Домашний бизнес 

К каким типам потерь относят резервирование. Формирование кадрового резерва: пошаговая инструкция. Как декорировать шарфик своими руками

В соответствии с ГОСТ 27.002 - 89 резервированием называется применение дополнительных средств и (или) возможностей с целью сохранения работоспособного состояния объекта при отказе одного или нескольких его элементов. Таким образом, резервирование - это эффективный метод повышения надежности объекта путем введения избыточности. В свою очередь, избыточность - это дополнительные средства и (или) возможности, сверхминимально необходимые для выполнения объектом заданных функций. Введением избыточности обеспечивается нормальное функционирование объекта после возникновения отказа в его элементах.

Методы резервирования разделяют по виду резервирования, способу соединения элементов, кратности резервирования, способу включения резерва, режиму его работы и восстанавливаемости (рис. 7.1).

К дополнительным средствам и возможностям при резервировании относятся элементы, введенные в структуру системы в качестве резервных, функциональные и информационные средства и возможности, использование избытка времени и запасов нагрузочной способности. По типу дополнительных средств различают следующие виды резервирования.

Функциональное резервирование - это резервирование, при котором заданная функция может выполняться различными способами и техническими средствами. Например, для осуществления функции передачи информации в АСУ могут использоваться радиоканалы, телеграф, телефон и другие средства связи; поэтому в данном случае обычные усредненные показатели надежности (средняя наработка на отказ, вероятность безотказной работы и т. п.) становятся малоинформативными и недостаточно пригодными. Наиболее приемлемыми для оценки функциональной надежности являются вероятность выполнения данной функции, среднее время выполнения функции, коэффициент готовности для выполнения данной функции.

Информационное резервирование - это резервирование с применением избыточности информации. Примерами такого резервирования являются: многократная передача одного и того же сообщения по каналу связи; применение при передаче информации по каналам связи различных кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки, которые появляются в результате отказов аппаратуры и влияния помех; введение избыточных информационных символов при обработке, передаче и отображении информации. Избыток информации позволяет в той или иной мере компенсировать искажения передаваемой информации или устранять их.

Временное резервирование связано с использованием резервов времени. При этом предполагается, что на выполнение объектом требуемой работы отводится время, которое заведомо больше минимально необходимого. Резервы времени могут создаваться за счет повышения производительности объекта, инерционности его элементов и т. д.

Нагрузочное резервирование - это резервирование с применением нагрузочных резервов. Оно заключается в обеспечении оптимальных запасов способности элементов выдерживать действующие на них нагрузки или во введении в систему дополнительных защитных или разгружающих элементов для защиты некоторых основных элементов системы от действующих на них нагрузок.

Указанные виды резервирования могут быть применены либо к системе в целом, либо к ее отдельным элементам или их группам. В первом случае резервирование называется общим, во втором - разивдельным. Сочетание различных видов резервирования называется смешанным.

По способу включения резерва различают постоянное и динамическое резервирование.

Постоянное резервирование осуществляется без перестройки структуры системы при возникновении отказа ее элемента. Для такого типа резервирования характерно то, что в случае отказа основного элемента не требуется специальных устройств, вводящих в действие резервный элемент, а также перерывов в работе (рис. 7.2 и 7.3).

Динамическое резервирование осуществляется с перестройкой структуры системы при возникновении отказа ее элемента.

Постоянное резервирование представляет собой параллельное или последовательное соединение элементов без использования переключающих устройств; при динамическом резервировании требуются переключающие устройства, реагирующие на отказы элементов.

Часто динамическое резервирование представляет собой резервирование замещением, при котором функции основного элемента в случае его отказа передаются резервному. Резервирование с включением резерва замещением (рис. 7.4 и 7.5) обладает следующими преимуществами:

Не нарушает режима работы резерва;

Сохраняет в большей степени надежность резервных элементов, так как при работе основных элементов они находятся в нерабочем состоянии;

Позволяет задействовать резервный элемент в цепях на несколько основных элементов.

Существенным недостатком резервирования замещением является необходимость наличия переключающих устройств. При раздельном резервировании число переключающих устройств равно числу основных элементов, что может значительно понизить надежность всей системы. Поэтому резервировать замещением целесообразно крупные узлы или всю систему, при этом надежность переключающих устройств должна быть достаточно высокой.

Распространенным видом резервирования замещением является скользящее резервирование, при котором группа основных элементов системы резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой отказавший основной элемент в данной группе (рис. 7.6).

В зависимости от режима работы резервных элементов до отказа основного элемента различают следующие виды резерва:

Нагруженный (один или несколько резервных элементов находятся в режиме основного элемента);

Облегченный (один или несколько резервных элементов находятся в менее нагруженном режиме, чем основной элемент);

Непогруженный (один или несколько резервных элементов находятся в ненагруженном режиме до начала выполнения ими функций основного элемента).

В системах управления широко применяется мажоритарное резервирование (с использованием «голосования»). Этот способ основан на применении дополнительного элемента, называемого мажоритарным или логическим (рис. 7.7). Благодаря этому элементу можно сравнивать сигналы, поступающие от элементов, выполняющих одну и ту же функцию. Если результаты сравнения совпадают, то они передаются на выход устройства.

На рис. 7.7 изображено мажоритарное резервирование по принципу «2 из 3», т. е. любые два совпадающих результата из трех считаются истинными и проходят на выход устройства. По такому принципу построены многие схемы подсистем систем управления и защиты (СУЗ). Главное достоинство мажоритарного резервирования - обеспечение повышения надежности при любых видах отказов элементов и повышение достоверности информационно-логических объектов.

Резервные элементы различаются по уровню надежности. Элементы нагруженного резерва имеют тот же уровень надежности (безотказности, долговечности и сохраняемости), что и резервируемые ими основные элементы объекта, поскольку ресурс резервных элементов расходуется так же, как и основных. Элементы облегченного резерва обладают более высоким уровнем надежности, так как интенсивность расхода ресурса резервных элементов до момента включения их вместо отказавших элементов значительно ниже, чем у основных. При ненагруженном резерве ресурс резервных элементов начинает расходоваться практически только с момента включения их вместо отказавших элементов.

По способу резервирования объекта (элемента объекта) различают резервирование общее и раздельное. При общем резервировании объект резервируется в целом, вместо одного объекта предусматривается одновременная эксплуатация двух или более объектов, однотипных или аналогичных по выполняемым функциям. Этот способ достаточно простой; он широко применяется при резервировании наиболее ответственных систем. При раздельном резервировании резервируются отдельные элементы объекта или группы элементов, которые обычно встроены в объект; раздельно могут резервироваться как отдельные элементы системы, так и достаточно крупные ее части (блоки).

Динамическое резервирование может быть раздельным и общим, позволяет использовать резервные элементы не только в нагруженном, но и в облегченном и ненагруженном резерве, что, в свою очередь, позволяет сохранить ресурс резервных элементов, повысить надежность электрической системы в целом и уменьшить расход энергии.

При резервировании замещением может быть использовано скользящее резервирование, обеспечивающее требуемую надежность системы при малых затратах и незначительном увеличении ее массы и габаритов. К недостаткам динамического резервирования замещением следует отнести необходимость использования переключающих устройств, перерывов в работе при переходе на резервные элементы, а также системы поиска отказавшего элемента или блока, что снижает надежность всей резервированной системы. Этот способ целесообразно применять для резервирования достаточно крупных функциональных узлов и блоков сложных электрических систем.

Постоянное резервирование, предполагающее постоянное соединение резервных элементов с основными, отличается простотой. При таком виде резервирования не требуются переключающие устройства. В случае отказа основного элемента система продолжает работать нормально без перерыва и переключений. К недостаткам постоянного резервирования относится повышенный расход ресурса резервных элементов и изменение параметров резервируемого узла при отказе элементов. Такой тип резервирования применяется в ответственных системах, для которых недопустим даже кратковременный перерыв в работе, а также при резервировании относительно мелких элементов - узлов, блоков и элементов электронной техники СА (резисторов, конденсаторов, диодов и т. п.).

Резервирование входящих в блок радиоэлементов, отказ которых может привести к особо опасным последствиям, осуществляется с учетом возможности как коротких замыканий, так и обрывов элементов. Резервирование при обрывах элементов выполняют их параллельным соединением, при коротких замыканиях - последовательным соединением, полагая, что происходит отказ элемента, но электрическая цепь других последовательно соединенных с ним элементов не нарушается. Например, постоянное раздельное резервирование диода с нагруженным резервом при отказе в результате короткого замыкания (КЗ), обрыва или КЗ и обрыва осуществляется включением резервных диодов соответственно последовательно, параллельно и последовательно-параллельно основному (рис. 7.8, а-в).

