При проектировании и оценке надежности радиоэлектронного оборудования (РЭО) и систем автоматизации (СА), способных к восстановлению после отказа, инженеры рассматривают три основных сценария работы. Эти сценарии разделяются в зависимости от того, выполняет ли объект свою основную задачу (например, передачу информации) в момент анализа или нет.
1. Резервирование с восстановлением в процессе работы
В первом случае применяется метод резервирования с одновременным восстановлением. Отказавшие блоки или модули не просто заменяются резервными, но и отправляются в ремонт, который проводится параллельно с нормальным функционированием всей системы. После восстановления они возвращаются в резервный фонд. Ключевая особенность: полный отказ системы наступает только при одновременном отказе основного и резервного блока, при условии, что первый вышедший из строя блок еще не успели отремонтировать. Следовательно, для обеспечения высокой надежности при проектировании должно выполняться критическое условие: время восстановления одного блока (r) должно быть существенно меньше среднего времени наработки на отказ (Tср). Это условие записывается как:
, где r — время восстановления, а
— среднее время безотказной работы.
2. Работа с дискретно обновляемыми данными
Второй сценарий характерен для систем, где выходные параметры или данные формируются и используются дискретно (отдельными порциями). Примером может служить прием информации от датчиков или судна о местоположении рыбы. Здесь важна не постоянная доступность, а гарантия, что система будет работоспособна в момент выдачи очередной порции актуальных данных. Надежность в таком случае оценивается по вероятности того, что оборудование проработает без сбоев в течение интервала между обновлениями. Условие надежности формулируется через время устаревания информации (τуст): система должна сохранять работоспособность на протяжении этого периода. Математически это выражается как:
.
3. Выполнение задачи за фиксированное время с последующим восстановлением
Третий, наиболее комплексный случай, описывает ситуацию, когда оборудование должно гарантированно выполнить конкретную задачу за заданный промежуток времени (t). При этом предполагается, что к началу работы объект полностью исправен, и в течение времени выполнения задачи отказов не произойдет. Если же отказ все-таки случается, допускается период простоя (τ), в течение которого задача не выполняется, но затем система должна быть восстановлена за время (r). Вероятность успешного выполнения миссии в таких условиях рассчитывается по формуле полной вероятности, учитывающей все возможные события: безотказную работу, возникновение и устранение отказа в разрешенные временные рамки.
Эта вероятность определяется следующей системой формул:


