تحقیق روش تحمل پذیری خطا با تکنیک افزونگی در رباتها

توضیحات

 عنوان فارسی: روش تحمل پذیری خطا با تکنیک افزونگی در رباتها

• چکیده
• مقدمه
• قابلیت اطمینان
• تحمل پذیری خطا
• اهداف تحمل پذیری خطا
• کاربردهای یک سیستم تحمل پذیر خطا
• تحمل پذیری خطا به عنوان یک هدف طراحی
• تعاریف بنیادی
• علل بروز خطا
• فلسفه های طراحی برای فائق آمدن بر خطا
• افزونگی به عنوان تکنیکی برای تحمل پذیری خطا
• افزونگی سخت افزاری
• افزونگی اطلاعاتی
• افزودگی زمانی
• افزونگی نرم افزاری
• مقایسه روش­های افزونگی جهت تحمل پذیری خطا
• نتیجه ­گیری

 چکیده

سیستم­های صنعتی مدرن، در طول عملکرد خود دارای تنوعی از مشکلات هستند که برای مقابله با آنها نیاز به تکنیک و روش­های قاعده­مند مشخص و مستقل می­باشد. رشد سریع تکنولوژی در چند دهه اخیر باعث ایجاد سیستم­های دینامیکی جدیدی شده است. یکی از انواع جدیدی سیستم­ها، ربات­ها می باشند. در این پروژه سعی شده است تا با مرور بر این سیستم، به بررسی تاثیر وقوع خطا در عملکرد آنها بپردازیم. در این تحقیق، روشهایی برای ایجاد تحمل پذیری خطا در ربات­ها ارائه شده است. ایجاد تحمل پذیری خطا در سیستمهای گسترده، امری دستیافتنی و در عین حال دشوار است. یك سیستم چندعامله به عنوان نمونة مهمی از سیستمهای گسترده با بهرهگیری از تكنیكهای رایج تحمل پذیری خطا میتواند قابلیت آن آمدن با انواع متفاوتی از خطاها را پیدا آند. اما آنچه در این تحقیق مورد تاکید است استفاده از ذات چندعاملة سیستمها و بهرهگیری از تكنیكهایی است که برخاسته از ویژگیهای خاص سیستمهای چندعامله است.

 

مقدمه

افزایش قابلیت اطمینان عملیات سیستم های كامپیوتری بوسیله پیاده سازی تحمل پذیری خطا، امكان پذیر است. تحمل پذیری خطا در یك سیستم دیجیتالی از طریق افزونگی^[1] در سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات یا محاسبات بدست می آید. این قبیل افزونگی می تواند در پیكربندی ایستا، پویا یا تركیبی پیاده سازی شود، افزونگی سخت افزاری بوسیله فراهم كردن دو یا تعداد بیشتری نمونه های فیزیكی از یك مولفه سخت افزاری بدست می آید. به عنوان نمونه، یك سیستم می تواند شامل پردازنده ها، حافظه ها یا گذرگاه های اضافی باشد. در این سند به بررسی وضعیت افزونگی و پشتیبان گیری سیستمی رباتها خواهیم پرداخت.

اهداف طراحی تحمل پذیری خطا، كاربردهای آن خواهیم پرداخت. همچنین انواع تكنیك های افزونگی را بررسی كرده و آنها را از نظر كارایی و مشكلاتشان مقایسه خواهیم كرد.

 

قابلیت اطمینان^[2]

قابلیت اطمینان در واقع احتمال موفقیت، یا احتمال این است که سیستم بدون وقوع خرابی به وظایف تعیین شده با محدودیت‌های تعیین شده در طراحی (مانند محدوده زمانی و مکانی عمل سیستم) عمل کند.

تعریف قابلیت اطمینان بر تعریف وقوع خرابی بنا شده‌است.

برای اندازه گیری قابلیت اطمینان یک سیستم ابتدا سیستم به اجزایی شکسته می‌شود و قابلیت اطمینان سیستم برحسب قابلیت اطمینان اجزای آن بیان می‌گردد. برای محاسبه قابلیت اطمینان هر جزء براساس داده‌های آماری در دسترس، مدلی برای نرخ وقوع خرابی انتخاب می‌شود و پارامترهای آن براساس داده‌های موجود تخمین زده می‌شوند.