Общее постоянное резервирование выпрямителя VD нагруженным резервом выполняется параллельным включением резерва; диоды в этом случае используются для предотвращения протекания тока резервного выпрямителя через выходную цепь отказавшего выпрямителя (рис. 7.9).

Общее резервирование выпрямителя ненагруженным резервом осуществляется с помощью переключателя П, который получает сигнал СО об отказе и подает управляющий сигнал YC на переключатель QW на отключение отказавшего выпрямителя и включение резервного (рис. 7.10).

Постоянное резервирование может быть осуществлено путем параллельного или последовательного подключения к основному элементу (системе) одного или нескольких резервных, выполняющих одинаковые с основным элементом (системой) функции. Такое резервирование используют, например, при параллельной работе вычислительных машин, блоков СА, резисторов, а также при последовательном включении диодов, размыкающих контактов, конденсаторов и т. д. На рис. 7.11 приведено несколько вариантов резервирования конденсаторов.

Последствиями отказа элементов при постоянном резервировании в предельных случаях может быть короткое замыкание или обрыв одного или нескольких элементов, что должно учитываться при проектировании системы. Для предотвращения этих негативных явлений вводятся ограничивающие сопротивления, включаются разделительные трансформаторы, а также увеличиваются допуски отдельных параметров системы и др.

В настоящее время для оценки надежности системы используется такой критерий: система считается абсолютно надежной, если отказ одного любого элемента не приводит к отказу всей системы. Реализация этого критерия на практике осуществляется путем поэлементного или поблочного резервирования.

Свойства различных видов резервирования можно выявить, проанализировав выигрыш надежности системы по основным количественным характеристикам. Оценим эффективность различных способов резервирования, приняв за критерии качества вероятность и среднюю наработку до отказа и сделав следующие упрощающие предположения:

Все элементы системы имеют равную надежность;

Поток отказов элементов является простейшим;

Кратность резервирования всех элементов одинакова.

Если при принятых допущениях вероятность и средняя наработка до отказа нерезервированной системы выражается формулами:

то выигрыш надежности резервированной системы по сравнению с нерезервированной будет равен:

На основании анализа рис. 7.12-7.14 можно сделать следующие важные выводы о свойствах резервирования.

1. Независимо от интенсивности отказов нерезервированной системы интенсивность отказов резервированной системы всегда начинается с нуля. По мере увеличения времени эксплуатации системы интенсивность отказов резервированной системы асимптотически стремится к интенсивности отказов нерезервированной системы. При резервировании с дробной кратностью интенсивность отказов резервированной системы при определенных значенияхии /может быть больше интенсивности отказов нерезервированной системы. Это означает, что система, к которой применено резервирование с дробной кратностью, может быть менее надежной, чем нерезервированная.

2. Из рис. 7.15 видно, что существует такое критическое значение времени работы г, выше которого резервирование с дробной кратностью нецелесообразно.

3. Выигрыш надежности по вероятности отказа тем больше, чем меньше интенсивность отказов нерезервированной системы, т. е. чем более надежная система резервируется. Это основное противоречие резервирования вообще. Оно приводит к тому, что для повышения надежности систем длительного использования необходима высокая кратность резервирования.

4. При любом резервировании, кроме скользящего, значительное увеличение массы системы приводит к менее значительному увеличению средней наработки до отказа.

Узнайте, как сделать ткань батик горячим, холодным, узелковым способом, чтобы изготовить из него красивый шарф или сделать из старой футболки дизайнерскую вещь.

Виды батика


Батик представляет собой ручную роспись по ткани (на синтетике, шелке, шерсти, хлопке) для которой используют резервирующие составы.

Вкратце о технологии этого рукоделия: на полотно наносятся краски, чтобы на стыке оттенков получить четкие границы, применяют закрепитель, называемый резервом. Он изготовлен на водной основе или с использованием бензина, парафина, его состав зависит от выбранной ткани, техники, красок.

Слово «батик» в переводе с индонезийского «капля воска». Есть несколько способов получения рисунка на ткани по данной технологии:

  • холодный;
  • горячий;
  • окрашивание скрученной и связанной ткани;
  • свободная роспись.
Более детально рассмотрим их отличия:
  1. В горячем батике в качестве резерва используют воск. Его наносят специальным инструментом, который называется чантингом. Воск ограничивает распространение краски, так как не поглощает её. Его расплавляют, поэтому данный вид называется горячим батиком. Краска наносится в несколько слоев. По окончании работы воск удаляют. Таким способом чаще всего расписывают хлопчатобумажную ткань.
  2. Холодный батик прекрасно подходит для декорирования шелка, искусственных тканей. В этой технологии используются краски на основе анилина. Резерв может быть жидким, когда он приготовлен на основе бензина и густым, если имеет резиновую составляющую. Есть бесцветные и цветные резервы. Резиновые наносят из тюбиков, а бензиновые посредством стеклянных трубочек с резервуарами. В холодном батике однослойное нанесение краски, поэтому работа требует большей аккуратности по сравнению с горячим способом.
  3. Свободная роспись применяется на тканях из синтетических волокон и натурального шёлка. Для нее чаще всего используют анилиновые красители и масляные краски.
  4. При узелковом батике на окрашиваемой поверхности сначала завязывают много мелких узелков, перевязывая их ниткой. После окрашивания их удаляют.
  5. Складной батик или «сибори» - это перевязывание ткани определенным образом с последующим окрашиванием.

Как декорировать шарфик своими руками?

Перейдем от теории к практике. Попробуйте сделать такой очаровательный шарф, изготовив ткань батик холодным способом. Для этого возьмите:

  • прямоугольник белого шелка размером 0,5х1 м;
  • кнопки;
  • рамку для натяжения ткани;
  • прозрачный резерв и трубочка для него;
  • специальные краски для батика голубого и синего цвета;
  • бензин, который используют для зажигалок;
  • емкости, чтобы разводить краски;
  • 2 кисточки;
  • крупную соль.
Увлажните ткань водой, используя кисть. Натяните полотно на раму, прикрепите к ней кнопками. Чтобы сделать ткань батик, нанесите на полотно кистью голубую краску.

Если у вас рамка меньшего, чем полотно, размера, красьте его секторами. Для этого приколите одну часть, оформите ее, затем - вторую и последующие.


В данном случае роспись по ткани начата со среднего сектора. Здесь по плану должны находиться облака. Разбавьте краску небольшим количеством воды, нанесите на полотно, а сверху посыпьте крупной солью. Такая манипуляция нужна для того, чтобы соль впитала воду, при этом на ткани останутся эффектные разводы.


Посушите этот участок струей теплого воздуха, держа фен не близко к полотну, затем стряхните соль. После оформления середины, переходим к краю, на котором изобразим море.

Также намочите этот участок ткани водой, натяните его на раму. Осторожно, чтобы не проглотить резерв, втяните его в трубочку. Выдувая на полотно, изобразите волны или другой рисунок моря. Могут получиться водоросли или чешуя диковинных рыб.


Просушите резерв, вновь увлажните ткань водой, покрасьте этот участок голубой и синей краской.


Натяните другой край шарфа, на котором будет изображена земля и растения на ней. Нарисуйте резервом цветы, например, ромашки, траву, просушите. Увлажните ткань, раскрасьте эти цветы.


Высушите шарф феном, снимите с рамы. Чтобы закрепить краску, несколько раз прогладьте оформленное полотно с лицевой и изнаночной стороны утюгом. После этого нужно прополоскать изделие в холодной воде, чтобы ушла соль. В заключение - опять несколько раз прогладить утюгом. Все, можно красиво завязать шарф на шее и полюбоваться тем, каким замечательным он получился.

Роспись по ткани: холодный способ

Посмотрите, какие еще удивительные полотна получаются благодаря данной технологии.


Такое можно заключить в красивую раму и повесить на стену. Для работы использовались:
  • натуральный шелк - крепдешин;
  • черный резерв, стеклянная трубочка для него;
  • кнопки;
  • подрамник;
  • анилиновые краски;
  • простой карандаш;
  • каланоковые кисти.
Начнем с выбора эскиза. Очень эффектно смотрятся цветы. В конце статьи показано, как рисовать некоторые из них, которые вы можете включить в свою композицию.

