land x_{5}\land x_{4})\lor (x_{2}\land x_ {4})\lor (x_{2}\land x_{5}\land x_{3})$
${\displaystyle Y_{s))$ ${\displaystyle Y_{s))$ $Y_{f}={\overline {Y}}_{s}={\overline {y}}_{3}\land {\overline {y}}_{4}$ $Y_{f}={\overline {Y}}_{s}=({\overline {x}}_{1}\land {\overline {x}}_{2})\lor ({ \overline {x}}_{2}\land {\overline {x}}_{4})\lor ({\overline {x}}_{2}\land {\overline {x}}_{5 }\land {\overline {x}}_{3})\lor ({\overline {x}}_{1}\land {\overline {x}}_{5}\land {\overline {x} }_{fyra})$
$Y_{f}$

Exempel på funktionella integritetsdiagram

Se även

Anteckningar

↑ Mozhaev A. S. Logisk och probabilistisk metod för att bedöma tillförlitligheten hos automatiserade styrsystem. St Petersburg: VMA im. Grechko A. A. Deponerad p / box A-1420 nr D047550, 1982. - 24 C.
↑ Musaev A. A., Gladkova I. A. Nuvarande tillstånd och utvecklingsriktningar för den allmänna logiskt-probabilistiska metoden för systemanalys Arkivkopia daterad 31 maj 2011 på Wayback Machine // Proceedings of SPIIRAS. 2010. Nummer. 12. S. 75-96.
↑ Ryabinin I. A., Mozhaev A. S., Svirin S. K., Polenin V. I. Teknik för automatiserad modellering av strukturellt komplexa system Arkiverad kopia av 15 juli 2015 på Wayback Machine // Marine Radioelectronics. 2007. Nr 3.
↑ Polenin V. I., Ryabinin I. A., Svirin S. K., Gladkova I. A. Tillämpning av den allmänna logiskt-probabilistiska metoden för analys av tekniska, militära organisatoriska och funktionella system och väpnad konfrontation

Länkar

Sneve MK, Reka V. Förbättring av det ryska regelverket inom säkerhetsområdet vid avveckling och bortskaffande av radioisotop termoelektriska generatorer Arkiverad 20 oktober 2014 på Wayback Machine // Statens byrå for strålsäkerhet i Norge (Statens stravelern). StralevernRapport 2008:2. - Oslo: LoboMedia AS, 2008 - Bilaga B, s. 29-55. — ISSN 0804-4910.
Riktlinjer för utveckling och förberedelse för antagande av utkast till tekniska föreskrifter : riktlinjer: godkända genom order nr 78 från Ryska federationens industri- och energiministerium av den 12 april 2006 // Bulletin of teknisk föreskrift. - 2006. - Nr 5 (30). ISSN 1990-5572.