CC BY
12
Sokolova Viktoria Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, sokolo-va_vika@inbox.ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny,
Orekhovskaya Alexandra Aleksandrovna, candidate of agricultural sciences, docent, head of department, orehovskaja_aa@bsaa.edu.ru, Russia, Maiskiy village, Belgorod State Agrarian University named after V.Ya. Gorin,
Ariko Sergey Yevgen'evich, candidate of technical sciences, docent, sergeyariko@mail.ru. Republic of Belarus, Minsk, Belarusian State Technological University,
Krivonogova Alexandra Stanislavovna, candidate of technical sciences, docent, kas.spb.lta@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Saint Petersburg State Forest Technical University,
Pushkov Yury Leonidovich, candidate of technical sciences, docent, pushkov_yura@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Saint Petersburg State Forest Technical University
УДК 004.42
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-184-188
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПЫТАНИЙ
Я.Н. Гусеница, Э.Р. Мингачев, Д.О. Петрич
В данной работе предложена методика автоматизированного оценивания эффективности испытаний, основывающаяся на вычислении ключевых показателях теории эффективности - результативности, оперативности и ресурсоемкости. Методика позволяет получить численную оценку эффективности проведения испытаний - как априорную, необходимую при планировании, так и апостериорную, требующуюся при анализе результатов. На основе предложенной методики разработана программа, позволяющая автоматизировать процесс оценивания. Программа позволяет получать как общую оценку, так и оценку каждого из показателей по-отдельности, а также экспортировать и импортировать введенные данные и искомые результаты.
Ключевые слова: испытания, объём испытаний, стоимость испытаний, оценка, достоверность, полнота, эффективность, ресурс, автоматизация.
В современных условиях создание принципиально новой продукции неотъемлемо связано с проведением испытаний, которые позволяют проверить конструктивно-технологические решения, соответствие показателей качества заданным требованиям, а также получить сравнительные оценки нескольких разработок.
Эффективность испытаний, как целенаправленного процесса, определяется с помощью показателей результативности, оперативности и ресурсоемкости [1]. При этом в роли показателей результативности выступает достоверность Ри и полнота результатов испытаний, в роли показателя оперативности - продолжительность проведения испытаний Ти, в роли ресурсоемкости - стоимость проведения испытаний Си [1].
Спецификой современных испытаний являются их значительная продолжительность и высокая стоимость, наличие ограничений по воспроизведению всего комплекса условий функционирования объекта испытаний [2].
В этих условиях особую значимость приобретает оценивание эффективности испытаний, по итогам которой становится возможно, как спланировать проведение испытаний, так и подтвердить качество результатов испытаний.
Оценивание - это очень сложный, трудоемкий процесс, правильность и точность проведения которого может иметь огромные негативные и, в равной степени, позитивные последствия для всех заинтересованных сторон в реализации испытаний продукции.
В этой связи особую значимость для испытательных организаций приобретают вопросы получения априорной оценки продолжительности и стоимости проведения испытаний, а также апостериорной оценки достоверности и полноты результатов испытаний.
Содержание оценки эффективности испытаний. Для решения указанной задачи предлагается использовать методику, позволяющую вычислять достоверность и полноту результатов испытаний, а также стоимость и продолжительность их проведения [1]. А виду того, что при вычислениях необходимо задействовать значительное количество исходных параметров, то оценку целесообразно осуществлять автоматизировано с помощью программы (приложения).
В соответствии с методикой автоматизированное оценивание эффективности испытаний представляет собой выполнение следующих этапов (рис. 1).
Оценка эффективности испытаний
Показатели эффективности испытаний
Достоверность результатов испытаний
Ри
Полнота результатов испытаний
Du
Продолжительность проведения испытаний
Tu
Стоимость проведения испытаний
—
Параметры оценивания эффективности испытаний
Автоматизация процесса оценивания
Ж
Результаты оценивания эффективности испытаний
Методика оценивания эффективности испытаний
Рис. 1. Структурная схема автоматизированного оценивания эффективности испытаний
1. Вычисление достоверности результатов испытаний с учетом вероятностей ложного и необнаруженного отказов объекта испытаний, вызванных отклонением каждого из параметров [1].