При нанесении элементов на полотно, рисуйте их так, чтобы каждый имел замкнутый контур. Наносите на контуры резерв не задерживаясь, но и не спеша, чтобы он успел пройти внутрь ткани, но не оставлял кляксы.

  1. Постирайте ткань, хорошо натяните ее на подрамник, закрепив кнопками.
  2. Наполните стеклянную трубочку резервом, нанесите этот состав на контуры элементов картины.
  3. Чтобы было больше оттенков, одну и ту же краску разбавьте разным количеством воды. Для этого удобно использовать одноразовые стаканчики или баночки из-под йогурта.
  4. Сначала распишите цветы - от светлого до темного тона, затем - фон.
  5. Присыпьте полотно солью, дайте ему подсохнуть, затем стряхните соль.
  6. Когда ткань батик высохнет, снимите ее с подрамника. Через сутки прокипятите в течение 3 часов, постирайте в мыльной теплой воде. Прополощите, добавив в воду немного уксуса.
  7. Осторожно отожмите, прогладьте полотно влажным.

Техника батик - горячий способ


Такой подойдет для тех, кто не хочет кропотливо закрашивать каждый фрагмент полотна, проявляя усидчивость. Даже если особо не стараться, все равно получатся эксклюзивные, сделанные в технике батик костюмы, юбки, платки, если затем из полученной ткани сшить эти изделия. Познакомимся с данным способом декорирования ткани поближе.

Традиционно мастерицы сначала наносят на полотно любое из этих веществ в расплавленном виде:

  • парафин;
  • воск;
  • стеарин;
  • либо смесь этих веществ.
Для нанесения раствора на ткань используют специальный инструмент - чантинг, он представляет собой леечку с тонким кончиком.


Сейчас широко используют кисти, при помощи которых наносят точечные капли, мазки на ткань. После этого сверху покрывают краской.


Затем можно снова нанести на определенные участки воск и другую краску. Если вы хотите, чтобы узоры были упорядоченными, можете окунать в расплавленный воск штампы и наносить его таким образом.


Можно использовать 2–3 тона или больше - 4–5, тогда получится полотно такого типа.


Когда краска высохнет, нужно избавиться от воска. Для этого на полотно кладут газету, проглаживают ее. Она впитает расплавленный парафин. Затем кладут еще одну, проглаживают. Используют и другие газеты, если есть остатки воска.


Ознакомьтесь с мастер-классом, в котором рассказано, как эффектно будет выглядеть выполненная по принципу батик одежда. В данном случае вы будете декорировать шаль.


Для работы вам понадобятся:
  • натуральная ткань (шелк, хлопок, шерсть);
  • трафарет из картона;
  • краски для росписи по ткани;
  • стакан воды;
  • кисточки;
  • воск;
  • целлофан, газеты;
  • резиновые перчатки;

При работе наденьте одежду, которую не жалко испортить, так как краска для ткани не отстирывается. Лучше надеть непромокающий фартук, который защитит вещи.

  1. Застелите рабочую поверхность газетами, целлофаном, чтобы она не испачкалась.
  2. Желтую краску разведите в воде в емкости. Опустите сюда ткань.
  3. Когда она окрасится, отожмите руками в перчатках, просушите феном, чтобы быстрее высохла.
  4. Положите на полотно трафарет. Это могут быть не только осенние листья, но и бабочки, цветы, сердечки и т.д.
  5. Поместите кусочки воска в небольшую кастрюлю или ковш, растопите на водяной бане. Можно использовать свечи.
  6. Приложите трафарет к выбранному участку на ткани, нанесите сюда кистью расплавленный воск.
  7. Если хотите, стряхните воск с кисти, чтобы на платке появились красивые капли и разводы. Для этого можете растереть их кисточкой.
  8. Добавьте в водный раствор желтой краски немного зеленой, покройте ткань этой салатовой краской.
  9. Промокните губкой капли краски с листьев (они не окрасятся салатовым, так как покрыты воском). Просушите полотно феном.
  10. Прогладьте полотно через тряпочку. Чтобы платок стал мягче, прополощите его в воде, в которую добавьте кондиционера.
  11. Осталось высушить палантин и можно примерять обновку, любуясь тем, как краски для батика и ваше трудолюбие помогли создать дизайнерскую вещь.

Раскраска футболки

Ее нам также поможет создать техника батик. Вы можете нарисовать цветы, животных, используя холодный, горячий способ или сделать вот такой абстрактный рисунок.


Его поможет сделать узелковый способ. Для него вам будут нужны:
  • краска для батика;
  • белые нитки;
  • техническая миска;
  • вода;
  • кисть;
  • хлопковая или шелковая ткань.


Завяжите узелки вот таким образом:


В поэтапном мастер-классе показано, как действовать дальше.


В такой технике можно сделать узоры не только на футболках, но и раскрасить леггинсы.


Посмотрите на несколько способов сворачивания полотна, чтобы сделать ткань батик.


На первом рисунке показано, что нужно сперва прошить наметкой, затем затянуть эту нить и накрутить ее на данное место. На втором рисунке уже 3 наметочных шва - два из них делают справа, а третий - слева. Останется затянуть нить, намотать ее, и можно красить ткань, чтобы получился батик.


Чтобы сложить полотно, как рис. 3, вам понадобятся:
  • ткань;
  • деревянная дощечка;
  • нить;
  • ножницы.
Сначала ткань сворачивается «гармошкой». Теперь к лицевой стороне нужно приложить дощечку, перевязать ее в двух местах нитями. Ткань на рис. 4 также сначала складывают «гармошкой». Затем ее нужно перемотать нитью и придать заготовке форму елочки, также при помощи нитей. Таким образом можно изготовить детский батик, декорируя футболку для ребенка.

Следующий образец получается путем складывания полотна несколько раз и перевязывания веревкой крест-накрест.

Как нарисовать цветы?

Вы можете воспользоваться следующими идеями, когда будете создавать в технике батик детскую или взрослую одежду, полотно для декорирования помещения. Композиции из цветов прекрасно смотрятся на таких вещах.

  1. Чтобы нарисовать фиалку, сначала начертите окружность, чуть вытянутую к левому и правому краям.
  2. В ее центре обозначьте сердцевину, из которой наверх выходит маленький овал, который впоследствии будет цветоножкой. Не забудьте изобразить стебель.
  3. Вот как нарисовать цветы дальше. Изображаем 3 симметричных лепестка, а за двумя верхними - еще по одному.
  4. Нарисуем на одном стебле 2 зубчатых листа.
  5. Сотрите овал. Вот таким образом можно раскрасить ткань батик, нарисовав на ней фиалки.
Если вы хотите, чтобы на полотне красовался целый букет, следующий мастер-класс вам поможет.

  1. Начертите 3 овала разного размера. В центре каждого изобразите волнистую сердцевину цветка, а внизу - стебель.
  2. Теперь нужно нарисовать вокруг каждой сердцевины по цветку, а справа наверху – бутон.
  3. Изобразите стебли более объемными. Подрисуйте к каждому листья, нарисуйте их и вокруг цветков.
  4. Сотрите вспомогательные окружности.

На полотне нужно сразу рисовать букет цветов, без вспомогательных линий, поэтому лучше сначала потренируйтесь в этом на бумаге, а затем вы уже сможете создать детский батик или взрослый на ткани.


А вот как нарисовать розы.


Сначала на бумаге начертите несколько окружностей, затем преобразуйте каждую в многослойный распустившийся бутон. Поэтапные фото помогут в этом. Потренировавшись на бумаге, вы с первого раза нарисуете резервом розы на ткани и создадите красочное полотно в технике батик.

Резервированием называют способ обеспечения надёжности системы за счёт использования дополнительных средств и возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым при выполнении требуемых функций. Резервирование может использоваться не только для повышения надёжности, но и для повышения точности, устойчивости, достоверности и др. Иногда вместо термина «резервирование» используется словосочетание «введение избыточности». Между этими понятиями есть много общего, но есть и различия, поэтому их нельзя воспринимать как синонимы. Под избыточностью понимают превышение веса, габаритов, производительности, стоимости и других технико-экономических показателях изделия над минимально необходимыми. Ясно, что введение избыточности не означает автоматического улучшения показателей надёжности, достоверности и др. Чтобы улучшение произошло, необходимо соответствующим образом управлять избыточными ресурсами, создать определённые условия и правила их использования, а в некоторых случаях и предусмотреть специальные технические и программные средства актуализации этих ресурсов. Если это выполнено, то введение избыточности становится резервированием, и тогда оба понятия можно рассматривать как синонимы.

Виды и методы резервирования довольно разнообразны и зависят как от типа характеристик, которые должны быть улучшены, так и от класса систем, в которых резервирование используется. Для повышения надёжности систем управления применяют структурное, функциональное, временное, информационное, алгоритмическое резервирование. Рассмотрим подробно эти виды резервирования.

Структурное резервирование. Структурным резервированием (СР) называют способ повышения надёжности технических средств, состоящий в применении в системе дополнительных (резервных) элементов, которые не являются необходимыми для выполнения возложенных на систему функций, но используются системой после отказа основных элементов. Характерной особенностью СР является то, что в идеально надёжной системе все резервные элементы могут быть удалены из системы без какого-либо ухудшения качества её функционирования. Они необходимы только тогда, когда появляется принципиальная возможность отказа основных элементов.

В отличие от последовательной системы, в системе со СР не любой отказ элемента приводит к отказу системы, так как работа системы поддерживается за счёт перестройки (реконфигурации) структуры и подключения резервных элементов. Отказ системы наступает только тогда, когда нарушение работоспособности в одном из основных элементов не удаётся компенсировать своевременным подключением работоспособного резервного элемента (группы элементов).

Замечательным свойством СР, объясняющим его широкое применение, является то, что введение резервной аппаратуры, увеличивая суммарную интенсивность отказов элементов (основных и резервных), существенно уменьшает интенсивность отказов системы. Как следствие, улучшаются и другие показатели надёжности. И, наоборот, в отличие от последовательной системы, где любое упрощение полезно с точки зрения надёжности, в резервированной системе упрощение путём удаления резервных элементов ухудшает показатели надёжности. При наличии потока отказов элементов СР позволяет обеспечит непрерывную работу системы в течение промежутка времени, во много раз превосходящего среднюю наработку до отказа нерезервированной системы. В системах, состоящих из нескольких одновременно работающих устройств одинаковой производительности, в которых отказ одного из устройств снижает общую производительность системы, СР стабилизирует производительность системы.

Для эффективного использования СР иногда необходимо привлекать другие виды резервирования, например временное, для того чтобы гарантировать своевременное обнаружение отказов и своевременное подключение резервной аппаратуры. Для этих же целей используются информационное и алгоритмическое резервирование.

Методы структурного резервирования.

МСР различаются:

По масштабу резервирования;

Соотношению количества основных и резервных элементов;

Способу включения резерва;

Режиму работы резервных элементов;

Способам подключения резервной аппаратуры.

Резервирование называют общим, если резервируется вся последовательная система, раздельным (поэлементным), если резервируются отдельные элементы последовательной системы, и групповым, если резервируется группа элементов системы. Совокупность основных и резервных элементов, замещающих друг друга при отказе одного из элементов, называют резервированной группой. При общем резервировании в системе имеется только одна резервированная группа, при раздельном - столько резервированных групп, сколько элементов в последовательной системе. При групповом резервировании число резервированных групп имеет промежуточное значение. Система со структурным резервом отказывает тогда, когда отказывает хотя бы одна её резервированная группа. В структурной надёжностной схеме резервированные группы соединены последовательно, значит вероятность возникновения отказа резервированной группы может быть определена как:

Скользящее резервирование или с неоднозначным соответствием применят тогда, когда все основные элементы системы одинаковы. Резервные элементы не закрепляются за определёнными основными элементами, а могут заменить любой из них.

Основным параметром структурного резервирования является кратность k, представляющая собой соотношение между общим числом однотипных элементов n и числом r необходимых для функционирования системы работающих элементов:

Значение k может быть целым, если, и дробным, если В последнем случае дробь сокращать нельзя.

По способу включения резерва различают:

Резервирование с постоянно включённым резервом;

Резервирование с включением замещением.


Рис. 4

Схемы общего (а) и поэлементного (б) постоянного резервирования приведены на рис. 4. При постоянном включении основные и резервные элементы (подсистемы) функционируют одновременно, начиная с момента включения системы (рис. 4, а и б). Постоянное резервирование является пассивным. При включении замещением (рис. 4, в и г), которое является активным резервированием, резервные элементы (подсистемы) включаются в работу только после отказа основных. До этого они находятся в состоянии хранения (ненагруженный резерв), частично включены (облегчённый резерв) или полностью включены (нагруженный резерв). При нагруженном резерве резервные элементы имеют интенсивность отказов такую же, как и основные элементы, т.е.

При ненагруженном резерве интенсивность отказов резервных элементов во много раз меньше, чем интенсивность отказов основных элементов, так что в расчётах можно считать. Облегчённый резерв занимает промежуточное положение, когда

Замещение отказавшего основного элемента резервным можно проводить вручную, полуавтоматически и автоматически. В первом случае не требуется никакой аппаратуры переключения, но время переключения довольно велико. При автоматическом переключении используют специальный автомат переключения резерва. Он уменьшает время переключения до нескольких секунд или долей секунд, однако сам обладает конечной надёжностью. При полуавтоматическом переключении часть функций выполняет автомат, а другую - оператор.

Поскольку структурное резервирование сопряжено с дополнительными затратами на резервные элементы, то последние должны окупаться за счёт повышения надёжности системы и снижения потерь от её отказов. Наиболее простыми для определения показателями эффективности резервирования являются следующие:

где - выигрыш за счёт повышения средней наработки до отказа резервированной системы по сравнению с наработкой нерезервированной системы; - аналогичные показатели по повышению вероятности безотказной работы и снижению вероятности отказа. Резервирование эффективно, если значение показателей дольше единицы.

Временное резервирование (резервирование времени)

Временное резервирование (ВР) - это способ повышения надёжности, при котором системе в процессе функционирования предоставляется возможность израсходовать некоторое время, называемое резервным, для восстановления технических характеристик. Резерв времени можно израсходовать на переключение структурного резерва, обнаружение и устранение отказов, повторение работ, обесцененных отказами, ожидание загрузки в работоспособном состоянии. Можно указать несколько источников резервного времени.

Резерв времени может создаваться за счёт увеличения времени, выделяемого системе для выполнения задания и называемого оперативным временем. Он возникает и при создании запаса производительности всей системы или её отдельных устройств, причём без увеличения оперативного времени. Запас производительности, в свою очередь, возникает при увеличении быстродействия элементов или при комплексировании нескольких устройств (систем) одинаковой или различной производительности для выполнения общего задания.

В системах, результат работы которых оценивается объёмом производимого (обрабатываемого) продукта, резерв времени можно создать за счёт внутренних запасов выходной продукции. В АСОИУ такой продукцией является информация, в системах энергоснабжения - электрическая энергия, в системах водоснабжения - водные ресурсы, на машиностроительных предприятиях - детали, узлы, приборы и т.д. Для хранения запасов предусматриваются специальные накопители: запоминающие устройства, аккумуляторные батарее, резервуары, бункеры и др. Пока запас не исчерпан, продукция поступает на выход системы, и смежные с ней системы, не «замечая» частичного или даже полного прекращения её функционирования, считают её работоспособной.

Ещё одним источником резерва времени является функциональная инерционность протекающих в системе процессов. В работе многих технических систем допускаются незначительные перерывы, протекающие без потери качества функционирования (пока управляемые параметры находятся в пределах допусков), которые можно использовать для восстановления её работоспособности. Такими свойствами обладают АСУ ТП, системы термостатирования, диспетчерского управления, жизнеобеспечения летательных и других подвижных аппаратов и др.

Для систем с ВР нарушение работоспособности не обязательно сопровождается отказом системы даже при последовательном соединении её элементов, так как есть возможность восстановить работоспособность за резервное время. Отказ СВР - событие, заключающееся в нарушении работоспособности, вызывающем недопустимые последствия или неустранённом за допустимое время. Надёжность СВР оценивается по результатам выполнения установленных временных ограничений по всей траектории функционирования или по результатам выполнения некоторого задания.

Задание задаётся:

Последовательностью и объёмом работ;

Установленными моментами начала и завершения этапов работ;

Ограничениями на использование различных ресурсов, которыми располагает система;

Ограничениями на взаимопомощь и взаимодействие различных устройств.

Поэтому различают задания:

Одноэтапные;

Многоэтапные;

Бригадные;

Индивидуальные (автономные);

Групповые;

Поступающие до начала работы системы (по расписанию);

Поступающие в процессе работы системы (в случайные моменты времени по заявкам). Выполнение задания - это событие, заключающееся в завершении заданного объёма работ с установленными ограничениями на время выполнения всех работ и отдельных их этапов и при выполнении требований к качеству и ритмичности работы системы. Нарушение установленных требований и ограничений рассматривается как срыв функционирования. Поэтому, отказ СВР можно определить как событие, приводящее немедленно или с некоторой задержкой к срыву выполнения задания, к срыву функционирования.

