CC BY
37
ФОРМАЛИЗОВАННОЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЯВНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
ПУГАЧЕВ
Алексей Юрьевич1 КУРЧИДИС
Виктор Александрович2
АНИСИМОВ Олег Витальевич3
Сведения об авторах:
'заместитель начальника отдела (научно-исследовательского) Ярославского высшего военного училища противовоздушной обороны, г. Ярославль, Россия, [email protected]
2д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматики и вычислительных средств Ярославского высшего военного училища противовоздушной обороны, г. Ярославль, Россия, [email protected]
3к.т.н., доцент, профессор кафедры автоматики и вычислительных средств Ярославского высшего военного училища противовоздушной обороны, г. Ярославль, Россия, [email protected]
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: явные диагностические модели; формализация; концептуальные модели;неисправности; радиоэлектронная аппаратура; семантическая сеть.
АННОТАЦИЯ
Восстановление исправного состояния сложных технических комплексов связано с проведением диагностирования, которое направлено на отыскание и устранение причин возникшей неисправности. Для повышения эффективности этого процесса применяются средства автоматизации информационной поддержки, назначением которых является переход от ручного к автоматизированному получению диагностической информации. Однако, процесс диагностирования в целом следует охарактеризовать как трудно автоматизируемый, поскольку он включает в себя набор разнородных действий, последовательность выполнения которых определяется обслуживающим персоналом.
Показано, что существующие методы и средства информационной поддержки на основе формализованных концептуальных моделей радиоэлектронной аппаратуры характеризуются достаточно высокой эффективностью, обусловленной применением предметных терминов и понятий в конструкциях естественного языка, но не позволяют автоматизировать непосредственно саму операцию определения вероятного места и причины неисправности. Предложен подход к формализованному концептуальному представлению неисправностей, выступающему основой для формирования диагностической информации, которая по своей форме и содержанию характеризует возможные причины и место возникновения неисправностей. Подход основан на построении явных диагностических моделей, особенностью которых является наличие в них явного описания неисправных состояний аппаратуры, что имеет для обслуживающего персонала важное значение в процессе отыскания места и причины возникновения неисправностей.
Проанализированы особенности описания неисправностей радиоэлектронной аппаратуры, что приводит к целесообразности построения концептуальных явных диагностических моделей на основе семантических сетей. Объектно-информационное описание неисправностей формируется на нескольких уровнях: базовый уровень предметных понятий и их взаимосвязи, уровень объектов с конкретной аппаратной реализацией, а также дефектный уровень с описанием неисправностей.
Использование предлагаемых моделей дает возможность представлять совокупность признаков неисправностей на естественно-подобном языке. Определенные таким образом признаки могут использоваться в средствах информационной поддержки для принятия решения о вероятном месте и причинах возникновения неисправностей, за счет чего повышается уровень автоматизации процесса диагностирования.
Для цитирования: Пугачев А. Ю., Курчидис В. А., Анисимов О. В. Формализованное концептуальное представление неисправностей для построения явных диагностических моделей радиоэлектронной аппаратуры // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2017. Т. 9. № 6. С. 80-89.
В процессе эксплуатации сложных технических комплексов обслуживающий персонал (ОП) сталкивается с нештатными ситуациями, которые связаны с нарушением функционирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), входящей в состав этих комплексов. В основе этих нарушений лежат различные факторы, обусловленные особенностями конструкции или эксплуатации аппаратуры, поэтому восстановление работоспособности связано с проведением диагностирования, которое направлено на отыскание и устранение причин возникшей неисправности.
Процесс диагностирования в целом следует охарактеризовать как трудно автоматизируемый, поскольку он включает в себя набор разнородных действий, последовательность выполнения которых определяется обслуживающим персоналом. Эти действия связаны с определением параметров, подозреваемых в нарушении, измерением значений этих параметров, сравнением измеренных значений с эталонными и принятием решения о найденном месте и причине отказа (МПО).
