CC BY
29
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
УДК 517.4
Камбург В.Г., Бодажков Н.Ю.
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», Пенза, Россия ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ОЦЕНОК ОПТИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ СТОИМОСТНОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО КРИТЕРИЯ
КАЧЕСТВА МЕТОДАМИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В работе [4] предложен новый метод и алгоритм получения оптимальных значений компонентов составов строительных материалов из условия минимальной стоимости и выполнение естественных ограничений качества строительной продукции на основе получения оптимальных значений параметров стоимостного интегрального критерия качества методами имитационного моделирования. Предложенный алгоритм в качестве ключевого звена включает в себя задачу определения оптимального
состава х0 при заданных стоимостях о1 и ограничениях [1] из следующего уравнения
п
-.0
S = 2 cix
0.05 < х3 <2; 0.55 < х4 < 0.8; 17 < х5 < 20; 0.1 < х6 <
1 (3)
Точные модельные значения х± в уравнении (1) и ограничениях (3) «портилось» на 3%, 5%, 10%, 20%, 30%, затем по «испорченным» данным находились восстановленные значения компонентов. Далее подсчитывались среднее значение X и относительный эмпирический стандарт
2 *
X =-
S =-
2 (X - X)
n -1
X
Таким образом, для найденного оптимального S0 на первом этапе решения задачи, необходимо определить соответствующие оптимальные значения x0 . Сводя эту задачу к задачи квадратичного программирования
F(x) = (S0 -2tcixi)2
' (2) можно утверждать, что она имеет единственное решение. Мы отдаем себе отчет, что в силу вида целевой функции минимизации, а так же возможной ее «овражистости», многое зависит от начальных приближений [5], поэтому в выборе начальных приближений мы использовали различные варианты.
Учитывая характерные значения для S0 и ограничений необходимо получить реальные практические оценки для устойчивости и коридоров погрешностей в находимых x± в зависимости от погрешностей и ограничений входных данных. Для этого нами использовался классический подход имитационного моделирования [6], использованный авторами в решении задач строительства, напр. [78]. В качестве модельных выбиралось следующее: уравнение (1), значения стоимости 0.1 < S < 0.5 с ограничениями minxt < xt < maxxt , и значениями ct (табл.1.), характерными для реальных многокомпонентных систем:
5 < х0 < 35; 0.5 < jq < 10 ; 55 < х2 < 70; о.озо
(4)
X - восстанов-
п- количество серий расчетов, ленные значения компонентов.
Для оценки погрешности оптимальных компонентов смеси брался конкретный пример ., условной стоимостью Б=0.254 на 100г. навески. С заданными ограничениями по компонентам
15 < х0 < 22; 0.9 < х1 <5 ; 59.1 < х2 < 62; 0.13 < х3 < 1.5; 0.63 < х4 < 0.64; 18.8 < х5 < 19.9; 0.15 < х6 < 0.75 (5)
Цены компонентов
Таблица 2
Компоненты Цена
Известь, кг 5
ГСК, кг 13
песок, кг 0.15
С-З, кг 49
Neolith, кг 75
наполнитель: кг желтый синий 175 230
и точным начальным приближением x±
=15.24,
=4.57,
=59.45,
x3
=0.14,
x
= 0.64, x5 =19.81,
х5 19•81, хб
Далее при помощи функции rnd среды mathcad начальное приближение х± «портилось» на 3%, 5%, 10%, 20%, 30% и просчитывалось 1000 раз. Из полученных результатов подсчитывалась среднее
значение X и относительный эмпирический стандарт рис. (1, 2)
=0.15.
- А 6с ол ютн an 3% -Абсолютная!
Абсолютная Ю% -Абсолютная! 20%
- А б с о л ютн а я 30%
Рисунок 1 - Среднее значение X имитационное выборки n=10 0 0
-Дисперсия 309Й -Дисперсия 2096 -Дисперсия Ю96 -Дисперсия —Дисперсия 396
XI Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6 Х7
Рисунок 2 - Относительный эмпирический стандарт п=10 0 0
2
Л
л1
Для более детального анализа выберем компоненты к!, которые имеют максимальные, минимальные и средние значения Рис. (3,4).
-4,00
- 59,00 19,00
- 0 15
3% 5% 10% 20% 30%
Рисунок 3 - Среднее значение X имитационное выборки n=1000
- 4,00
- 59,03 19,00
- 3,15
3% 5% 10% 20% 30%
Рисунок 4 - Относительный эмпирический стандарт п=1000
По графикам можно определять погрешность оценок содержание компонентов к! при различных погрешностях начальных приближений (3%, 5%, 10%, 20%, 30% ).
Несмотря на большую начальную погрешность, конечные результаты варьируются в пределах 7 %
по средним значениям X и до 16 % относитель-
Полученные компоненты
ного эмпирического стандарта, это связано с тем, что допустимый диапазон содержательных ограничений на компонентный состав, меньший имитационной погрешности [9].
В рассматриваемом случае были получены следующие значения. Состав 0.254.
Таблица 1
известь, ГСК, песок, С- -з, Neolith, H20,% наполнитель, стоимость, удельных ед.
15.276 4.578 59.466 0. 14 0.64 19.822 0.15 0,254
ЛИТЕРАТУРА
1. Логанина В.И., Камбург В.Г., Бодажков Н.Ю., Макарова Л.В. Оптимизация состава сухих строительных смесей с учетом их стоимости. Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 6 (666). С. 44-50.
2. Kamburg V.G., Bodazhkov N.Y., Loganina V.I., Makarova L.V. METHOD OF BUILDING OPTIMIZATION OF COMPOSITES BASED ON THE CRITERION ANALYSIS // JOURNAL OF INNOVATIVE TECHNOLOGY AND EDUCATION Vol. 2, HIKARI Ltd, Bulgaria 2014.
3. Kolodyazhny S.A., Kavygin A.A., Kamburg V.G. Experimental research of the plate cross-counterflow heat exchanger in freezing conditions.Scientific herald of the Voronezh state university of architecture and civil engineering. construction and architecture.2014. № 4 (24) . С. 7-16.
4. Камбург В.Г., Бодажков Н.Ю., Агафонкина Н.В. Об управлении качеством в задачах строительства по результатам оптимизации интегрального стоимостного критерия. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2 015. (В НАСТОЯЩЕМ СБОРНИКЕ)
5. Пшеничный Б.Н., Данилин Ю.М. Численные методы в экстремальных задачах [Текст]. -М.: Наука, 1975. - С. 320.
6. Стюхин В.В. САПР в расчёте и оценке показателей надёжности радиотехнических систем / Стюхин
B.В., Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 287-289.
7. Строгалев В. П., Толкачева И. О. Имитационное моделирование. — МГТУ им. Баумана, 2008. —
C. 697-737.
8. Андреев С.Ю., Камбург В.Г., Алексеева Т.В., Ширшин И.Б., Кулапин В.И., Колдов А.С. Определение коллективной скорости всплывания пузырьков газа в динамических двухфазовых системах вода-воздух. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 479-480.
9. Кочегаров И.И. Системы удалённого рабочего стола при работе с конструкторскими САПР / Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2009. Т. 2. С. 406-407.
10. Камбург В.Г., Андреев С.Ю., Чикина Т.Н., Кулапин В.И. Моделирование процесса осаждения частиц в конденсационно-гравитационном фильтре. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 176-178.
11. Корниенко В.С. Математическая статистика. Решение задач по теме: «Проверка статистических гипотез». Методическая разработка [Текст]. Волгогр. гос. с.-х. акад. Волгоград, 2010. 68 с.