2. Вычисление полноты результатов испытаний с учетом надежности объекта испытаний, а также вероятностей нахождения его параметров в допустимом отклонении [3].
3. Вычисление продолжительности проведения испытаний с учетом затрат времени на измерения всех параметров при контроле каждого показателя качества объекта испытаний [1].
4. Вычисление стоимости проведения испытаний на основе калькуляции экономических затрат на амортизацию и эксплуатацию средств испытаний, потребляемую энергию, а также содержание обслуживающего персонала [4].
Каждый из расчетных показателей представляет собой сложный элемент, интегрирующий в себе большое количество параметров исходных данных, детально его раскрывающих и позволяющих более глубоко произвести его анализ.
Программно-техническое решение. На основе предлагаемой методики разработана программа с графическим пользовательским интерфейсом. Приложение написано на языке Python (версии 3.9) с использованием библиотек NumPy (1.23.0), SciPy (1.8.1) и PyQt5 (5.15.4) [5-7]. Архитектура приложения в виде диаграммы пакетов представлена на рис. 2.
Программа состоит из двух блоков:
блока пользовательского интерфейса (frontend), реализующего взаимодействие с пользователем;
расчетного блока (backend), вычисляющего значения показателей эффективности.
Блок расчета включает модули, отвечающие за численное определение каждого из показателей, описанных выше:
достоверности - модуль reliability.py; полноты - модуль completeness.py; продолжительности - модуль duration.py; стоимости - модуль cost.py.
Блок пользовательского интерфейса включает модули, реализующие графические элементы, логику их взаимодействия с пользователем и обработку вводимых данных:
модуль app.py, являющийся входной точкой приложения и инициализирующий модуль главного окна (effectiveness.py);
пакет widget, состоящий из модулей элементов пользовательского интерфейса - модификаций элементов стандартной библиотеки (вложенный пакет input) и различных видов агрегирующих элементов (вложенные пакеты container и ui);
пакет util, содержащий набор различных функций для обработки введенных данных, а также их импорта и экспорта в файл типа JSON [8].
effectiveness
F backend: Python package Г frontend Python package
** rjn pv Python script
backend
' completeness.py: Python script ■* cost.py: Python script ' duration py: Python script * reliability.py: Python script
frontend
i util: Python package window; Python package
_i widget; Python package app.py; Python class
window
•* effectiveness.py: Python class * overall.py: Python class
util
' const, py: Python script * json py: Python script
^ dialog.py: Python script ' widget.py: Python script
widget
L container; Python package L input: Python package
container
^ corner.py: Python class section.py: Python class
_ ui: Python package
ul
tab.py: Python class
input
^ checkbox.py: Python class combobox.py: Python class ' spin box, py: Python class
Рис. 2. Диаграмма пакетов приложения
4. Пакет window, включающий модули окон пользовательского интерфейса (рис. 3) и логику их взаимодействия с пользователем:
модуль effectiveness.py - главное окно приложения (рис. 3, a, b); модуль overall.py - окно вывода рассчитанных показателей (рис. 3, с).
186
Рис. 3. Пользовательский интерфейс - окно ввода данных (a, b) и вывода рассчитанных
показателей (с)
Приложение позволяет:
1. Рассчитывать показатели эффективности проведения испытаний - достоверность, полноту, продолжительность и стоимость (как общую, так и амортизации, эксплуатации, энергии, персонала по-отдельности).
2. Сохранять введенные данные и рассчитанные показатели в JSON-файл.
3. Загружать ранее сохраненные результаты для уточнения и перерасчета.
Заключение. Таким образом, предложенная методика позволяет получить численную
оценку эффективности проведения испытаний. Рассмотренный подход позволяет как предварительно рассчитывать оптимальный расход ресурсов при планировании проведения испытаний, так и получать оценку полноты и достоверности результатов уже проведенных испытаний. На основе предложенной методики разработана программа для автоматизированного расчета оценки эффективности испытаний, которая позволяет существенно упростить и ускорить процесс оценки эффективности испытаний, а также вести архив испытаний со всеми введенными и рассчитанными показателями.
Список литературы
1. Гусеница Я.Н. Оценивание эффективности испытаний объекта // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 12. С. 328-331.