Для повышения эффективности процесса диагностирования РЭА широко применяются средства автоматизации (СА) информационной поддержки, основным назначением которых является переход от ручного к автоматизированному получению диагностической информации (ДИ). В связи с этим следует отметить методы и средства информационной поддержки на основе формализованных концептуальных моделей РЭА, которые направлены на сокращение времени, затрачиваемого на формирование диагностической информации (ДИ) при выполнении операций диагностирования [1—4]. Эти методы характеризуются достаточно высокой эффективностью, обусловленной применением предметных терминов и понятий в конструкциях естественного языка при формировании ДИ. Однако, содержимое ДИ в упомянутых методах ограничивается видом используемых моделей РЭА, так, что формируемая ДИ представляется только совокупностью признаков, описывающих исправную аппаратуру. Эта ДИ может быть использована в качестве вспомогательной при диагностировании, что косвенно способствует определению МПО [5]. Однако, упомянутые методы не позволяют автоматизировать непосредственно саму операцию определения МПО, что приводит к противоречию в науке, которое состоит в том, что существует необходимость комплексной автоматизации процесса диагностирования РЭА сложных технических комплексов, направленного на определение МПО, при этом отсутствует методический аппарат для решения данной научной задачи.
В данной работе предлагается подход, связанный с формализованным концептуальным представлением неисправностей, выступающим основой для формирования ДИ, которое по своей форме и содержанию характеризует возможные причины и место возникновения неисправностей.
Предлагаемый подход основан на выделении двух классов диагностических моделей (ДМ), различающихся по структуре и способам применения в процессе диагностирования: неявные и явные ДМ. Неявные диагностические модели (НДМ), как правило, содержат описание исправной РЭА, причем ДИ, формируемая с помощью таких моделей, содержит значения номинальных свойств СвРЭА(0), соответствующих эталонному состоянию аппаратуры [6-7]. Эти свойства, наравне с фактически выявленными на РЭА свойствами СвРЭА1^, могут использоваться обслуживающим персоналом при формировании диагностических признаков ДПр неисправностей (рис. 1).
Использование НДМ позволяет сократить время, отводимое на выработку и уточнение данных, необходимых для определения МПО. Однако, значительная часть действий при диагностировании РЭА, в частности, определение МПО, выполняется силами ОП, так, что уровень автоматизации процесса диагностирования при использовании СИП на основе НДМ в целом остается невысоким (рис. 2а).
Особенность другого класса ДМ — явных диагностических моделей (ЯДМ) — заключается в наличии в них явного описания неисправных состояний аппаратуры, что позволяет сформировать «образ» неисправности -совокупность признаков, позволяющая идентифицировать состояние РЭА. В то же время описание неисправности, приводимое в ЯДМ, позволяет составить причинно-следственную связь между совокупностью диагностических признаков ДПр и причиной неисправного состояния аппаратуры. Такое описание неисправности имеет для ОП важное значение при принятии решения ПРМПО (рис. 2б) о полноте ДИ для отыскания МПО. Схема принятия такого решения проиллюстрирована на рис. 3.
Для решения задачи автоматизации диагностирования на основе ЯДМ имеет большое значение уровень формализации данных, содержащихся в моделях. При этом анализ существующей эксплуатационной документации (ЭД) на КСН показывает, что класс ЯДМ представлен в ней в виде таблиц неисправностей, мнемосхем и диаграмм на основе естественного языка. Формализованная интерпретация этих данных с использованием машинных языков оказывается чрезвычайно трудоемкой [8], так что применение таких моделей для автоматического анализа следует признать нецелесообразным.
В работе предлагается осуществить представление явных ДМ на основе формализованной концептуализации неисправностей. Особенностью такого представления является описание неисправностей РЭА в предметных понятиях А„_„ и отношениях , на естественном языке, что
ЯДМ ЯДМ '
делает возможным формирование в процессе диагностирования ранее не применяемых типов запросов к СА на естественно-подобном языке, а также обеспечивает повышение полноты и точности формируемой ДИ.
Рис. 1. Процесс диагностирования радиоэлектронной аппаратуры
Рис. 2. Временные диаграммы процесса диагностирования:
а) с применением неявных диагностических моделей; б) с применением неявных и явных диагностических моделей
Рис. 3. Схема принятия решения с использованием явных диагностических моделей
Для выбора информационной модели предметной области, используемой для построения ЯДМ, следует принять во внимание следующие особенности:
— формальное описание неисправностей РЭА через девиацию номинальных значений ее свойств;
— типизация свойств на основе многоаспектного описания РЭА;
— разделение свойств, описывающих неисправности, на прототипы и экземпляры.
Формальный аспект описания неисправностей состоит в том, что РЭА как сложный объект КСН, состоящий из множества Е элементов, может быть представлен конечной совокупностью свойств Р , представляющих собой
(0) "^(О)
полную комбинацию номинальных свойств р■ ' е Р аппаратуры [9]. В целях описания неисправного состояния РЭА всякому номинальному свойству р(0) следует сопоставить одно или несколько неноминальных свойств РР = {р\(), р\'+1),..., р\^}}, j > 0, характеризующих нарушения /-го свойства. Совокупность номинального р(0) и всех сопоставленных ему неноминальных свойств РР составляют полный набор /-ого свойства Р,, а полная комбинация номинальных и неноминальных свойств РЭА составляет множество Р . При этом всякое свойство р(а) е р РЭА представляется в виде множества, состоящего из одного или нескольких базовых бинарных отношений р1 = г(е1,е2) и г(е3,е4) и... и г(впЛ,еп) , связывающих некоторое число элементов Е = (5-,,52,...,5п} аппаратуры, таких что Е с Е [10].
Типизация свойства р^ основывается на том, что базовые бинарные отношения вида г(е1, е=), входящие в это
свойство, целесообразно классифицировать на несколько видов: структурные отношения с Я («неисправный компонент входит в компонент»), функциональные отношения RF с R («нарушение выполнения функции влияет на невыполнение другой функции»), параметрические отношения Я с Я («значение параметра находится вне диапазона», «величина параметра ниже номинального значения»). Кроме того, для описания неисправностей могут использоваться отношения, описывающие предметную область, затрагивающие несколько аспектов описания РЭА («отклонение параметра от номинала влияет на невыполнение функции», «структурный компонент не формирует требуемый параметр»). Наличие типизированных предметных отношений га(е1, ej) в ЯДМ выступает основой для многоаспектного представления неисправностей.
Разделение свойств, описывающих неисправность, на свойства-прототипы и свойства-экземпляры реализуется на основе отношений классификации. Учитывая особенности построения РЭА на основе базовых несущих конструкций, а также модульность типовой структуры КСН, следует разделить понятие «элемент описания конкретной РЭА» (экземпляр, объект) и «типовой элемент описания РЭА» (класс, прототип). На основе такого разделения в каждом аспекте описания аппаратуры могут быть определены иерархические отношения вложения («ячейка А входит в блок Б», «функция/ не выполняется из-за невыполнения функции / ») и наследования («ячейка А является стандартной ячейкой», «параметр п1 является электрическим параметром»). Наличие подобных отношений формирует таксономию понятий Я , описывающих РЭА [11].
Наличие в приведенном описании категорий «класс как прототип», «объект как экземпляр», а также типизированных отношений со встроенной семантической схемой их определения позволяет определить порядок построения концептуальных явных диагностических моделей РЭА на основе семантических сетей. Такой способ построения ЯДМ имеет вид ориентированного графа О, вершины которого соответствуют объектам на основе предметных понятий As, а ребра задают отношения Rs [12]. Следует отметить, что формируемое описание элементов Е РЭА базируется на предметных понятиях ЛЯДМ иЛНДМ, а свойства исправной и неисправной аппаратуры используют в описании отношения типов ЯЩМ иЯ М, в результате чего может быть сформировано объектно-информационное описание неисправностей РЭА следующего вида:
G=<Ë,A,R >, (1)
где Е = ЕЕЕ^ — совокупность элементов описания РЭА, в которую входят элементы Е, описывающие эталонную РЭА, а также элементы Еописания неисправностей;
Л = Л*00 и АЛ * — совокупность предметных терминов Л(0) исправной аппаратуры и терминов Л*** неисправностей, на которых базируется описание Е конкретной РЭА;
А - А(°* и А(*)
к - к и А — совокупность предметных отношений Я(0°, представляющих номинальные свойства РЭА, и отношений Я1*, используемых для представления свойств, которые характеризуют нарушения в аппаратуре.
