Биологические решения проблемы повышения надежности

Риск, связанный с ненадежностью

В словаре "Ларусс" надёжность определяется следующим образом: "вероятность работы без поломок какого-либо устройства в определенных условиях в течение определенного периода времени".

Понятие надежности тесно связано с научно-технической революцией, которая предоставила в наше распоряжение, особенно в течение последних двух-трех десятилетий, бесконечное количество сложных и тонких механизмов. Сохраняется и, вероятно, еще будет сохраняться значительный разрыв между скоростью развития технического прогресса и повышением коэффициента надежности. Автоматические приборы, используемые для связи, управления, контроля, регулировки имеют огромное количество элементов, каждый из которых в любой момент может выйти из строя. Игорь Губерман писал в 1970 г., что в течение двух лет ракета "Атлас" не могла взлететь из-за неисправности ее некоторых составных элементов. Полет американского космонавта Гленна откладывался около десяти раз. Передатчик первого советского зонда, направленного в сторону Венеры, вышел из строя через несколько недель полета, намного раньше прибытия в район планеты установилась тишина. Разве мы не должны испытывать разочарование, видя, как усилия сотен техников рассеиваются в прах?

Но из-за все еще низкой надежности могут возникнуть поистине трагические ситуации для человечества.

Представим себе, что возникла неисправность в атомном реакторе, что у контейнера с радиоактивными отходами, сброшенного в "резервацию" на дне океана, в результате давления воды случайно вышел из строя обеспечивающий его герметичность механизм, что, наконец, самолеты, патрулирующие днем и ночью вдоль границ с атомными бомбами на борту, получили бы, в результате неисправности в электронной системе определения целей, приказ сбросить свой груз? Какие экологические катастрофы и какой ужасный геноцид могли бы иметь место?

Вот почему для обеспечения как можно высокой степени надежности роботы постоянно и тщательно контролируют поведение атомных реакторов, а оснащение ракет или самолетов с атомными зарядами сверхтщательно проверяется и пересматривается. Один американский техник утверждал, что если бы сегодняшние телевизоры работали бы столь же надежно, как орбитальная станция, ремонтные службы можно бы окончательно ликвидировать.

Но теория вероятностей заставляет нас быть исключительно осторожными. Надежность, равная 0,99 (идеальная надежность на современной стадии развития техники), означает, что соответствующий элемент работает надежно в 99 случаях из 100. Но если механизм имеет 100 элементов, каждый из которых необходим для его работы в целом, расчет вероятностей показывает, что в случае совместного использования коэффициенты надежности каждого элемента в отдельности должны быть перемножены. Полученный результат с полным основанием вызывает озабоченность: наш автомат будет работать надежно только в 37 случаях из 100. Что уж говорить о намного более сложных инструментах, состоящих из десятков тысяч и даже сотен тысяч элементов, каждый со своим коэффициентом надежности? Американские конструкторы высчитали, что одна твердая частица размером с пылинку может отклонить самую совершенную баллистическую ракету от установленной траектории на 3-4 км. В таких случаях, как говорил известный английский физик, конструктор должен защищать сверхчувствительные приборы так же, как поступила природа, когда поместила мозг и его фантастический нейронный коммутатор в каркас черепной коробки, а ее основной проводник - спинной мозг - в костную броню позвоночника.

Перед лицом столь суровой действительности, перед которой ставит технику теория вероятностей, единственным путем остается обеспечение максимальной надежности, следовательно самого высокого коэффициента безопасности работы. Но каким образом?