Теоретические сведения. При анализе любой реальной технической системы как объекта контроля необходимо сначала определить те неисправные состояния
При анализе любой реальной технической системы как объекта контроля необходимо сначала определить те неисправные состояния, которые должны различаться при контроле. Поскольку для сложных систем, состоящих из большого числа элементов, количество возможных неисправных состояний велико и может потребовать проверки очень большого числа параметров, то при контроле ограничиваются обычно лишь выявлением наиболее вероятных неисправных состояний системы в соответствии с опытом эксплуатации подобных систем. Считается также, что вероятность одновременного отказа двух и более элементов мала, и эти состояния не рассматриваются.
После отбора контролируемых состояний определяются возможные признаки этих состояний и технические возможности проверки таких признаков. Под признаками понимаются отклонения от нормы значений параметров, а также другие внешние проявления, свидетельствующие о неисправностях системы.
На практике редко бывает так, что какое-либо состояние может однозначно характеризоваться одним признаком. Чаще всего существует сложная взаимосвязь между состояниями и признаками, когда одному состоянию соответствует несколько различных признаков или один признак соответствует нескольким состояниям.
Для удобства рассмотрения взаимосвязей состояний и их признаков составляют таблицу неисправностей. Каждому состоянию системы в таблице соответствует определенная колонка, а каждому признаку - определенная строка. Если признак соответствует данному состоянию, в клетке таблицы, находящейся против этого признака и состояния, ставится единица, если не соответствует - нуль.
При составлении таблицы неисправностей надо следить за тем, чтобы не было одинаковых колонок или строк. Если имеются одинаковые колонки, это означает, что соответствующие им состояния не могут различаться между собой комплексом признаков, имеющихся в таблице, и надо в таблицу добавить такой признак, который различал бы эти состояния. Одинаковость строк
свидетельствует о том, что соответствующие признаки совершенно равнозначны и один из них может быть опущен.
Таблица Упрощенная таблица неисправностей компьютера
| Признаки неисправности компьютера | Неисправный блок (неисправность) | |||||
| блок питания | видео плата | монитор | ОЗУ | вентилятор процессора | Система заражена вирусом | |
| Отсутствие характерного «рабочего» шума | ||||||
| Отсутствие изображения | ||||||
| Горит красный индикатор на мониторе | ||||||
| Регулярный отказ в работе через некоторое время после включения | ||||||
| Частые случайные сбои программ | ||||||
| Замедление работы, наличие странных файлов на диске, аудио/видео эффекты |
Из общей совокупности признаков (параметров) могут быть найдены такие их сочетания, которые позволяют решать, работоспособна (исправна) или неработоспособна (неисправна) система. Для этого надо взять такие параметры, которые все вместе имели бы единицы против всех состояний системы, имеющихся в таблице. В некоторых системах, имеющих непрерывную структуру (следящие системы, системы автоматического регулирования), такой контроль возможен по выходным сигналам при подаче на вход системы определенных тестовых сигналов.
Таким образом, исправна или неисправна проверяемая система, можно установить по ограниченному числу параметров. Однако этих параметров, как правило, бывает недостаточно для поиска неисправностей и обычно требуется проведение дополнительных проверок. Таким образом, встает задача об определении минимального комплекса параметров, которые в совокупности могли бы различить любое из состояний, в котором может находиться система. Этот комплекс параметров часто называют минимальным диагностическим тестом.
В настоящее время существует целый ряд методов определения таких тестов. Рассмотрим метод отбора контролируемых параметров на примере упрощенной таблицы неисправностей компьютера. Символами Si обозначены состояния системы, а символами Yj - признаки этих состояний.
Таблица 1 Таблица 2
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | W | |
| Y1 | |||||||
| Y2 | |||||||
| Y3 | |||||||
| Y4 | |||||||
| Y5 | |||||||
| Y6 |
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | W | |
| Y1 | |||||||
| Y2 | |||||||
| Y3 | |||||||
| Y4 | |||||||
| Y5 | |||||||
| Y6 |
Таблица 3 Таблица 4
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | W | |
| Y1 | |||||||
| Y2 | |||||||
| Y3 | |||||||
| Y4 | |||||||
| Y5 | |||||||
| Y6 |
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | W | |
| Y1 | |||||||
| Y2 | |||||||
| Y3 | |||||||
| Y4 | |||||||
| Y5 | |||||||
| Y6 |
Таблица 5
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | W | |
| Y1 | |||||||
| Y2 | |||||||
| Y3 | |||||||
| Y4 | |||||||
| Y5 | |||||||
| Y6 |
Максимальную информацию о состоянии системы несет тот признак, который реагирует на половину состояний. Признак 
реагирует соответственно на три состояния из шести. Проверив этот признак, можно установить ту группу состояний, среди которых находится неисправное состояние, и далее поиск неисправности ограничить только этой группой. Мерой информативности любого из признаков Yj может быть значение 
,равное произведению числа единиц на число нулей в строке данного признака: 
= 
* 
,
где, и - соответственно количество единиц и нулей в j-й строке.
Подсчитав значение для всех признаков 
таблицы, можно определить самый информативный из них. В нашем случае таким признаком является , для которого W=9. Признак отбираем в диагностический тест в качестве первого контролируемого параметра при поиске неисправностей.
После проверки этого параметра будет ясно, среди какой группы состояний (S1, S2, S3 или S4, S4, S5) находится неисправное состояние. Перестроим таблицу так, чтобы все колонки со значением = 0 оказались левее колонок с
Y5 = 1. Теперь таблица разделена на две подтаблицы, соответствующие двум группам состояний. Для новой таблицы опять определим значения WYj, но вычислять их будем как сумму значений для каждой из подтаблиц по формуле
,
где 1, ml, n1 - соответственно номер подтаблицы, число единиц и нулей в
j-й строке подтаблицы.
Анализируя значения WYj для новой таблицы, снова находим и отбираем наиболее информативный параметр, каковым оказывается параметр Y3. По строке, содержащей этот параметр, производим аналогичную процедуру перестроения для каждой из подтаблиц. Если строка подтаблицы состоит из одного элемента или всех элементов строки, то данную подтаблицу не перестраиваем.
Повторяем операции подсчета WYj и перестроения таблиц до тех пор, пока все значения WYj не станут равны нулю. Параметры, не отобранные в диагностический тест, дополнительной информации не несут.
Таким образом, для определения места неисправности достаточно проконтролировать четыре параметра: Y5, Y3, Y1, Y4, которые и составляют минимальный диагностический тест.