Следует отметить, что единство терминологии в предметной области, используемое в выражении (1) для описания РЭА, позволяет в качестве основы для создания ЯДМ использовать понятия ЛНдМ и отношения ЯНДМ, описывающие исправную аппаратуру, расширяя их с точки зрения описания неисправностей. В свою
(0)
очередь, всякое свойство р- конкретной исправной РЭА, состоящее из набора бинарных отношений вида г(е1,е2) и г(е3,е4) и... и г(еп-1,еп), содержит экземпляры типовых понятий и отношений для некоторой типовой РЭА, что позволяет установить типизацию отношений для предметных терминов на более абстрактном уровне описания аппаратуры. Разделение в графе О уровня классов понятий Ga =< А, 1Аа > и объектного уровня понятий Go =< Е, Rо > позволяет явно различать семантику иерархических Rа и предметных Rо отношений, что способствует повышению эффективности семантического разбора запросов на извлечение данных из такой модели.
Уровень Ga классов семантической модели, изображенный на рис. 4, состоит из базовых предметных понятий Л и отношений Rа, составляющих основу дескриптивной
Рис. 4. Уровень классов семантической модели описания РЭА
Vol9 No 6-2017, H&ES RESEARCH INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONTROL
логики в описании типовой РЭА, которая используется в качестве базового набора правил семантизации запросов.
Понятия A уровня классов следует составлять на основе описаний, приведенных в эксплуатационной документации (ЭД) на КСН [13], с учетом их обобщения, а также разделять по следующим категориям:
структурные понятия AS с A : контейнер, шкаф, блок, ячейка, разъем, контакт, резистор, индикатор, триггер, и др.;
параметрические понятия Ап с A : параметр, электрический сигнал, напряжение, частота, цепь сигнала и пр.;
функциональные понятия AF с A : функция, функциональная задача;
общенаучные и технические термины AG с A, используемые для описания составных понятий: название, аббревиатура, и т.д.
К отношениям Ra этого уровня целесообразно отнести следующие:
иерархические отношения между классами, различающиеся на отношения гипонимии (AKO — «A Kind Of», «является частным случаем») и меронимии (HP - «Has Part», «входит в состав», «является частью») [14];
отношение характеристики («характеризуется», «описывается»);
отношение функциональной реализации («выполняет», «формирует»);
отношение функциональной зависимости («зависит от»); другие отношения, характеризующие межаспектную взаимосвязь элементов описания аппаратуры.
Описание всякого бинарного отношения r (ej, ) из множества отношений Ra базового уровня составляет семантическое правило q(ri) интерпретации, в котором имеют значение тип r. бинарного отношения, а также типизация и порядок следования операндов e, ek. Совокупность семантических правил для каждого класса отношений формируют семантический набор Qa на уровне классов G используемый для интерпретации запросов на естественно-подобном языке в формальное описание свойств РЭА и обратно.
Следует отметить, что уровень Ga классов семантической модели является базовым уровнем для формирования семантической НДМ РЭА.
Объектный уровень Go семантической модели формируется на основе добавления к предыдущему уровню Ga совокупности E элементов описания РЭА в виде объектов на основе их связи с соответствующими классами множества А с помощью отношения классификации ISA («Object IS A Class»). Кроме того, взаимосвязь объектов описания РЭА достигается установлением между ними отношений Ra, определенных в базовом уровне Ga семантической модели по семантическим правилам Qa. Графически объектный уровень G может быть представлен на рис. 5.
Рис. 5. Уровень объектов семантической модели описания РЭА
Объектно-информационная модель уровня Go реализует многоаспектное описание РЭА благодаря наличию соответствующих элементов этого описания:
структурных элементов Естр с E («блок ФР361Е» ISA «Блок», «ячейка ФР361М-01» ISA «Ячейка», «разъем 1Ш2» ISA «разъем 40-контактный», «контакт 2Ш2-8» ISA «контакт медный», «индикатор «+5В-1» ISA «индикатор», «резистор R11» ISA «МЛТ-резистор»);
параметрических элементов описания РЭА Епарам с Е («сигнал «Готовность РК» ISA «параметр» AKO «электрический» AKO «вид сигнала», «вращение вентилятора» ISA «параметр» AKO «акустический» AKO «шум/гул»);
функциональных элементов Ефункц с Е («функция «Формирование Строб ПсУ 1» ISA «Функция» AKO «Функция формирования управляющих сигналов»).
