В данной статье мы ознакомим читателя со значением резервирования в широком понимании данного термина. Также будут рассмотрены его виды, общее представление, взаимосвязь с естественными явлениями и многое другое.
Введение
Резервирование – это универсальный принцип, обеспечивающий надежность системы любого типа. Такие виды систем широко распространяются и применяются в природе, технологиях и технике.
К видам резервирования относятся:
- аппаратная форма резервирования, ярким примером которой может служить дублирование;
- информационный тип резервирования, например, методика, обнаруживающая ошибки и коррелирующая их;
- временное резервирование, которое можно наблюдать в методике альтернативного вида логики;
- резервирование программного типа представлено функционально равноценными программами.
Технические системы
По определению резервирование необходимо рассматривать как метод, повышающий характеристики и надежность определенного устройства, механизма. А также при помощи данного явления можно поддерживать устройство на определенном, необходимом уровне, при помощи включения запасного набора элементов и связи. Однако это дополнительная мера поддержания, наложенная дополнительно.
Данное понятие можно рассматривать как в узком значении, например, резервировании билетов, так и в широком, например, использование резервных механизмов на промышленных объектах. Однако в обоих случаях это будет способом предотвратить возможные неполадки в дальнейшем развитии событий, которые привели бы к нарушению целостности системы в долгосрочной перспективе. Главная причина необходимости наличия запасных способов поддержания системы в состоянии нормы диктуется набором требований о государственной промышленной безопасности. Большое значение резервирование имеет и в технике, предназначенной для военного ремесла.
При помощи данного явления происходит обеспечение безопасности атомных электростанций, которые ставятся на уровень с физическими разделениями и разнообразием типов оборудования, предназначенных для реализации важнейших принципов единичной формы отказа.
Системы безопасности для таких важных объектов, как АЭС имеют трехкратный вариант резервирования. Последние же российские проекты, реализованные при постройке Тяньваньской АЭС в КНР, имеют резервирование в четырехкратной форме.
Элемент устройства, относящийся к минимизированным структурам, обеспечивающий его способность выполнять работу, называется основным. Резервные элементы представляют собой детали, предназначение которых заключено в обеспечении работоспособности механизма, вследствие отказа главных частей.
В технологической системе, резервирование можно классифицировать по набору признаков, главными среди которых являются высота уровня резервирования, кратность, состояние запасных элементов до их введения в работу, способность основных и резервных деталей работать совместно.
Отказ части системы в изделии, предназначенном для резерва, может произойти лишь после выхода из рабочего состояния главного устройства и всех запасных элементов системы. Резервированной можно назвать группу элементов, в которой отказ работы одной из них или даже больше, не приведет к поломке всей системы. Все части механизма, способные выполнять свои функции, будут и дальше их делать, а работу недостающих запчастей берет на себя резервное устройство. Этот способ замещения называют функциональным резервированием.
В соответствии с масштабом и единицей расчета различают такие виды резервирования:
- общее, в котором резерв необходим для продолжения работы лишь в случаи отказа всего объекта;
- раздельное, в котором происходит резервация отдельных частей объекта;
- частное, предусматривающее в себе резервирование группы одинакового набора элементов.
Анализируя резервные системы, человек пришел к выводу, что уровень интенсивности отказов резервированного объекта возрастает с увеличением течения времени. Нерезервированная структура имеет одинаковую силу влияния времени на вероятность отказа в соответствии с резервированной. Однако это не указывает на то, что отсутствием поломки в системе и, следовательно, не использованием запаса можно оправдать его отсутствие до момента отказа системы. Основывая мнение на понимании данного явления, можно заключить, что резервирование имеет смысл применять в системах, необходимых для кратковременной эксплуатации, а критически важную систему необходимо обезопасить при помощи других надежных методов.
Важно учитывать особенность предназначения резервной системы. Это обуславливается тем, что метод, используемый для цифровой системы с непрерывным типом деятельности, будет малопригоден для системы с устройством аналогового типа. В силу всего этого и возникает проблема с созданием способа резервирования для всех систем сразу.
Существует способ оценки эффективности резервирования, в котором с использованием коэффициента, отвечающего за повышение надежности, вычисляют показатели безотказности соотношений:
yp = P (t)p / P (t)
γQ = Q (t) / Q (t)p
В таких расчетах P(t) и Q(t) – указывают на возможность безотказной работоспособности и шанс отказа для системы резерва.
P (t) и Q (t) – высота вероятности работы безотказного характера и вероятность, при которой произойдет отказ нерезервируемого типа системы.
Общий тип
В общем резервировании запас делается сразу для всей системы. В зависимости от способа, которым было произведено введение резервного устройства, общее резервирование можно рассматривать на постоянной основе и на замещении. В случае применения общего типа резерва, запасные устройства подключаются к основным и остаются включенными в них на протяжении всего режима работы.
Резервирование постоянного типа
Постоянное резервирование – это форма запаса, в которой имеется относительно простая схема постройки, нет перерывов в работе даже в случаи отказа какого-то элемента.
Очевидным недостатком нагруженного резерва, является повышение расхода энергии и «старение» запасных элементов вместе с основными. Вследствие этого потребность заменить элементы основного состава будет обуславливать наличие замены и запасных.
Замещение
При резервировании средств, любых объектов, которые можно будет использовать с целью возобновить работу системы при ее сбое, этот процесс может происходить путем замещения.
Резервирование способом замещения может выполняться другой системой автоматического типа либо человеческой рукой. В случае использования автоматического вмешательства необходимо, чтобы машина, выполняющая работу, обладала высокой надежностью. Использование ручной замены элементов увеличивает время, потраченное на переключение. Однако высокий показатель надежности оператора, заменяющего деталь, может браться в расчет при сравнении работы человека и машины.
Разделение в резервировании
Раздельный вид резервирования предусматривает введение индивидуального резерва, предназначенного для всех частей системы неизбыточного типа. Оно делится на общее и замещающее. Раздельное замещение характеризуется вероятностью наличия отказа в системе только в случае, если отказ в одном месте произойдет дважды. Математические анализы показывают нам, что использование раздельного резервирования даст более высокий показатель надежности системы.
Взаимосвязь с биологией
В биологии прослеживать резервирование можно благодаря наблюдению за животными. Например, организм, место которого лежит в начале цепи питания, пользуется резервированием для обеспечения воспроизведения вида во множественном числе при помощи большой плодовитости. Травоядное животное, в преобладающем количестве случаев, имеет больше потомков, чем хищник.
Резервирование – это мера предосторожности, которая широко используется и нашим организмом. Примером может послужить дублирование органов внешнего типа (двух глаз, рук, ушей и ноздрей). Вспоминая внутренние органы, можно отметить дублированные половые железы и почки. Наличие данного явления в организме может повышать его функциональный набор возможностей. Дублированные человеческие глаза дают возможность реализовать зрение в стереоскопической форме.
Наукой, что изучает резервирование в живых системах, называется бионика.
Резервирование и организационные системы
В организационной системе резервирование – это наличие субъекта, способного выполнять обязанности руководителя всего объекта, проекта или предприятия, в момент отсутствия главы. Для этого назначаются заместители на ответственные должности. В большинстве случаев предусматривается наличие нескольких заместителей, отвечающих за разные функции руководителя.
Организационные системы, наподобие армии, используют понятие запаса, что по факту является резервированием кадров.
Заключение
Запас можно назвать синонимом к слову "резервирование". Это явление широко используется всеми видами живых и механизированных систем и лежит в основе множества важнейших биологических явлений и процессов. Существует немало способов совершения рассматриваемого действия, каждый из которых имеет свою специфику и значение. Резервирование имеет необычайно огромный размер диаграммы спектра частей всего живого, на который он может распространиться.
