Системи відповідального призначення (англ. – Safety Critical System – SCS) відіграють ключову роль у критичних сферах діяльності, де необхідна висока безпечність, надійність і безперервність роботи. До таких систем належать військові, космічні, енергетичні, авіаційні, медичні та транспортні комплекси, що функціонують в екстремальних умовах і мають виконувати свої функції незалежно від зовнішніх та внутрішніх впливів. Основними характеристиками таких систем є здатність виконувати свої функції при втраті працездатності їх підсистем чи модулів, можливість адаптації до змінних умов експлуатації та високий рівень захисту від зовнішніх загроз. Об’єктом дослідження, в даній роботі, є відмовостійка система відповідального призначення з мажоритарною структурою. Така система складається з непарної кількості однотипних модулів та мажоритарного елемента. Предметом дослідження є показники безпечності відмовостійкої системи відповідального призначення. В статті представлено методику визначення показників безпечності системи відповідального призначення методом простору стану. Цей метод, на відміну від методів дерев відмов, динамічних дерев відмов, дерев подій та FMEA/FMECA-аналізу, дає змогу враховувати вплив алгоритму поведінки відмовостійкої системи на виникнення аварійних ситуацій і в результаті цього отримувати достовірні кількісні значення показників безпечності. Особливістю методу простору станів є те, що показники безпечності та показники надійності визначаються з єдиної моделі. Це дає змогу встановити вплив конфігурації структури відмовостійкої системи та алгоритму надійнісної поведінки на показники її безпечності, що є неможливим при використанні інших методів аналізу безпечності. Методика проілюстрована на конкретному прикладі системи відповідального призначенння. Для валідації результатів дослідження використано метод аналізу дерев відмов. Розроблена методика формування показників безпечності з підпростору непрацездатних станів дає змогу отримати функції аварійності вімовостійких систем, які є часовими залежностями ймовірності появи мінімальних січень. Функції аварійності, на відміну від мінімальних січень, дають змогу врахувати вплив на показники безпечності особливості алгоритму поведінки відмовостійкої системи при порушеннях працездатності.
[1]. Karmakar, G., Wakankar, A., Kabra, A., Pandya, P. (2023), Development of Safety-Critical Systems, Springer pulished, https://doi.org/10.1007/97
[1]. Knight, J.C. (2002) “Safety critical systems: challenges and directions”, ICSE '02: Proceedings of the 24th International Conference on Software Engineering Pages 547 – 550, https://doi.org/10.1145/581339.581406
[2]. Maurya, A., Kumar, D. (2020) “Reliability of safety-critical systems: A state-of-the-art review”, Quality and Reliablity Engineering Intetnattonal, vol. 36, pp. 2547–2568. https://doi.org/10.1002/qre.2715
[3]. Zhang, M., Cui, C., Liu, S., and Yi, X. (2021) "Reliability technology using FTA, FMECA, FHA and FRACAS: A review," IEEE International Conference on Sensing, Diagnostics, Prognostics, and Control (SDPC), Weihai, China, 2021, pp. 282-291, doi: 10.1109/SDPC52933.2021.9563512.
[4]. Baklouti, N. Nguyen, F. Mhenni, J. -Y. Choley and A. Mlika, (2020) "Dynamic Fault Tree Generation for Safety-Critical Systems Within a Systems Engineering Approach," in IEEE Systems Journal, vol. 14, no. 1, pp. 1512-1522, March 2020, doi: 10.1109/JSYST.2019.2930184.
[5]. Nand Kumar Jyotish, Lalit Kumar Singh, Chiranjeev Kumar, (2023) “Reliability Assessment of Safety-Critical Systems of Nuclear Power Plant using Ordinary Differential Equations and Reachability Graph”, Nuclear Engineering and Design,Volume 412, 2023, 112469, https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2023.112469.
[6]. Ozirkovskyy, L., Volochiy, B., Shkiliuk, O., Zmysnyi, M., & Kazan, P. (2022). “Functional safety analysis of safety-critical system using state transition diagram”, Radioelectronic and Computer Systems, 0(2), 145-158. doi:https://doi.org/10.32620/reks.2022.2.12
[7]. Ruchkov, E., Kharchenko, V., Kovalenko, A., Babeshko, I., & Poroshenko, A. (2020) “Reliability assessment of 2oo3 and 1oo2 redundant structures taking into account the means of information processing and communications. Advanced Information Systems”, 4(4), 77–83. https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.4.11
[8]. Summatta, C., Khamsen, W., Pilikeaw, A., and Deeon, S. (2016) "Design and analysis of 2-out-of-3 voters sensing in electrical power drive system", 13th International Conference on Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), Chiang Mai, Thailand, 2016, pp. 1-4, doi: 10.1109/ECTICon.2016.7561336.
[9]. TopEvent FTA - Fault Tree Analysis Software [https://www.fault-tree-analysis.com]