Основным семантическим правилом q, принадлежащим множеству правил Q объектного уровня, является правило типа ISA «Объект класса реализует свойства родительского класса».
Следует отметить, что уровень Go объектов семантической модели является нижним уровнем семантической сети, описывающей исправную аппаратуру, следовательно, этот уровень завершает формирование НДМ РЭА.
Для построения ЯДМ в рамках приведенного объектно-информационного представления РЭА, предлагается дополнить существующую модельную структуру уровнем описания дефектов Gd, или дефектным уровнем семантической модели G. Этот уровень характеризуется расширением множества понятий A за счет его дополнения глоссарием неисправностей Aid , который содержит множество понятий, связанных с проявлением нарушений в РЭА: «неисправность», «нарушение функционирования», «отклонение от номинала», «дисфункция», «дефект» и другие. Эти понятия, достаточно абстрактно характеризующие нарушения в аппаратуре, могут быть конкретизированы с использованием уточняющей терминологии в различных аспектах:
механический: «окисление», «обгорание», «слабый контакт», «затрудненное вращение»;
электрический: «отклонение параметра от допуска», «изменение формы импульса», «увеличение девиации частоты», «снижение эффективности усиления»;
визуальный: «слабая индикация», «изменение частоты мерцания»;
акустический: «повышенный шум», «паразитные вибрации» и т. д.
Процесс концептуальной формализации приведенных нарушений целесообразно выполнить с учетом аспектов описания исправной РЭА в НДМ на основе сопоставления номинальному свойству q(ri) одного или нескольких свойств p(1),p(2),...,p(N), характеризующих нарушения такого свойства:
p(0) ^ p(1) p(2) pi ^ pi , pi ,
P( N)
(2)
Представив левую и правую часть выражении (2) в виде бинарного отношения вида гк (е;, ej), следует выделить общий элемент для каждого свойства — операнд выражения, записанный первым. При этом различие сопоставленных
свойств p. и p(1), p(2),
„( N)
состоит во втором операнде:
ra(ei,e(0)) ^ ra e,ey ), ra (et,e(2)),...,ra(e,e(jN)), (3)
где e(0) — элемент, содержащий номинальное описание
/-ого компонента аппаратуры;
в1!1,в{р),...,г>Р') — элементы, содержащие описания /-ого компонента аппаратуры, отличные от номинала.
Учитывая наличие номинального описания e
(0)
j
в объектном уровне Оо семантической модели, предлагается на дефектном уровне О этой сети для всякого е(0)
представить набор элементов-сателлитов в[
(1) „(2)
(N)
, характеризующий отклонение от номинала. Тогда опи-
(0) с-.
сание всякого номинального свойства р\ на уровне Оа следует дополнить совокупностью свойств-сателлитов рР, р(2),..., р( 1', содержащих информацию о некотором нарушении в РЭА. Такое формальное описание неисправного свойства может быть интерпретировано в предикатную форму вида а^Р на естественно-подобном языке и хорошо согласуется по структуре с описанием диагностической информации, имеющейся в ЭД [15-16]. В структуре сети, реализующей объектно-информационное представление неисправностей (рис. 6), отображены все три уровня семантических моделей: уровень классов О , уровень объектов Оо и уровень дефектов Оа.
Таким образом, в целом для семантической сети О на каждом уровне формируются множества предметных понятий А , объектных понятий Е, отношений I = Ro и Ra , а также семантических правил < = Qo и Qa и Qd . Это позволяет формально описывать неисправности аппаратуры через связи и закономерности изменения одних величин при изменении других: отклонения параметров при нарушениях выполнения функции, дисфункции структурных компонентов РЭА при разрыве электрической цепи и т.д. Множество таких связей, образованных отношениями между различными элементами и сателлитами, формирует диагностический портрет неисправности — полную совокупность свойств РЭА, описывающих ее состояние:
N
Sk о и рр
(4)
i=l, j=0
где N — количество свойств, составляющих полное описание РЭА;
у — модификатор свойства аппаратуры, указывающий на номинал или сателлит.
Рис. 6. Общая структура семантической сети неисправностей
Наличие описания всякого состояния S, позволяет вы-
к
полнить явное сопоставление левой и правой частей равенства, представленное в выражении (4).