Для установления признаков отказа СВР необходимо вести статистику потерь времени, проводить специальные измерения, например, запасов продукции в накопителях. Структурно в обобщённой форме СВР может рассматриваться как совокупность исходного объекта и резерва времени (рис. 5).

После отказа системы начинает действовать резерв времени. Отказы системы могут различаться по последствиям. Если отказ вызывает лишь задержку выполнения задания, но не приводит к повторению работ, то его называют необесценивающим или неразрушающим. В противном случае его называют обесцениваищим или разрушающим. Обесценивание выполненных работ может быть полным или частичным. В связи с наличием обесценивающих отказов всю наработку системы разделяют на полезную и обесцененную. Полезной является наработка, не обесцененная отказами системы, а обесцененная наработка - это наработка, не включённая в полезную. Резервирование времени широко используется в компьютерах, вычислительных сетях, системах связи. Особенно эффективным является применение ВР для борьбы со сбоями и помехами. Его часто используют и для повышения эффективности других видов резервирования.

Рис. 5

Методы временного резервирования

На методы временного резервирования частично может быть распространена классификация методов структурного резервирования. Среди методов ВР можно выделить общее, раздельное, групповое, с целой и дробной кратностью. При общем резервировании созданный резерв времени может быть использован любым элементом системы. При раздельном ВР каждый элемент обеспечивается собственным резервом времени, который не может быть использован другими элементами. При групповом ВР резерв времени предназначается для любого элемента, входящего в данную группу, и не может быть использован элементами вне группы. Кратность ВР - это отношение величины резерва времени к минимальному времени выполнения задания. Оно может быть целым или дробным.

По возможности увеличения в процессе функционирования системы с резервом времени (СВР) различают непополняемый и пополняемый резерв времени. Непополняемый резерв времени создаётся заранее, до начала работы, и не возрастает при выполнении задания. При работоспособном состоянии всех элементов системы текущее значение резерва времени не меняется, а при отказах элементов может уменьшаться скачкообразно (при обесценивающих отказах) или в линейной зависимости от времени при неработоспособном состоянии системы. Пополняемый резерв возрастает по некоторому закону при работоспособном состоянии всей системы, а также во время восстановления работоспособности некоторых отказавших элементов. Мгновенно пополняемый резерв восстанавливается до исходного уровня скачком сразу же после окончания ремонта. В одной и той же системе могут использоваться оба вида резерва времени - тогда его называют комбинированным или смешанным. При раздельном или групповом резервировании возможны дополнительные ограничения на способ пополнения и использования резерва времени. В этом случае его называют резервом со сложными ограничениями.

Как и при структурном резервировании, по типу структуры различают СВР с последовательным, параллельным, последовательно-парал-лельным соединением элементов, а также СВР с сетевой структурой. Однако здесь имеются некоторые особенности. Так, существуют две разновидности последовательного соединения: основное и многофазное. При основном соединении в системе отсутствуют накопители продукции (рис. 6, а).


Рис. 6

При многофазном соединении в системе есть по крайней мере один накопитель. Число фаз определяют как число накопителей, увеличенное на единицу (рис. 6,б). Параллельное соединение также имеет две разновидности: резервное и многоканальное. При резервном соединении имеются чёткие различия основных и резервных элементов. Работоспособные основные элементы находятся в работе. Резервные элементы, вне зависимости от режима (нагруженного, ненагруженного, облегчённого), не включаются в работу, пока работоспособны основные элементы (рис. 6,в). При многоканальном соединении не различают основные и резервные элементы. Все параллельно включённые элементы участвуют в работе, и результаты их работы так или иначе используют при формировании результатов работы всей системы. Если элементы характеризуются производительностью (пропускной способностью, быстродействием, мощностью и пр.), то в системе с многоканальным соединением элементов может создаваться запас производительности, в отличие от системы с минимально необходимым числом элементов (рис. 6,г). Примеры СВР с последовательно-параллельным и параллельно-последовательным соединением элементов приведены на рис. 6, д-з. Рекурсивно могут быть построены и более сложные структуры.

Функциональное резервирование

Функциональным резервированием (ФР) называют способ повышения надёжности, использующий свойство технических систем (а также живых организмов, биологических и социальных систем) обеспечивать при отказах элементов безотказное функционирование за счёт перераспределения функций и более интенсивной работы элементов, выполнявших до отказа только свои основные функции. Выполнять дополнительные функции они способны лишь временно, и это может сопровождаться некоторым ухудшением общего качества работы, но в допустимых пределах. При ФР в системе нет «лишних» элементов - они все необходимы для выполнения требуемого набора функций. Характерной особенностью этого вида резервирования является как раз то, что даже из идеально надёжной системы нельзя удалить ни одного элемента, не вызвав перераспределения функций элементов и увеличения их функциональной нагрузки уже на постоянной основе, возможно, с переходом на более тяжёлые режимы работы.

Применение ФР обычно сопровождается введением информационной и алгоритмической избыточности.

Информационное резервирование

В современной технике управления и информационно-вычис-лительной технике информационная избыточность и информационное резервирование используются для улучшения многих характеристик. Оно влияет на показатели надёжности, достоверности обработки и передачи информации, точности вычислений, производительности. Способы введения информационной избыточности весьма разнообразны. Информационная избыточность существует в виде избыточности внутреннего информационного языка устройств обработки и передачи данных, в виде избыточности помехоустойчивых кодов. Её можно вводить и как избыточность массивов данных в составе файла данных, и как избыточность файловой структуры в памяти ЭВМ. Можно с уверенностью сказать, что без информационной избыточности в той или иной форме невозможно представить ни один информационный процесс в АСОИУ. Часто без информационной избыточности нельзя использовать другие виды резервирования. Не останавливаясь на косвенных способах влияния информационной избыточности на показатели надёжности, отметим лишь основные способы прямого влияния. Информационная избыточность (ИИ) уменьшает:

Поток отказов системы, так как на все отказы элементов становятся отказами системы; если последствия отказа элемента удаётся устранить за счёт ИИ, то он не считается отказом системы;

Время восстановления за счёт уменьшения объёма работ, обесцененных отказом; при этом уменьшается время, затрачиваемое на повторение обесцененной части работ, и увеличивается полезная наработка;

Время восстановления за счёт сокращения времени обнаружения и поиска неисправности.

Алгоритмическое резервирование (АР)

Для выполнения стоящих перед системой задач необходимо не только иметь некоторый объём информации о характере и условиях выполнения задачи, о процессах, происходящих в системе и окружающей среде, но и обеспечить обработку этой информации в соответствии с алгоритмами функционирования. Каждой системе можно сопоставить алгоритм минимальной сложности. Все прочие алгоритмы, содержащие дополнительное количество операторов, по сравнению с минимальным алгоритмом будут избыточными. АР вводится для преодоления помех и случайных возмущений, вызванных, в частности, отказами элементов аппаратуры. Оно используется во взаимодействии с другими видами резервирования и в ряде случаев является необходимым условием их реализации.

4 Расчет надежности невосстанавливаемых систем с постоянным резервом

Общее постоянное резервирование с целой кратностью. Вероятность отказа Q p параллельно работающих т элементов при r = 1 определяется выражением (2), откуда для равнонадежных элементов

Чем меньше вероятность отказа каждого из элементов, тем выше эффективность постоянного резервирования. Так, если q = 0,1 и 0,01, а k = 1, то выигрыш в снижении вероятности отказа при резервировании составит соответственно 10 и 100. Рассмотрим связь показателей надежности группы резервированных элементов, кратности резервирования k и длительности работы элементов t при экспоненциальном законе распределения времени их безотказной работы. Если интенсивность отказов каждого из элементов, то согласно (1.12), (1.21), (1.22) имеем

Графики изменения P P (t/) и р (t/)/ в зависимости от кратности резервирования и длительности работы системы представлены на рис. 7. Они показывают, что постоянное резервирование эффективно на начальном участке работы системы, когда t .

