Забезпечення надійності радіоелектронних засобів
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка
Код дисципліни: 6.172.07.E.138
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Теоретична радіотехніка та радіовимірювання
Лектор: Озірковський Л.Д.
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна - здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та практичні проблеми у галузі телекомунікацій та радіотехніки, що характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
загальні компетентності:
- здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
- здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
- знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
- здатність працювати в команді.
- здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
- вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми.
- здатність до системного мислення;
- здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел;
фахові компетентності:
- Здатність вирішувати стандартні завдання професійної діяльності на основі інформаційної та бібліографічної культури із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій і з урахуванням основних вимог інформаційної безпеки.
- Здатність здійснювати комп'ютерне моделювання пристроїв, систем і процесів з використанням універсальних пакетів прикладних програм.
- Здатність використовувати нормативну та правову документацію, що стосується інформаційно-телекомунікаційних мереж, телекомунікаційних та радіотехнічних систем (закони України, технічні регламенти, міжнародні та національні стандарти, рекомендації Міжнародного союзу електрозв'язку і т.п.) для вирішення професійних завдань.
- Здатність проводити розрахунки у процесі проектування споруд і засобів інформаційно-телекомунікаційних мереж, телекомунікаційних та радіотехнічних систем, відповідно до технічного завдання з використанням як стандартних, так і самостійно створених методів, прийомів і програмних засобів автоматизації проектування.
- Уміння моделювати та оптимізувати програмно-апаратні вбудовані системи, ідентифікувати, класифікувати та описувати розроблені моделі.
- Планувати та здійснювати технічне обслуговування і ремонт програмно-апаратних вбудованих систем. Здатність використовувати технології та способи інсталяції і оновлення програмного забезпечення вбудованих систем.
Результати навчання: Знання
ЗН 2. Навички оцінювання, інтерпретації та синтезу інформації і даних;
ЗН 5. Розуміння та дотримання вітчизняних і міжнародних нормативних документів з питань розроблення, впровадження та технічної експлуатації інформаційно-телекомунікаційних мереж, телекомунікаційних і радіотехнічних систем;
ЗН 6. Пояснювати принципи побудови й функціонування апаратно-програмних комплексів систем керування та технічного обслуговування для розробки, аналізу і експлуатації інформаційно-телекомунікаційних мереж, телекомунікаційних та радіотехнічних систем;
ЗН 8. Здатність продемонструвати знання в області методів аналізу надійності та безпечності радіоелектронних і телекомунікаційних систем і мереж.
ЗН 15. Застосовувати знання і розуміння для ідентифікації, формулювання і вирішення технічних задач спеціальності,
використовуючи відомі методи;
УМ 1. Аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні спеціалізованих задач та практичних проблем телекомунікацій та радіотехніки, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умов;
УМ 4. Аналізувати та виконувати оцінку ефективності методів проектування інформаційно-телекомунікаційних мереж, телекомунікаційних та радіотехнічних систем;
УМ 6. Застосування розуміння основних властивостей компонентної бази для забезпечення якості та надійності функціонування телекомунікаційних, радіотехнічних систем і пристроїв;
УМ 7. Застосування розуміння засобів автоматизації проектування і технічної експлуатації систем телекомунікацій та радіотехніки у професійній діяльності;
УМ 9. Знаходити, оцінювати і використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для розв’язання професійних завдань, включаючи відтворення інформації через електронний пошук;
УМ 11. Забезпечувати надійну та якісну роботу інформаційно-комунікаційних мереж, телекомунікаційних та радіотехнічних систем;
УМ 14. Системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування принципово нових ідей;
Комунікація
КОМ 1. Грамотно застосовувати термінологію галузі телекомунікацій та радіотехніки
КОМ 5. Здатність використання різноманітних методів, зокрема інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях.
Автономія і відповідальність
АіВ 1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати рішення;
АіВ 3. Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни
1. Системи передавання інформації
2. Програмно-апаратні засоби в телекомунікац3іях та радіотехніці
3. Аналогова схемотехніка
4. Цифрова схемотехніка
Супутні і наступні навчальні дисципліни
1. Основи проектування програмно-апаратних засобів
2. Моделювання радіоелектронних засобів
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Теорія забезпечення надійності РЕЗ» є важливою ланкою підготовки фахівців спеціальності «Телекомунікації та радіотехніка» і забезпечує підготовку в галузі аналізу, синтезу та оптимізації відмовостійких РЕЗ і систем із заданим рівнем надійності. Дана дисципліна повинна сформувати у майбутнього фахівця розуміння сутності складних систем та ролі надійності, як однієї з визначальних характеристик ефективного функціонування РЕЗ, систем та мереж.
Опис: Тема 1. Предмет і задачі курсу. Поняття надійності радіоелектронних засобів (РЕЗ). Значення надійності в забезпеченні ефективного функціонування РЕЗ. Безпечність РЕЗ. Забезпечення надійності РЕЗ на стадіях проектування, виготовлення та експлуатації.
Тема 2. Нормативна база забезпечення надійності. Основні нормативні документи, які регламентують методи та способи забезпечення надійності. Стандарти України із забезпечення надійності РЕЗ. Міжнародні стандарти: MIL-217, TELCORDIA, FIDES, RIAC, NPRD. Особливості їх використання.