Наличие формального описания состояния РЭА £ а также всякого свойства р( из правой части выражения (4) в объектно-информационной модели неисправностей О позволяет выполнить множество формальных сопоставлений:
о Рк, (5)
N (
где Рк = и р( ■>' — полная совокупность свойств РЭА, описывающая состояние Бк.
При выявлении признаков неисправностей в процессе диагностирования обслуживающему персоналу становятся известными значения некоторой части диагностических параметров, формально представленных свойствами Ршв, входящими в множество Рк из правой части выражения (5). Для определения вероятного места и причины возникновения неисправности, соответствующих состоянию аппаратуры Бк, с формальной точки зрения необходимо отыскать множество свойств Р таких, что Р = Р, \ Р . Определенные
неизв ^ неизв к изв А
таким образом свойства Р характеризуют совокупность
неизв
диагностических признаков, позволяющих идентифицировать неисправное состояние £к.
Характеризуя рассмотренный подход в целом, следует отметить, что он направлен на формализацию концептуального представления неисправностей РЭА в терминах
и понятиях предметной области на естественном языке. Такое представление выступает основой для построения формализованных явных диагностических моделей на основе многоуровневых семантических сетей, которые отражают многоаспектное описание неисправностей аппаратуры в виде совокупности свойств.
Использование предлагаемых моделей дает возможность представлять совокупность признаков неисправностей на естественно-подобном языке для определения МПО. Это может служить основой для формирования запросов со стороны обслуживающего персонала в системах информационной поддержки процесса диагностирования аппаратуры в конструкциях естественного языка, в которых определяются признаки неисправностей, подлежащих устранению. Определенные таким образом признаки могут использоваться в предлагаемых моделях для принятия решения о вероятном месте и причинах возникновения неисправностей. За счет этого повышается уровень автоматизации выполняемых операций по диагностированию, что способствует сокращению времени, требуемого на восстановление сложных технических комплексов.
Литература
1. Лавриненко В. Ю. Основы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры. М.: Высшая школа. 1978. 320 с.
2. Прилепский В. А., Коптев А. Н. Контроль состояния и диагностирование неисправностей авиационных элек-
тросистем и пилотажно-навигационных комплексов. Самара: СГАУ имени академика С. П. Королева. 2011. 102 с.
3. Жадное В. В. Методы имитационного моделирования отказов радиоэлектронной аппаратуры // Новые информационные технологии в автоматизированных системах. 2012. № 15. С. 253-262.
4. Калитенков Н. В., Солодов В. С. Надежность и диагностика транспортного радиооборудования и средств автоматики. М.: Моркнига, 2014. 298 с.
5. Анисимов О.В., Игнатьев С. В., Тихонов В. Б. Основные направления совершенствования системы технической эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры зенитного ракетного вооружения // Военная мысль. 2011. Т. 8. № 3. С. 72-77.
6. Давыдов П. С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. М.: Радио и связь, 1988. 256 с.
7. Глущенко П. В. Техническая диагностика. М.: Вузовская книга, 2008. 248 с.
8. Анисимов О. В., Пугачев А. Ю. Особенности формализованного представления данных таблицы неисправностей для автоматизации процесса восстановления радиоэлектронной аппаратуры // Сборник статей XVII Научно-технической конференции / ВУНЦ ВВС «ВВА». 2014. С. 108-113.
9. Анисимов О. В., Курчидис В. А. Формирование диагностической информации в виде фрагментов электрических схем радиоэлектронной аппаратуры // Труды МАИ.
2017. № 94. URL: http://mai.ru//upload/iblock/b17/anisimov-kurchidis_rus.pdf.
10. Городецкий А. Е., Тарасова И. А., Зиняков В.Ю. Комбинированное логико-вероятностное и лингвистическое моделирование отказов сложных систем // Информационно-управляющие системы. 2015. № 1(74). С. 35-42.
11. Roussopoulos N. D. A semantic network model of data bases.— TR No 104, Department of Computer Science, University of Toronto, 1976.
12. Хабаров С. П. Интеллектуальные информационные системы. PROLOG — язык разработки интеллектуальных и экспертных систем. СПб.: СПбГЛТУ 2013. 140 с.
13. ЫК2.008.209Т0. Изделие 83Ф6Е2. Техническое описание, часть 1.
14. Van de Riet, R. P. Linguistic Instruments in Knowledge Engineering. Elsevier Science Publishers. 1992. 98 p.
15. ЫК 2.008.209 ИЭ. Изделие 83Ф6Е2. Инструкция по эксплуатации.
16. Анисимов О. В., Курчидис В. А., Попов Т. А., При-ветень А. С., Рыбакин А. А. Метод информационной поддержки обслуживающего персонала при восстановлении радиоэлектронной аппаратуры // Материалы ВНК «Современные тенденции развития теории и практики управления в системах специального назначения» (Москва, 14 мая 2014 г.). М.: Концерн «Системпром», 2014. С. 33-45.
FORMALIZED CONCEPTUAL MALFUNCTIONS REPRESENTATION FOR
RADIO ELECTRONIC EQUIPMENT EXPLICIT DIAGNOSTIC MODELS COMPOSITION
ALEXEY Y. PUGACHEV,
Yaroslavl, Russia, [email protected]
OLEG V. ANISIMOV,
Yaroslavl, Russia, [email protected]
VIKTOR A. KURCHIDIS,
Yaroslavl, Russia, [email protected]
KEYWORDS: explicit diagnostic models; formalization; conceptual models; malfunctions; radionics; semantic network.
ABSTRACT
Restoration of serviceable condition of complex technical complexes is associated with diagnostic operation, which goal is to find and eliminate the malfunction principles. To improve the efficiency of this process, automation information support tools are applied in purpose of transition from manual to automated acquisition of diagnostic information. However, the diagnostic process should be characterized as difficult to automate in general because it consists of several dissimilar actions, the sequence of which is determined by the service personnel.
Existing information support methods and threads based on formalized conceptual models of radio electronic equipment are about to be highly efficient due to using of subject terms and concepts in natural language constructions, but these methods do not allow to determine the malfunction principles automatically as the process, itself.
The article suggests an approach to formalized malfunction concept that represents diagnostic information generation framework that characterizes possible faults causes and locations by its form and
Vol9 No 6-2017, H&ES RESEARCH INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONTROL
content. This approach based on explicit diagnostic models composition featured by explicit description of equipment in faulty state. This description makes for personnel a great sense while they determine possible fault causes.
Faulty-state equipment description analysis leads to explicit diagnostic models construction method by using semantic network. Object-information description of faults is formed on several layers: base layer of subject concepts and its relationships, second one lies on specific hardware implementation, and the third layer that is the defects layer - based on faults description.
Using of the proposed models makes possible to represent a set of malfunctions signs in a natural-like language. The signs defined in this way can be used in information support tools for decision making on the likely location and causes of faults so the diagnostic process automation level may be increased.
REFERENCES
1. Lavrinenko V. Ju. Osnovy jekspluatacii radiojelektronnoj appa-ratury [Basics of operation of radio electronic equipment] Moscow: Vysshaja shkola, 1978. 320 p. (In Russian)
2. Prilepskij V. A., Koptev A. N. Kontrol' sostojanija i diagnostirovanie neispravnostej aviacionnyh jelektrosistem i pilotazhno-navigacion-nyh kompleksov [Faults monitoring and diagnosis in aircraft electrical systems and flight control systems]. Samara: SGAU named after academician S. P. Korolyev. 2011. 102 p. (In Russian)
3. Zhadnov V. V. Metody imitacionnogo modelirovanija otkazov radiojelektronnoj apparatury [Simulation methods of electronic equipment failures]. Novye informacionnye tehnologii v avtomatizirovan-nyh sistemah [New information technologies in automated systems]. 2012. Vol. 15. Pp. 253-262. (In Russian)
4. Kalitenkov N. V., Solodov V. S. Nadezhnost' i diagnostika transport-nogo radiooborudovanija i sredstv avtomatiki [Reliability and diagnostics of transport radio equipment and automation facilities]. Moscow: Morkniga, 2014. 298 p. (In Russian)
5. Anisimov O. V., Ignatyev S. V., Tikhonov V. B. Osnovnye napravlenija sovershenstvovanija sistemy tehnicheskoj jekspluatacii radiojelektronnoj apparatury zenitnogo raketnogo vooruzhenija [The main directions of improving the maintaining system of the radio-electronic equipment for anti-aircraft missile weapons]. Voennaya Mysl. Vol. 8. 2011. No 3. Pp. 72-77. (In Russian)
6. Davydov P. S. Tehnicheskaja diagnostika radiojelektronnyh ustro-jstv i sistem [Technical diagnostics of radio electronic devices and systems] Moscow: Radio I Svyaz, 1988. 256 p. (In Russian)
7. Glushhenko P. V. Tehnicheskaja diagnostika [Technical Diagnosis]. Moscow: Vuzovskaya Kniga, 2008. 248 p. (In Russian)
8. Anisimov O. V., Pugachev A. Ju. Osobennosti formalizovannogo predstavlenija dannyh tablicy neispravnostej dlja avtomatizacii pro-
cessa vosstanovlenija radiojelektronnoj apparatury [Features of the formalized data representation of the fault table for automating the recovery of electronic equipment]. Sbornik statej XVII Nauchno-teh-nicheskoj konferencii, VUNC VVS «VVA» [The collection of reports of the XVII Scientific and Technical Conference at Military Training Scientific Center "Military Air Academy"]. 2014. Pp. 108-113. (In Russian)
9. Anisimov O. V., Kurchidis V. A. Formirovanie diagnosticheskoj infor-macii v vide fragmentov jelektricheskih shem radiojelektronnoj apparatury [Diagnostic information forming of fragments of electrical circuits of radio electronic equipment]. Trudy MAI [Moscow Aviation Institute reports collection]. 2017. No. 94. URL: http://mai.ru//up-load/iblock/b17/anisimov-kurchidis_rus.pdf. (In Russian)
10. Gorodeckij A. E., Tarasova I. A., Zinjakov V. Ju. Kombinirovannoe logiko-verojatnostnoe i lingvisticheskoe modelirovanie otkazov slozh-nyh sistem [Combined logic-probabilistic and linguistic modeling of complex systems failures]. Informacionno-upravljajushhie sistemy [Information-control systems]. 2015. No. 1(74). Pp.35-42. (In Russian)
11. Roussopoulos A. N. D. A semantic network model of databases. TR No 104, Department of Computer Science, University of Toronto, 1976.
12. Habarov S. P. Intellektual'nye informacionnye sistemy. PROLOG -jazyk razrabotki intellektual'nyh i jekspertnyh sistem. [Intelligent information systems. PROLOG as the language of the intellectual and expert systems development.] Saint Petersburg: SPbGLTU, 2013. 140 p. (In Russian)
13. YK2.008.209T0. Izdelie 83F6E2. Tehnicheskoe opisanie [Product 83F6E2. Technical Description]. Part 1. (In Russian)
14. Van de Riet, R. P. Linguistic Instruments in Knowledge Engineering. Elsevier Science Publishers. 1992. 98 p.
15. YK2.008.209 IJe. Izdelie 83F6E2. Instrukcija po jekspluatacii. [Product 83F6E2. User's manual]. (In Russian)
16. Anisimov O. V. Kurchidis V. A., Popov T. A., Priveten A. S., Rybak-in A. A. Metod informacionnoj podderzhki obsluzhivajushhego per-sonala pri vosstanovlenii radiojelektronnoj apparatury [The informational support method of maintenance personnel in the radio electronic equipment restoration process]. Materialy VNK "Sovre-mennye tendencii razvitija teorii i praktiki upravlenija v sistemah special'nogo naznachenija" ["Sistemprom" report collection]. 2014. Pp. 33-45. (In Russian)
INFORMATION ABOUT AUTHORS:
Pugachev A. Y., Deputy Head of the Science Research Division of the Yaroslavl Higher Military College Of Anti-Air Defense. Kurchidis V. A., PhD, Professor, Professor of the Yaroslavl Higher Military College Of Anti-Air Defense.
Anisimov O. V., PhD, Docent, Professor of the Yaroslavl Higher Military College Of Anti-Air Defense.
FOR CITATION: Pugachev A. Y., Kurchidis V. A., Anisimov O. V. Formalized conceptual malfunctions representation for radio electronic equipment explicit diagnostic models composition. H&ES Research. 2017. Vol. 9. No. 6. Pp. 80-89. (In Russian)