Для группы резервированных элементов средняя наработка до отказа

Рис. 7

Работа рассматриваемой группы резервированных элементов характеризуется последовательным переходом по мере возникновения отказов от т работающих элементов к т-1, т-2 и далее до одного, отказ последнего приводит к отказу всей группы. Эту последовательность переходов иллюстрирует график, представленный на рис. 8. В случайные моменты времени t 1 , t 2 и т. д. происходят отказы элементов, число работающих элементов n(t) постепенно снижается. Поскольку на каждом из участков T 1 = t 1 , T 2 = t 2 - t 1 и т. д. имеет место совместное функционирование т, т-1 и т. д. элементов, то случайные интервалы времени T 1 , Т 2 ,...,Т т имеют экспоненциальное распределение с интенсивностями отказов соответственно m, (т-1), ..., и средней продолжительностью 1 = 1/(m), 2 = 1/[(т-1)], = 1/. Поскольку, то значение средней наработки до отказа группы резервированных элементов определяется как 1/(m)+1/[(т-1)]+ 1/.

Рис. 8

Резервирование двухполюсных элементов. В большинстве случаев резервные элементы подключают параллельно основному. Однако при дифференциации видов отказов резервирование по каждому из них может осуществляться при различных способах включения резервных элементов. Наиболее характерным в этом отношении является резервирование элементов при отказах типа «обрыв» и «короткое замыкание» (КЗ). Для двухполюсных элементов релейного типа, имеющих два возможных состояния 1 и 0, этим отказам соответствует несрабатывание при наличии управляющего сигнала и ложное срабатывание при отсутствии последнего.

При последовательном соединении релейных элементов (рис. 9,а) несрабатывание любого из элементов приводит к отсутствию цепи между точками а и b. Таким образом, для этого вида отказов последовательное соединение релейных элементов является основным. Для отказов типа ложное срабатывание последовательное соединение является резервным, поскольку этот вид отказа цепи будет иметь место только при отказе двух элементов.

Рис. 9

Из рассмотренного вытекает, что одному и тому же соединению элементов для этих видов отказов соответствуют две структурные схемы. При последовательном соединении релейных элементов осуществляется резервирование по отказам типа КЗ. Если вероятность отказов этого типа для каждого элемента q, то B a = q/q 2 = q -1 . Для отказов типа обрыв, т. е. последовательное включение релейных элементов приводит к повышению вероятности возникновения отказов типа обрыв цепи. При параллельном соединении релейных элементов (рис. 9,б) осуществляется резервирование по отказам типа обрыв с эффективностью B Q = 1/q, а по отказам типа КЗ надежность снижается.

Резервирование с дробной кратностью. При резервировании с дробной кратностью система может функционировать, если из п однотипных работающих параллельно элементов в работоспособном состоянии находятся r. Система отказывает, если число отказавших элементов z составляет. Используя метод перебора состояний, определим вероятность отказа такой системы

В каждом из состояний число работоспособных элементов составляет п - z, а вероятность этого состояния, тогда

где C n z = n!/ - число сочетаний из п элементов по z, причем 0! = 1; =1. При <<1 .

При экспоненциальном законе распределения времени безотказной работы и интенсивностях отказов каждого из элементов

Поскольку без резерва система включает r работающих элементов, то вероятность отказа исходной системы при оценке эффективности резервирования составляет 1-(1-q) r . Так, если система включает три параллельно работающих элемента и r = 2, то при q = 0,1, k = 1/2, т = 2 согласно (11)

Разновидностью постоянного резервирования с дробной кратностью является резервирование с голосованием по большинству (мажоритарное). Структурная схема системы, использующей это способ резервирования, представлена на рис. 10. Параллельно работает нечетное число элементов, их выходные сигналы х 1 , х 2 ,..., х п поступают на вход элемента голосования Г (кворум-элемент), выходной сигнал которого совпадает с сигналом большинства элементов. В системах с таким способом резервирования обычно используются три элемента, реже пять. Для работоспособного состояния системы необходима правильная работа большинства элементов. Отказ системы наступает при числе отказов z m = (n + 1)/2.

Рис. 10

Рис. 11

Вероятность отказа системы с мажоритарным резервированием при n = 3 и n = 5 равнонадежных элементах согласно (10) составляет соответственно:

Q 3 = 3q 2 - 2q 3 ; Q 5 = 10q 3 - 15q 4 + 6q 5 . (12)

Эффективность этого способа резервирования при n=3 составляет B Q = q/(3q 2 - 2q 3) = 1/(3q - 2q 2). Если q < 0,5, резервирование эффективно, при q = 0,5 надежность системы при резервировании не изменяется, а при q > 0,5 резервирование приводит к снижению надежности.

Мажоритарное резервирование широко применяют в системах защиты реакторов и теплотехнического оборудования. Так, система защиты от превышения давления в барабане котла, изображенная на рис. 11,а, включает электроконтактные манометры M1, M2, M3, силовое реле СР и электрический клапан сброса давления К. Система защиты срабатывает при замыкании контактов любых двух манометров из трех. Схема соединения контактов манометров представлена на рис. 11,б. Ток через обмотку силового реле СР протекает при замыкании любых двух пар контактов, специального кворум-элемента в таких системах не требуется. Отказы вида «ложное срабатывание» или «несрабатывание» в системе возникают при соответствующих отказах двух манометров из трех, т. е. этот способ резервирования равнонадежен для обоих видов отказов.


Рис. 12

Поэлементное резервирование. Надежность системы, содержащей группы элементов или отдельные элементы с поэлементным резервированием, рассчитывают с использованием формул общего постоянного резервирования (1), (2), (10). Так, если система состоит из п участков с поэлементным резервированием целой кратностью k i , то вероятность безотказной работы системы

где q ij - вероятность отказа j-го элемента, входящего в i-й участок резервирования.

Для сопоставления эффективности общего и поэлементного резервирования сравним вероятности отказа двух систем, включающих одинаковое n(k+1) число равнонадежных элементов (рис. 12). В первом случае (рис. 12, а) осуществляется общее резервирование системы из п элементов кратностью k, во втором случае (рис. 1 2, б) при поэлементном резервировании каждый из п элементов системы имеет k резервных.

Вероятность отказа системы с общим резервированием

Считая, что вероятность отказа каждого из элементов q<<1 и (1- q) n 1 - nq, получаем. Для раздельного резервирования, используя (13) и считая q<<1, получаем

Эффективность поэлементного резервирования по сравнению с общим составит n k . С увеличением глубины п и кратности k резервирования его эффективность растет. Использование поэлементного резервирования сопряжено с введением дополнительных подключающих элементов, имеющих ограниченную надежность. В связи с этим имеется оптимальная глубина резервирования п опт, при n>п опт эффективность резервирования снижается.

В настоящее время интерес к кадровому резерву возобновился в связи с ожесточившейся конкурентной борьбой за квалифицированный персонал. Компании знают о дефиците опытных руководителей и специалистов не понаслышке, а если верить прогнозам, то ситуация на рынке труда со временем будет только ухудшаться.

Данная тенденция диктует свои правила: принципы работы с персоналом необходимо пересматривать. Материальная мотивация сотрудников уже не является основным аргументом для удержания профессионалов. Настоящий «кадровый голод» менеджеров среднего звена, увольнения ключевых сотрудников из-за невозможности роста и снижения интереса к работе, потеря мотивации рядовыми сотрудниками - таковы реалии. Выход есть: своевременно реагировать на изменения внешней и внутренней среды, формируя кадровый резерв. Конечно, кадровый резерв - не панацея от всех бед, но со многими проблемами в управлении персоналом этот инструмент поможет справиться.

Что такое кадровый резерв и какие задачи он может решить?

Кадровый резерв - это группа работников, потенциально способных к руководящей деятельности, отвечающих требованиям, предъявляемым должностью, подвергшихся отбору и прошедших целевую квалификационную подготовку.

Создание группы резерва обеспечит преемственность в управлении, повысит уровень готовности сотрудников к изменениям в организации, их мотивацию и лояльность, что приведет к снижению уровня текучести кадров и общей кадровой стабилизации. Наличие кадрового резерва позволяет значительно сэкономить финансовые и временные ресурсы при подборе, обучении и адаптации ключевых сотрудников, что также немаловажно.

С чего начать?

Работа по формированию кадрового резерва требует планомерной и системной подготовки. Вначале необходимо провести анализ существующих проблемных зон в управлении персоналом. Самыми распространенными методами являются анализ текучести кадров и социально-психологические исследования в компании. На основании детальной проработки кадрово-учетной документации можно определить не только уровень текучести персонала в компании в целом, но и проблемные должности, цикличность увольнений, социально-психологический портрет увольняющегося сотрудника, что позволит проанализировать причины сложившейся ситуации и наметить приоритетные задачи.

Социально-психологические исследования, анкетирование персонала по определенным направлениям позволят проанализировать сложившуюся ситуацию как в компании в целом, так и в конкретных ее подразделениях, определить уровень лояльности и мотивации персонала, удовлетворенности трудом, проанализировать особенности коммуникации внутри компании и понять основные причины недовольства персонала.

Полезным может оказаться приглашение внешних экспертов в данной области - это позволит взглянуть на многие актуальные проблемы со стороны или изменить стратегию кадровой работы. Детальный и качественный анализ проблемных зон в управлении персоналом позволит определить модель создания кадрового резерва, которая отвечала бы приоритетным задачам компании на данный момент.

Существует несколько моделей формирования кадрового резерва:

  1. Составление прогноза предполагаемых изменений в организационно-штатной структуре. Формирование резерва происходит в соответствии с потребностью в замещении вакантных должностей на определенный период времени. Чаще период планирования составляет1–3 года.
  2. Определение ключевых должностей в компании и формирование резерва для всех руководящих должностей вне зависимости от того, планируется ли замена занимающих их сотрудников.

Выбор варианта осуществляется с опорой на приоритетные задачи, а также финансовые и временные ресурсы. Первый вариант является менее затратным и более оперативным по срокам реализации, второй вариант - более надежным и целостным. При этом выбор второго варианта не исключает составления прогноза возможных изменений - эта процедура может быть включена как этап в процесс создания кадрового резерва.

Вариантов формирования кадрового резерва несколько, а принципы работы с кадровым резервом остаются общими:

  • Гласность . Информация для сотрудников, включенных в кадровый резерв, для потенциальных кандидатов, а также о замещаемых должностях и предполагаемых позициях должна быть открытой. Только в этом случае удастся создать систему, которая будет работать на повышение мотивации и лояльности сотрудников к компании.
  • Конкуренция - один из основополагающих принципов формирования кадрового резерва. Этот принцип подразумевает наличие как минимум двух, а лучше трех кандидатов на одну руководящую позицию.
  • Активность . Для успешного формирования кадрового резерва все заинтересованные и задействованные в процессе лица должны быть активными и инициативными. В большей степени это касается линейных менеджеров, которые несут ответственность за выдвижение кандидатов в кадровый резерв.

После определения пути и принципов формирования кадрового резерва необходимо разработать перечень резервируемых должностей и критерии отбора сотрудников для резерва. Компания может сама определить, по каким критериям осуществлять отбор резервистов. Критерии могут быть едиными для всех включенных в кадровый резерв должностей, а могут дополняться в зависимости от резервируемой должности.

До начала формирования кадрового резерва разрабатывается список базовых должностей для каждой резервируемой вакансии. Соответствие кандидата требованиям базовой должности может являться отдельным критерием отбора. Также необходимо сразу определить максимальное число включаемых в резерв кандидатов на каждую резервируемую вакансию.

Критерии отбора в кадровый резерв могут быть следующими.

  • Возраст . Рекомендуемый возраст сотрудников, рассматриваемых в качестве кандидатов на руководящую должность среднего звена, - 25–35 лет. Это обусловлено уровнем профессионального, жизненного опыта, наличием высшего образования. Отмечают, что именно в данном возрасте сотрудник начинает задумываться не просто о профессиональном становлении, а о личной самореализации, долгосрочных карьерных планах. Таким образом, зачисление в кадровый резерв может стать стимулом к профессиональному развитию и повысить мотивацию на работу. В резерв руководителей высшего звена не рекомендуется включать сотрудников старше 45 лет.
  • Образование . Данный критерий характеризует возможный уровень и специфику образования кандидата. Рекомендуемый уровень образования на руководящую позицию среднего звена - высшее, желательно профессиональное. В качестве резервистов на позиции топ-менеджеров организации лучше рассматривать сотрудников, имеющих высшее образование в сфере управления, экономики и финансов.
  • Опыт работы в компании на базовой должности . Многие компании предпочитают включать в кадровый резерв только кандидатов, получивших профессиональный опыт в данной организации. Другие отдают предпочтение профессионалам, а где опыт был получен - не важно. Данный критерий отражает основные принципы корпоративной культуры организации и должен соответствовать принятым в компании нормам.
  • Результаты профессиональной деятельности . Кандидат на включение в кадровый резерв должен успешно выполнять свои обязанности на занимаемой должности, показывать стабильные профессиональные результаты, иначе его зачисление в резерв будет носить формальный характер и демотивировать других сотрудников.
  • Стремление кандидата к самосовершенствованию, развитию своей карьеры - самый важный критерий отбора. Отсутствие желания и профессиональная ограниченность могут стать главными препятствиями для включения в кадровый резерв, несмотря на полное соответствие кандидата требованиям резервируемой должности по другим критериям.

Список не ограничивается перечисленными критериями. Каждая организация может его дополнять или сокращать в соответствии с задачами, решаемыми с помощью кадрового резерва, и устоявшихся норм корпоративной культуры. Если критерии отбора определены, списки резервируемых и базовых должностей составлены, то нужно определить порядок формирования кадрового резерва.

Процесс формирования кадрового резерва

Шаг 1. Выдвижение кандидатов на основании критериев и принципов формирования. Ответственными за выдвижение кандидатов являются их непосредственные руководители, сотрудники службы персонала также могут участвовать в этом процессе. Лучший вариант - когда за выдвижение сотрудников в кадровый резерв несет ответственность линейный менеджер, т. к. именно он может наиболее адекватно оценить потенциал сотрудника.

Шаг 2. Формирование общих списков кандидатов для кадрового резерва. Списки формируются сотрудниками службы персонала на основании представлений линейных менеджеров.

Шаг 3. Психодиагностические мероприятия с целью определения потенциальных возможностей кандидатов для резерва, лидерских качеств, психологических, индивидуальных особенностей, уровня мотивации и лояльности, а также истинного отношения к зачислению в кадровый резерв. Для этой цели могут применяться различные методы. Самыми эффективными являются интервью и оценочные деловые игры, а самым экономичным по времени и сомнительным по результатам - психологическое тестирование. По итогам данных мероприятий составляются личностно-психологические характеристики, рекомендации и прогнозы. Данный этап предполагает искусственный (по результатам психодиагностических мероприятий и испытаний) и естественный отсев, когда кандидат по каким-либо причинам сам отказывается от зачисления в кадровый резерв.

Шаг 4. Формирование итоговых (или уточненных) списков сотрудников, зачисленных в кадровый резерв, с точным указанием резервируемой должности.

Шаг 5. Утверждение списков приказом генерального директора компании. Конечно, процесс формирования кадрового резерва может видоизменяться. Количество этапов может варьироваться в связи с выбранной моделью создания резерва конкретной компании.

После определения и утверждения процесса формирования необходимо продумать основные принципы и систему работы с кадровым резервом.

Основные задачи, решаемые в процессе подготовки резервистов

  1. Развитие необходимых качеств для работы на резервируемой должности.
  2. Получение необходимых знаний, умений и навыков, необходимых для выполнения предполагаемых функций.
  3. Получение практического опыта применения знаний, умений, навыков в реальных условиях (замещение руководителя во время отпуска, стажировка).
  4. Укрепление положительного имиджа резервистов.
  5. Повышение статуса резервистов в компании.

Для реализации этих целей разрабатывается программа индивидуального развития сотрудника, которая может включать повышение квалификации, получение второго высшего образования и МВА, прохождение тренингов, стажировку. В компании создается программа обучения, реализуемая внутренними или внешними силами. Основными принципами обучения являются индивидуальность и практическая значимость, т. е. программа обучения должна учитывать результаты психодиагностических мероприятий и испытаний, специфику резервируемой должности, стаж и опыт работы каждого из сотрудников, их потребности и пожелания в плане профессионального роста.

Особое внимание следует уделить вопросу продолжительности обучения и развития сотрудника до перевода на резервируемую должность. Этот срок может быть регламентирован внутренними нормативными документами и зависеть от должности или рекомендаций относительно каждого отдельного сотрудника. При этом иногда возникают такие ситуации, когда обозначенный срок подходит к концу, а должности нет либо сотрудник не готов ее занять. В первом случае можно ввести позицию заместителя и при успешной подготовке назначить резервиста на эту должность. У сотрудника будет возможность показать себя «в деле», а у компании - время и возможность оценить дальнейшие перспективы, иначе существует риск ухода подготовленного специалиста из компании и безвозвратной потери вложенных в его обучение средств. Во втором случае можно проинформировать сотрудника о результатах подготовки и зонах развития и определить новые сроки. В любом случае следует соблюдать принцип открытости и конкуренции.

На стадии проектирования СЭС для обеспечения требуемой надежности приходится во многих случаях как минимум дублировать отдельные элементы и даже отдельные системы, т.е. использовать резервирование.

Резервирование характерно тем, что оно позволяет повысить надежность системы по сравнению с надежностью составляющих ее элементов. Повышение надежности отдельно взятых элементов требует больших материальных затрат. В этих условиях резервирование, например, за счет введения дополнительных элементов является эффективным средством обеспечения требуемой надежности систем.

Если при последовательном соединении элементов общая надежность системы (т.е. вероятность безотказной работы) ниже надежности самого ненадежного элемента, то при резервировании общая надежность системы может быть выше надежности самого надежного элемента.

Резервирование осуществляется путем введения избыточности. В зависимости от природы последней резервирование бывает:

Структурное (аппаратное);

Информационное;

Временное.

Структурное резервирование заключается в том, что в минимально необходимый вариант системы, состоящей из основных элементов, вводятся дополнительные элементы, устройства или даже вместо одной системы предусматривается использование нескольких одинаковых систем.

Информационное резервирование предусматривает использование избыточной информации. Его простейшим примером является многократная передача одного и того же сообщения по каналу связи. Другим примером являются коды, применяемые в управляющих ЭВМ для обнаружения и исправления ошибок, возникающих в результате сбоев и отказов аппаратуры.

Временное резервирование предусматривает использование избыточного времени. Возобновление прерванного в результате отказа функционирования системы происходит путем ее восстановления, если имеется определенный запас времени.

Существует два метода повышения надежности систем путем структурного резервирования:

1) общее резервирование, при котором резервируется система в целом;

2) раздельное (поэлементное) резервирование, при котором резервируются отдельные части (элементы) системы.

Схемы общего и раздельного структурного резервирования представлены соответственно на рис. 5.3 и 5.4, где n число последовательных элементов в цепи, m – число резервных цепей (при общем резервировании) или резервных элементов для каждого основного (при раздельном резервировании)

При m=1 имеет место дублирование, а при m=2 – троирование. Обычно стремятся по возможности применять раздельное резервирование, т к при этом выигрыш в надежности часто достигается значительно меньшими затратами, чем при общем резервировании.

В зависимости от способа включения резервных элементов различают постоянное резервирование, резервирование замещением и скользящее резервирование.

Постоянное резервирование – это такое резервирование, при котором резервные элементы участвуют в работе объекта наравне с основными. В случае отказа основного элемента не требуется специальных устройств, вводящих в действие резервный элемент, поскольку он включается в работу одновременно с основным.

Резервирование замещением – это такое резервирование, при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного. При резервировании замещением необходимы контролирующие и переключающие устройства для обнаружения факта отказа основного элемента и переключения с основного на резервный.

Скользящее резервирование – представляет собой разновидность резервирования замещением, при котором основные элементы объекта резервируются элементами, каждый из которых может заменить любой отказавший элемент.

Оба вида резервирования (постоянное и замещением) имеют свои преимущества и недостатки.

Достоинством постоянного резервирования является простота, т.к. в этом случае не требуются контролирующие и переключающие устройства, понижающие надежность системы в целом, и, самое главное, отсутствует перерыв в работе. Недостатком постоянного резервирования является нарушение режима работы резервных элементов при отказе основных.

Включение резерва замещением обладает следующим преимуществом: не нарушает режима работы резервных элементов, сохраняет в большей степени надежность резервных элементов, позволяет использовать один резервный элемент на несколько рабочих (при скользящем резервировании).

В зависимости от режима работы резервных элементов различают нагруженный (горячий) и ненагруженный (холодный) резерв.

Нагруженный (горячий) резерв в энергетике называют также вращающимся или включенным. В данном режиме резервный элемент находится в том же режиме, что и основной. Ресурс резервных элементов начинает расходоваться с момента включения в работу всей системы, и вероятность безотказной работы резервных элементов в этом случае не зависит от того, в какой момент времени они включаются в работу.

Облегченный (теплый) резерв характеризуется тем, что резервный элемент находится в менее нагруженном режиме, чем основной. Поэтому, хотя ресурс резервных элементов также начинает расходоваться с момента включения всей системы в целом, интенсивность расхода ресурса резервных элементов до момента их включения вместо отказавших значительно ниже, чем в рабочих условиях. Этот вид резерва обычно размещается на агрегатах, работающих на холостом ходу, и, следовательно, в данном случае ресурс резервных элементов срабатывается меньше по сравнению с рабочими условиями когда агрегаты несут нагрузку Вероятность безотказной работы резервных элементов в случае этого вида резерва будет зависеть как от момента их включения в работу, так и от того, насколько отличаются законы распределения вероятности безотказной работы их в рабочем и резервном условиях.

В случае ненагруженного (холодного) резерва резервные элементы начинают расходовать свой ресурс с момента их включения в работу вместо основных. В энергетике этим видом резерва служат обычно отключенные агрегаты.

Расчеты надежности систем с параллельно включенными элементами зависят от способа резервирования.

НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЩЕМ РЕЗЕРВИРОВАНИИ

Будем считать, что резервируемые и резервные элементы равнонадежны, т.е.
и
. Для удобства вероятности безотказной работы и появления отказов отдельных элементов обозначаем в этом и последующем разделах прописными буквами.

С учетом схемы замещения (рис 5.5) и формулы (5.18) вероятность отказа системы с m резервными цепями можно рассчитать следующим образом:

, (5.22)

где (t) – вероятность отказа основной цепи,
– вероятность отказаi-й резервной цепи.

Соответственно вероятность безотказной работы системы

(5.23)

В соответствии с формулой (5 8) имеем

(5.24)

При одинаковых вероятностях отказов основной и резервной цепей
формулы (5 22) и (5 23) принимают вид:

, (5.25)

(5.26)

Среднее время безотказной работы системы при общем резервировании

(5.27)

где – интенсивность отказов системы,
, – интенсивность отказов любой из (m+1) цепей, – интенсивность отказовi-го элемента

Для системы из двух параллельных цепей (m=1) формула (5.27) принимает вид:

(5.28)

Среднее время восстановления системы в общем случае определяется по формуле

(5.29)

где – среднее время восстановленияi-ой цепи.

Для частного случая m=1 формула (5.29) принимает вид:

Пример 5.2.

Рассчитать вероятность безотказной работы в течение 3 месяцев, интенсивность отказов, среднюю наработку на отказ одноцепной ВЛ длиной l=35км вместе с понижающим трансформатором 110/10кВ и коммутационной аппаратурой (рис 5.6).

Схема замещения по надежности рассматриваемой СЭС представляет собой последовательную структуру (рис 5.7)

Интенсивности отказов элементов взяты из табл 3.2:

;

;




Согласно формуле (5.7) определяем интенсивность отказов схемы питания

Этот расчет показывает, что доминирующее влияние на выход схемы из строя оказывает повреждаемость воздушной линии. Средняя наработка на отказ схемы питания

Вероятность безотказной работы схемы в течение t=0,25года

Пример 5.3.

Определить, насколько выше показатели надежности понизительной трансформаторной подстанции 110/10кВ при постоянной совместной работе обоих трансформаторов в течение 6 месяцев по сравнению с однотрансформаторной подстанцией. Отказами коммутационных аппаратов и преднамеренными отключениями пренебрегаем.

Исходные данные, взятые из табл. 3.2, следующие:


;

Вероятность безотказной работы в течение 6 месяцев одного трансформатора

Средняя наработка на отказ одного трансформатора

Вероятность безотказной работы двухтрансформаторной подстанции, рассчитанная по формуле (5.20):

Средняя наработка на отказ двухтрансформаторной подстанции, рассчитанная по формуле (5.28):

лет

Интенсивность отказов двухтрансформаторной подстанции

Среднее время восстановления двухтрансформаторной подстанции (см. формулу (5.30))

Анализ результатов показывает, что надежность двухтрансформаторной подстанции намного превышает надежность однотрансформаторной подстанции.

Пример 5.4.

Рассмотрим секцию РУ 6кВ, от которой питаются 18 отходящих линий (рис. 5.8) Интенсивность отказов выключателей, сопровождающихся короткими замыканиями, оценивается величиной = 0,003
, интенсивность отказов с

короткими замыканиями для сборных шин на одно присоединение
(см. табл. 3 2). Определить интенсивность кратковременных погашений секции РУ, предполагая абсолютную надежность автоматического ввода резерва (АВР) и выключателяQ2, резервирующего питание секции.