Тема 3. Основні терміни і визначення теорії надійності. Відмови, їх природа і наслідки. Різновиди відмов (раптові, поступові, залежні, незалежні, з післядією і без неї, явні і неявні, стійкі і нестійкі). Поняття надійності РЕЗ. Тривалість роботи до першої відмови. Тривалість роботи до катастрофічної відмови. Характеристики надійності: безвідмовність, ремонтопридатність, придатність до зберігання, довговічність.
Тема 4. Показники надійності РЕЗ. Показники надійності РЕЗ (функція надійності, густина розподілу імовірності часу роботи виробу без відмови, інтенсивність відмов, імовірність відмов). Зв’язок між показниками надійності.
Тема 5. Попередня оцінка надійності РЕЗ. Поняття дерева системи. Декомпозиція РЕЗ на рівні та елементи. Принципи розрахунку інтенсивностей відмов компонентів та підсистем. Врахування навколишнього середовища та умов експлуатації.
Тема 6. Оцінка надійності відмовостійких РЕЗ. Поняття про відмовостійкі РЕЗ. Надлишковість. Різновиди надлишковості. Класифікація резервування систем.
Тема 7. Структурні схеми надійності РЕЗ. Поняття про структурну схему надійності. Послідовно-паралельне з’єднання елементів схеми, редукування структурної схеми надійності. Методика побудови структурних схем надійності РЕЗ.
Тема 8. Аналіз надійності РЕЗ на основі дерев відмов.
Поняття про дерево відмов. Основні елементи та принципи їх застосування. Рівні дерева відмов. Методика побудови дерева відмов. Розрахунок показників надійності РЕЗ за допомогою дерева відмов.
Тема 9. Граф станів і переходів для розрахунку надійності РЕЗ.
Поняття про дискретно-неперервні стохастичні системи. Побудова графу станів і переходів. Побудова системи диференційних рівнянь Колмогорова-Чепмена. Формування показників надійності РЕЗ.
Тема 10. Технічне обслуговування РЕЗ. Поняття про технічне обслуговування. Ремонтопридатність, рівні обслуговування. Стратегії технічного обслуговувані. Показники надійності відновлювальних РЕЗ. Тривалість відновлення. Функція готовності. Коефіцієнт готовності, коефіцієнт простою та коефіцієнт оперативної готовності.
Тема 11. Надійність програмного забезпечення. Основні причини недостатньої надійності програмного забезпечення. Моделі та методи визначення надійності програмного забезпечення. Способи забезпечення надійності програмного забезпечення.
Тема 12. Функційна безпечність РЕЗ. Поняття безпечності. Рівні критичності відмов. Методи аналізу впливу різновидів відмови та критичності їх наслідків. Аналіз впливів відмов на основі FMEA. Методика побудови FMEA для РЕЗ. Зв'язок FMEA та FTA. FMECA, як альтернативний метод аналізу критичності відмов і їх причин.
Тема 13. Автоматизація оцінювання надійності РЕЗ. Різновиди автоматизованого аналізу надійності та безпечності РЕЗ. Програмне забезпечення для автоматизованого аналізу надійності РЕЗ. Програмне забезпечення АSNA. Формалізоване представлення структури і поведінки РЕЗ. Структурно-автоматні моделі. Методика побудови структурно-автоматних моделей. Автоматизована генерація графа станів і переходів.
Методи та критерії оцінювання: Поточний та заліковий контроль. Методи оцінювання знань: вибіркове усне опитування; тести, оцінка активності, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень тощо. Залік – письмове опитування, тестовий контроль
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль - 40балів
Заліковий контроль - 60 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1.Математичні моделі та методи аналізу надійності радіоелектронних, електротехнічних та програмних систем. Монографія / Ю. Я. Бобало, Б. Ю. Волочій, О. Ю. Лозинський, Б. А. Мандзій, Л. Д. Озірковський, Д. В. Федасюк, С. В. Щербовських, В. С. Яковина. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2013. - 300 с.
2.Волочий Б.Ю., Озирковский Л.Д., Кулык И.В. Проектирования эффективных стратегий технического обслуживания. Математические моделм, алгоритмы и методики. – Saarbrucken: LAP Lambert Academic Publishing, 2015. – 160 c.
3.Волочій Б.Ю. Технологія моделювання алгоритмів поведінки інформаційних систем. – Львів: вид-во НУ «Львівська політехніка», 2004. – 220с.
4.Ayers, Mark L. Telecommunications system reliability engineering, theory, and practice / Mark L. Ayers. Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2012. – 245 р.
5.Недоступ Л.А., Кіселичник М.Д., Бобало Ю.Я. Основи надійності радіоелектронних пристроїв. - Львів: вид-во НУ «Львівська політехніка», 1998. – 219с.
6.А.М.Половко, С.В.Гуров Основы теории надежности. Санкт-Петербург, 2008.- 704с.
Допоміжна
1.Marvin Rausand, Anne Barros, Arnljot Hoyland System Reliability Theory: Models, Statistical Methods, and Applications. - John Wiley & Sons, 2020. – 864 p
2.Marvin Rausand Reliability of Safety-Critical Systems: Theory and Applications. - John Wiley & Sons, 2014. – 466 p
3.Ericson CA.Hazard Analysis Techniques for System Safety. John Wiley & Sons; 2015
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).