Низкая надежность автоматических систем приводит к увеличению времени их простоя, увеличению эксплуатационных расходов, гибели дорогостоящей аппаратуры. Для гражданской техники это означает увеличение себестоимости и понижение производительности труда, для военной техники – это понижение ее боевой эффективности.

Таким образом, важность решаемых современными автоматическими системами задач, с одной стороны, и дороговизна таких систем, с другой стороны, требуют их высокой надежности.

Современные методы позволяют спроектировать и изготовить систему сколь угодно высокой надежности. Однако такая система будет иметь большой все, габариты и стоимость.

Очевидно, по множеству показателей автоматическая система должна иметь некоторую оптимальную надежность. Для установления оптимальности необходим критерий качества. Таким критерием, например, для военной аппаратуры может быть критерий максимальной боевой эффективности, а для гражданской – критерий минимальной стоимости.

Согласно критерию максимальной боевой эффективности автоматическая система будет наилучшей, если ее боевая эффективность максимальна. Количественными характеристиками боевой эффективности могут быть: необходимое количество средств для выполнения задачи; вероятность нанесения заданного ущерба определенной цели и определенным числом средств, или другие подобные характеристики.

Боевая эффективность зависит от точности, надежности и живучести. Чем выше точность, надежность и живучесть, тем выше боевая эффективность.

Высокая точность наиболее часто достигается усложнением системы управления. Усложнение же аппаратуры, если это делается не в целях повышения надежности, приводит, при прочих равных условиях, к понижению ее надежности. Поэтому для достижения боевой эффективности необходимо разумно устанавливать соотношение между точностью и надежностью.

Обычно скорость роста боевой эффективности понижается с ростом точности и надежности. Существуют такие значения точности и надежности, выше которых значительному увеличению этих характеристик соответствует незначительное увеличение боевой эффективности. Поэтому всегда оказывается целесообразным ограничить точность и надежность автоматических систем.

В некоторых случаях критерий максимальной боевой эффективности оказывается недостаточным при разработке тактико-технических требований на надежность военной аппаратуры. Необходимо дополнительно учитывать важность выполняемых задач, разрушительное действие современного оружия, а также стоимость аппаратуры. Все это исключительно усложняет разработку тактико-технических требований. Задача усложняется еще тем, что не существует единой количественной характеристики надежности. Обычно требуется большое число характеристик, позволяющих достаточно полно оценивать надежность военных автоматических систем.

Согласно критерию минимума стоимости аппаратура является оптимальной, если при прочих равных ее качествах суммарная стоимость проектирования, изготовления и эксплуатации минимальна.

Проектирование и изготовление высоконадежной аппаратуры требуют дополнительных средств. Это обусловлено тем, что высоконадежная аппаратура состоит из более дорогих элементов, требует дополнительной затраты времени на проектирование, специальной технологии изготовления и т.п.

Однако высоконадежная аппаратура имеет меньшее число отказов, чем аппаратура, имеющая низкую надежность. Это уменьшает время вынужденного простоя аппаратуры, необходимое число запасных деталей и узлов, позволяет уменьшить число высококвалифицированного и технического персонала, а следовательно, снизить эксплуатационные расходы.

Таким образом, с увеличением надежности аппаратуры растет стоимость проектирования и изготовления, но уменьшается стоимость эксплуатации.

Критерия минимума стоимости для гражданской аппаратуры так же, как и критерия максимальной боевой эффективности для военной, бывает недостаточно при разработке технических требований на надежность сложных автоматических систем.

Требования на надежность автоматических систем, разработанные на основании критериев максимальной боевой эффективности и минимума стоимости, настолько высоки, а надежность элементов настолько низка, что удовлетворить этим требованиям, не прибегая к специальным мерам по повышению надежности, часто не представляется возможным.

Рассмотрим наиболее эффективные методы повышения надежности, их достоинства и недостатки.