روابطی که در شکل شماره 1 آمده است، روابطی است که برای مدل کردن ریاضی نظریه قابلیت اطمینان به کار می رود که از جمله روابط مهم آن می توان به محاسبه نرخ مخاطره اشاره کرد؛ که معمولاً برای نشان دادن رفتار وقوع خرابی تصادفی (وقوع خرابی در مراحل میانی عمر سیستم) به کار می رود.

شکل 1 روابط ریاضی اصلی برای مدل کردن ریاضی نظریه قابلیت اطمینان

برای هر سیستمی و در هر پروژه‌ای، اولین قدم در مهندسی قابلیت‌اطمینان، مشخص كردن ملزومات قابلیت‌اطمینان آن می‌باشد.

مهندسی قابلیت‌اطمینان باید ملزومات وظایفی كه در راستای تامین قابلیت‌اطمینان سیستم انجام می‌گیرند، مستندسازی مراحل طراحی و توسعه سیستم، تست‌ها، تولید و عملكرد را مشخص نماید. وظایف قابلیت‌اطمینان شامل انواع تحلیل‌ها، برنامه‌ریزی‌ها و گزارشات شكست‌ها می‌باشد. انتخاب نوع وظایف و سطح كارهای مورد نظر كاملا بستگی به اهمیت سیستم، نوع كاركرد آن و هزینه‌های تعریف شده دارد. سیستم‌های مهم احتیاج به گزارشات رسمی شكست داشته تا در مراحل بعدی توسعه بكار رود. در حالی كه سیستم‌های كم اهمیت‌تر می‌توانند به گزارشات تست‌های نهایی اكتفا نمایند. بطور كلی اهم وظایف و برنامه‌های رایج قابلیت‌اطمینان بصورت مستند در استانداردهای حوزه‌های مختلف تدوین شده‌اند.

رسیدن به قابلیت اطمینان بالا در یک سامانه مستلزم رعایت خیلی از نکات در طراحی، تولید و برنامه سازی می باشد. به عنوان مثال طراحی برای قابلیت‌اطمینان (DFR^[3]) یعنی عناصری را به مرحله طراحی سیستم در راستای تامین قابلیت‌اطمینان آن وارد كنیم. در واقع قابلیت‌اطمینان باید از مرحله طراحی وارد سیستم شود. قدم اول در DFR همان تنظیم ملزومات قابلیت‌اطمینان است. در همان مرحله طراحی است كه ملزومات قابلیت‌اطمینان با همكاری مهندسین طراح و مهندسین قابلیت‌اطمینان در طراحی اجزا و اركان سیستم دخالت داده می‌شوند.

استفاده از مدل‌های قابلیت‌اطمینان در این مرحله از ضروریات است. در این راستا از  بلوك دیاگرام‌ها و دیاگرام‌های درختی عیوب جهت مدل‌سازی تصویری ارتباط بین اجزای سیستم استفاده می‌شود. از راه این مدل‌سازی‌ها و استفاده از اطلاعات آماری گذشته می‌توان در مرحله طراحی میزان قابلیت‌اطمینان و احتمال شكست در سیستم را پیش‌بینی نمود گرچه این پیش‌بینی نمی‌تواند خیلی قابل اتكا باشد ولی می‌تواند برای درك تفاوت روش‌های مختلف طراحی مورد استفاده قرار گیرد.

یكی از روش‌های مهم و رایج بكار رفته در طراحی DFR استفاده از افزونگی می‌باشد. یعنی اگر یك قطعه یا زیرسیستم دچار شكست شد، قطعه یا زیرسیستم آماده خدمت یا پشتیبان وجود داشته باشد تا وارد عمل شده و از شكست كل سیستم جلوگیری نماید. این روش میزان قابلیت‌اطمینان را بطور چشمگیری افزایش می‌دهد و در بعضی موارد تنها راهكار نیز می‌باشد ولی در عین حال بسیار پرهزینه و مشكل است.

تكنیك دیگر بكار رفته در طراحی، توجه به فیزیك شكست می‌باشد بطور مثال بررسی و تحلیل روند فیزیكی شكست بر اثر اعمال تنش و بدست آوردن تغییرات كرنش قطعه در برابر تنش. در این حالت می‌توان نواقص طراحی را بر طرف كرده و قابلیت‌اطمینان سیستم را افزایش داد.

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق