Funktionelt integritetsdiagram

Functional Integrity Scheme (FIC) er et logisk universelt grafisk middel til strukturel repræsentation af de undersøgte egenskaber af systemobjekter. Beskrivelsen af apparatet med funktionelle integritetsskemaer blev først offentliggjort af A. S. Mozhaev i 1982 [1] . Ved konstruktion implementerer SFC-apparatet [2] [3] [4] alle logikkens algebras muligheder i det funktionelle grundlag "AND", "OR" og "NOT". SFC'er gør det muligt korrekt at repræsentere både alle traditionelle typer af strukturelle diagrammer (blokdiagrammer, fejltræer , hændelsestræer, forbindelsesgrafer med cyklusser) såvel som en fundamentalt ny klasse af ikke-monotoniske (usammenhængende) strukturelle modeller af forskellige egenskaber af systemerne under undersøgelse. På nuværende tidspunkt bruges SFC'er til at bygge blokdiagrammer til beregning af indikatorer for pålidelighed , stabilitet, overlevelsesevne, teknisk risiko og reel systemeffektivitet.

Grafisk apparat af funktionelle integritetsskemaer

SFC danner dets vigtigste grafiske symboler, som omfatter: to typer hjørner (funktionelle og fiktive), to typer rettede kanter ( konjunktiv bue og disjunktiv bue) og to typer bueudgange fra toppunkter (direkte og omvendt ).

Summit

funktionelle
fiktive

Funktionelt højdepunkt . Hovedformålet med funktionelle hjørner er grafisk at udpege et af to mulige udfald af en simpel (binær) tilfældig hændelse forbundet med et element i det undersøgte system. I logiske modeller er resultaterne af binære hændelser repræsenteret af simple logiske variable , og i probabilistiske modeller af sandsynligheder , , som bestemmer deres egne sandsynligheder for simple tilfældige hændelser. $jeg$ $\left\{x_{i},{\bar {x}}_{i}\right\}$ $p_{i}$ ${\displaystyle q_{i}=1-p_{i))$

Eksempler på hændelser repræsenteret af funktionelle noder i FSC kan være:

ikke- svigtende drift af de tekniske midler i det angivne tidspunkt for dets drift (driftstid); $i~,$
svigt af de tekniske midler i den specificerede driftstid;
at træffe (eller ikke træffe) en eller anden beslutning på et bestemt trin af systemstyringen;
korrekt udførelse af operatørens funktioner (eller fejl) i processen eller på et bestemt trin af systemstyringen;
nederlag (eller ikke nederlag) af en genstand ved et fjendens angreb osv.

fiktiv top . Repræsenterer ikke elementer af systemet, er hjælpemiddel, bruges til at lette grafisk repræsentation af komplekse logiske forbindelser og relationer mellem forskellige elementer i systemet.

Afslut

Alle kanter direkte udgående fra toppunktet i FIS er angivet med symbolet . Hver sådan bue kaldes en output- eller integrativ funktion og repræsenterer alle de logiske betingelser for implementering (eller ikke-implementering) af et element af dets funktionelle formål i systemet. $jeg$ $y_{i}$ $y_{i}$ $jeg$

Lige
omvendt

Den direkte udgang af kanten fra toppunktet er en betingelse for implementeringen af outputfunktionen (integrativ) af det tilsvarende element. $y_{i}$
Den omvendte udgang af kanten fra toppunktet er en betingelse for ikke-implementering af output-funktionen (integrativ) af det tilsvarende element ( logisk operator "NOT" ). ${\bar {y}}_{i}$

Rib

disjunktiv
Konjunktiv

En disjunktiv kant i SFC er en linje med en pil for enden, der forbinder et par hjørner. Pilen i slutningen af en disjunktiv kant repræsenterer:

retningen af funktionel underordning mellem hjørnerne af SFC'en forbundet med denne kant;
logisk operator "ELLER" mellem sættet af disjunktive kanter, der kommer ind i samme toppunkt.

En konjunktivkant i SFC er en linje med en prik i enden, der forbinder et par hjørner. Punktet i slutningen af konjunktivribben repræsenterer:

retningen af funktionel underordning mellem hjørnerne af SFC'en forbundet med denne kant;
logisk operator "AND" mellem sættet af konjunktive kanter, der kommer ind i samme toppunkt.

Typiske FTS-fragmenter

Hoved top . Figur 1 viser SFC'ens funktionelle toppunkt, som ikke omfatter en enkelt kant. Sådanne hjørner kaldes hovedspidser. Elementer af systemer repræsenteret i FIS af hovedknuderne anses for at være pålideligt sikret. Dette betyder, at implementeringen af den funktionelle udgangshændelse for hovedspidsen , er fuldstændig bestemt af udførelsen af kun dens egen hændelse , for eksempel den fejlfri drift (egen ydeevne) af systemelementet i hele den specificerede driftstid. Analytisk bestemmes en sådan betingelse af følgende logiske ligning . Denne ligning repræsenterer en situation, hvor udførelsen af et element af dets funktion i systemet realiseres under en enkelt betingelse - dette elements pålidelighed. $y_{i}$ $jeg$ $x_{i}$ ${\displaystyle y_{i}=x_{i))$ $jeg$ $y_{i}$ $x_{i}$
Seriel forbindelse (konjunktiv eller disjunktiv kant) . Figur 2 viser en grafisk repræsentation af den funktionelle underordning af betingelsen for implementering af elementets outputfunktion til to hændelser - den fejlfri drift af selve elementet og implementeringen af elementets outputfunktion , der sikrer driften af elementet. element . Den logiske ligning i dette tilfælde vil have formen: . Denne ligning betyder, at den sekventielle forbindelse af toppunkter i FIS (som i blokdiagrammer og forbindelsesgrafer) repræsenterer et logisk produkt (konjunktion, operation "AND" ) af en elementær hændelse og en funktionel hændelse . I en probabilistisk forstand repræsenterer den sekventielle forbindelse af SFC-hjørnerne en kompleks tilfældig skæringshændelse, det vil sige den samtidige fuldførelse (på et givet tidspunkt eller ved et givet tidsinterval) af alle simple og funktionelle hændelser inkluderet i denne forbindelse. Så hvis vi for eksempel udpeger - en hændelse, der består i fejlfri drift af strømkilden og alle midler til dens transmission til ventilatoren , og - begivenheden med fejlfri drift af selve ventilatoren, så ligningen bestemmer betingelsen for , at systemet implementerer outputfunktionen af ventilationen af objektet som helhed. $y_{i}$ $jeg$ $x_{i}$ $jeg$ $y_{j}$ $j$ $jeg$ ${\displaystyle y_{i}=x_{i}\land y_{j))$ $x_{i}$ $y_{i}$ $x_{j}$ $j$ $jeg$ $x_{i}$ ${\displaystyle y_{i}=x_{i}\land y_{j))$ $y_{i}$
Parallelforbindelse (adskillende kanter) . Figur 3 viser en variant af repræsentation af de organisatoriske relationer mellem funktionerne og forbundet med disjunktiv logik for at sikre implementeringen af systemelementets outputfunktion . Disjunktive organisatoriske relationer i FSC er analoger til parallelle forbindelser i forbindelsesgrafer eller "ELLER" -operatører af fejltræer. For eksempel, hvis og er de fejlfrie driftshændelser for hoved- og backupstrømkilderne, og er den fejlfrie driftshændelse for forbrugeren, der fødes af dem, så bestemmer ligningen betingelserne for implementering af outputfunktionen og bestemmer de fejlfrie driftsbetingelser for dette tre-element kredsløb som helhed. $y_{j}$ $y_{k}$ $y_{i}$ $jeg$ $y_{i}=x_{i}\land (y_{j}\lor y_{k})$ $x_{j}$ $x_k$ $x_{i}$ $y_{i}=x_{i}\land (y_{j}\lor y_{k})$ $y_{i}$
Parallelforbindelse (konjunktivkanter) . Hovedformålet med konjunktive buer i SFC er at give mulighed for at repræsentere sådanne afhængigheder, der kræver samtidig parallel drift af flere elementer, grene eller undersystemer af objektet, der undersøges. De logiske betingelser for implementering af outputfunktionen af systemet vist i figur 4 består således i den fælles (samtidige, parallelle) implementering af funktioner og to forskellige elementer og , som sikrer elementets funktion , såvel som svigtet -fri drift af selve elementet , og vil blive skrevet som følger: . $y_{i}$ $y_{j}$ $y_{k}$ $j$ $k$ $jeg$ $x_{i}$ $jeg$ $y_{i}=x_{i}\land (y_{j}\land y_{k})$
fiktiv top . Figur 5, 6, 7 viser flere typiske muligheder for at bruge toppunkter i SFC. En fiktiv top betragtes som en logisk konstant 1 (sand), det vil sige som en betinget, pålidelig begivenhed. Derfor har de følgende analytiske definition: . De logiske ligninger af outputfunktionerne for fiktive toppunkter adskiller sig kun fra dem for funktionelle toppunkter ved fraværet i notationen af notationen af deres egne logiske variable for fiktive toppunkter . $jeg$ $x_{i}=1,p_{i}=1;\ {\overline {x_{i))}=0,q_{i}=0$ $x_{i}$ $jeg$

Fig.1 Hovedspids
Fig.2 Konjunktion
Fig.3 Disjunktion
Fig.4 Konjunktion
Fig.5 Fiktiv top
Fig.6 Fiktiv top
Fig.7 Fiktiv top

Metode

Udviklingen af SFC, når der udføres en strukturel analyse af systemet, betyder først og fremmest en grafisk repræsentation af de logiske betingelser for implementering af deres egne funktioner af elementer og undersystemer. Således er FIS analytisk ækvivalent med et system af logiske ligninger kompileret ud fra direkte og omvendte output af alle funktionelle, fiktive og multiplicerede hjørner. $y_{i}$ ${\overline {y}}_{i}$

Det andet vigtige aspekt ved konstruktionen og den videre brug af FIS er indikationen af det specifikke formål med modellering - de logiske betingelser for implementeringen af den systemegenskab, der undersøges, for eksempel systemets pålidelighed eller fejl, sikkerhed eller ulykkestilfælde mv.

Ydermere løses systemet af logiske ligninger i henhold til et givet logisk funktionskriterium, det vil sige, at den logiske funktion af systemets operabilitet (FRS) findes.
Brosystemets logiske ligningssystem: Logisk kriterium for vellykket drift: Efter at have løst systemet af logiske ligninger ved en af de kendte metoder, får vi den logiske funktion af systemets ydeevne: Alle konjunktioner i udtrykket for repræsenterer de korteste veje for vellykket drift (KPUF), da ingen af konjunktionerne kan fjernes variabel uden at overtræde betingelserne for implementering af kriteriet . Lad os indstille betingelsen for ubrugelighed (fejl) af brosystemet: . Nu skal den ønskede FRS nøjagtigt og utvetydigt repræsentere forholdene, når brosystemets inoperabilitet (fejl) realiseres. Efter at have løst systemet af logiske ligninger ved en af de velkendte metoder, opnår vi den logiske funktion af systemets funktionsevne: Alle konjunktioner i udtrykket for repræsenterer minimumsfejlsektionerne (MFR), da fjernelse af selv en variabel fra evt. konjunktion overtræder systemfejltilstanden.
${\begin{cases}y_{1}=x_{1}\\y_{2}=x_{2}\\y_{3}=x_{3}\land (y_{1}\lor y_ {5})\\y_{4}=x_{4}\land (y_{2}\lor y_{5})\\y_{5}=x_{5}\land (y_{1}\lor y_ {2})\end{cases}}$
${\displaystyle Y_{s}=y_{3}\lor y_{4))$
$Y_{s}=(x_{1}\land x_{3})\lor (x_{1}\land x_{5}\land x_{4})\lor (x_{2}\land x_ {4})\lor (x_{2}\land x_{5}\land x_{3})$
${\displaystyle Y_{s))$ ${\displaystyle Y_{s))$ $Y_{f}={\overline {Y}}_{s}={\overline {y}}_{3}\land {\overline {y}}_{4}$ $Y_{f}={\overline {Y}}_{s}=({\overline {x}}_{1}\land {\overline {x}}_{2})\lor ({ \overline {x}}_{2}\land {\overline {x}}_{4})\lor ({\overline {x}}_{2}\land {\overline {x}}_{5 }\land {\overline {x}}_{3})\lor ({\overline {x}}_{1}\land {\overline {x}}_{5}\land {\overline {x} }_{fire})$
$Y_{f}$

Eksempler på funktionelle integritetsdiagrammer

Se også

Noter

↑ Mozhaev A. S. Logisk og probabilistisk tilgang til vurdering af pålideligheden af automatiserede kontrolsystemer. St. Petersborg: VMA im. Grechko A. A. Deponeret p / æske A-1420 nr. D047550, 1982. - 24 C.
↑ Musaev A. A., Gladkova I. A. Nuværende tilstand og udviklingsretninger for den generelle logisk-sandsynlighedsmetode til systemanalyse Arkivkopi dateret 31. maj 2011 på Wayback Machine // Proceedings of SPIIRAS. 2010. Udgave. 12. S. 75-96.
↑ Ryabinin I. A., Mozhaev A. S., Svirin S. K., Polenin V. I. Teknologi til automatiseret modellering af strukturelt komplekse systemer Arkiveret kopi af 15. juli 2015 på Wayback Machine // Marine Radioelectronics. 2007. Nr. 3.
↑ Polenin V. I., Ryabinin I. A., Svirin S. K., Gladkova I. A. Anvendelse af den generelle logisk-probabilistiske metode til analyse af tekniske, militære organisatoriske og funktionelle systemer og væbnet konfrontation

Links

Sneve MK, Reka V. Forbedring af de russiske lovgivningsmæssige rammer inden for sikkerhed i dekommissionering og bortskaffelse af radioisotop termoelektriske generatorer Arkiveret 20. oktober 2014 på Wayback Machine // Statens Agentur for Strålingssikkerhed i Norge (Statens stravelern). StralevernRapport 2008:2. - Oslo: LoboMedia AS, 2008 - Bilag B, s. 29-55. — ISSN 0804-4910.
Retningslinjer for udvikling og forberedelse til vedtagelse af udkast til tekniske forskrifter : retningslinjer: godkendt ved bekendtgørelse nr. 78 fra Ministeriet for Industri og Energi i Den Russiske Føderation af 12. april 2006 // Bulletin for teknisk forskrift. - 2006. - Nr. 5 (30). ISSN 1990-5572.