2. Аксенов О.Ю. и др. Системы ракетно-космической обороны. В 4 томах. Т. IV: Основы испытаний сложных технических систем и объектов / под ред. О.Ю. Аксенова. М.: Издательский дом «Аргументы недели», 2020. 480 с.
3. Гусеница Я.Н. Методика оценивания полноты результатов испытаний // Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «АСУ, информационно-телекоммуникационные системы» // Сборник статей III Всероссийской научно-технической конференции. Анапа: Федеральное государственное автономное учреждение «Военный инновационный технополис «ЭРА», 2021. С. 161-167.
4. Гусеница Я.Н. и др. Метод функционально-стоимостного анализа эксплуатации средств измерений, испытания и контроля // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2017. № 1(96). С. 67-72.
5. Harris C.R. et al. Array programming with NumPy // Nature. 2020. Т. 585. № 7825. С. 357-362.
6. Virtanen P. et al. SciPy 1.0: fundamental algorithms for scientific computing in Python // Nature methods. 2020. Т. 17. № 3. С. 261-272.
7. Willman J. Overview of pyqt5 // Modern PyQt. - Apress, Berkeley, CA, 2021. С. 1-42.
8. Nurseitov N. et al. Comparison of JSON and XML data interchange formats: a case study // Caine. 2009. Т. 9. P. 157-162.
Гусеница Ярослав Николаевич, канд. техн. наук, начальник научно-исследовательского отдела, yaromir226@gmail. com, Россия, Анапа, Военный инновационный технополис «ЭРА»,
Мингачев Эльдар Ринатович, старший оператор научной роты, el_arr@outlook.com, Россия, Анапа, Военный инновационный технополис «ЭРА»,
Петрич Дмитрий Олегович, канд. техн. наук, доцент, pdo_1985@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского
AUTOMATED TEST EFFICIENCY EVALUATION Ya.N. Gusenitsa, E.R. Mingachev, D.O. Petrich
This paper proposes a methodology for automated evaluation of test effectiveness, based on the calculation of key indicators of the theory of efficiency - effectiveness, efficiency and resource intensity. The technique makes it possible to obtain a numerical assessment of the effectiveness of testing, both a priori, necessary for planning, and a posteriori, required when analyzing the results. Based on the proposed methodology, a program has been developed that allows you to automate the evaluation process. The program allows you to get both a general assessment and an assessment of each of the indicators separately, as well as export and import the entered data and the desired results.
Key words: testing, testing scope, testing cost, evaluation, reliability, completeness, effectiveness, resource, automation.
Gusenitsa Yaroslav Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, head of research department, yaromir226@gmail.com, Russia, Anapa, Military Innovative Technopolis «ERA»,
Mingachev Eldar Rinatovich, senior operator of research company, el_arr@outlook.com, Russia, Anapa, Military Innovative Technopolis «ERA»,
Petrich Dmitriy Olegovoch, candidate of technical sciences, docent, pdo_1985@mail.ru, Russia, Saint-Petersburg, Mozhaisky Military Space Academy
УДК 655.3.062
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-188-192
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ УПАКОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ И ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ ПЛАНОВ
КОНТРОЛЯ
Д.В. Комаров
В статье рассмотрен метод оценки качества упаковочной продукции на примере сувенирных картонных упаковок, основанной на теории искусственных нейронных сетей, приведены результаты расчета двухступенчатых информационных планов контроля для контроля качества упаковок в процессе производства и сравнения с гостовскими планами контроля.
Ключевые слова: искусственная нейронная сеть, оценка качества упаковки, двухступенчатые планы контроля.
В настоящее время внешний вид полиграфической и упаковочной продукции, ее эстетические свойства играют важнейшую роль в продвижении товара при перенасыщенном рынке различными видами продукции одного типа [1]. Поэтому особая роль отводится контролю качества тары и упаковочных материалов для упаковывания изделий. При этом на предприятиях, осуществляющих массовый или крупносерийный выпуск продукции, необходимо управление качеством изделий при их производстве перспективными методами и средствами контроля.
Это возможно с помощью математических методов, позволяющих максимально быстро обрабатывать большие массивы входных данных, полученные при контроле изделий. Одним из таких современных эффективных методов является математический аппарат теории искусственных нейронных сетей [2], применение которого в различных отраслях промышленности показано во многих работах [3-5].
