CC BY
76
us
RESEARCH
ОСОБЕННОСТИ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТАБЛИЦЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ТЕХНИЧЕСКОГО
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
Анисимов О.В., к.т.н., доцент, Филиал федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского» (г. Ярославль), qwaker@inbox.ru
Попов Т.А.,
Филиал федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского» (г. Ярославль), popov_ta@mail.ru
Ключевые слова:
информационная поддержка, техническая эксплуатация, концептуальная модель, радиоэлектронная аппаратура, цикл восстановления.
АННОТАЦИЯ
Техническое диагностирование является одним из наиболее трудоемких процессов при восстановлении изделий специального назначения. В ходе решения задач диагностирования обслуживающему персоналу предоставляется соответствующая информационная поддержка на основе таблиц неисправностей, которые содержат исходную информацию о возможных отказах, их вероятных причинах и способах устранения.
Анализ процесса диагностирования показывает, что при использовании таблиц неисправностей обслуживающему персоналу требуется извлечение дополнительной технической информации из эксплуатационных документов для восстановления изделия. Более того, структура и форма представления сведений, а также правила работы с ними ориентированы на человека, а не на системы автоматизации информационной поддержки обслуживающего персонала. Таким образом, устанавливается практическое противоречие между необходимостью сокращения времени восстановления и большими временными затратами на поиск и извлечением технической информации, требующейся обслуживающему персоналу в процессе восстановления радиоэлектронной аппаратуры специального назначения, из-за недостаточного уровня автоматизации.
Предлагается разрешение указанного противоречия осуществить за счет формализованного представления таблиц неисправностей с целью автоматизации предоставления обслуживающему персоналу дополнительной технической информации, необходимой для развития процесса диагностирования и восстановления. Для достижения поставленной цели выполнен анализ структуры представления информации в таблице неисправностей. Показано, что имеющаяся структура таблицы неисправностей не может непосредственно использоваться в средствах автоматизации информационной поддержки. Это связано со сложностью разбора используемых в таблице неисправностей языковых конструкций.
Предлагается выполнить концептуальную формализации таблицы неисправностей на основе триадной диагностической модели «Признак-Причина-Действие». Это требует создания такой формализованной структуры элементов диагностических триад, которая позволит сохранять концептуальные структуры данных таблицы неисправностей, и метода работы с ней. При этом формируются классы понятий предметной области технического диагностирования, которые представляют словарную основу формального естественноподобного языка для формирования запросов к таблице неисправностей со стороны обслуживающего персонала.
Использование предложенного подхода позволяет повысить уровень автоматизации процесса диагностирования и сократить время восстановления за счет уменьшения времени извлечения технической информации обслуживающим персоналом.
US
RESEARCH
Одна из задач, которую решает обслуживающий персонал в процессе восстановления радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), направлена на определение места и причин отказа. Решение этой задачи может быть связано с предоставлением ему соответствующей информационной поддержки на основе таблиц неисправностей [1; 4], которые позволяют обслуживающему персоналу получать интересующую диагностическую информацию о возможных отказах, их вероятных причинах и способах устранения. Наличие таблиц неисправностей (ТН) в эксплуатационной документации регламентировано существующими стандартами [3].
В эксплуатационных документах, в частности, в руководстве по эксплуатации представление таблицы неисправностей осуществляется с помощью структурированных описаний, предназначенных для использования обслуживающим персоналом при восстановлении РЭА. В соответствии с [4] такие описания приводятся в подразделе «Методы обнаружения и устранения неисправностей».
В качестве примера рассмотрим фрагмент структурированного описания из таблицы "Характерные неисправности аппаратуры и методы их устранения" на изделие РЭА. Описание содержит наименование отказа, его внешнее проявление, дополнительные признаки, вероятную причину и метод устранения (см. таблицу 1).
Информации, представленной в таблице, может оказаться недостаточно для локализации и устранения отказа, что приводит к необходимости получения дополнительной информации (ДопИ) из эксплуатационных документов (ДЭ). Деятельность обслуживающего персонала (ОП) по устранению отказа, указанного в первой строке таблицы с учетом многократного обращения к эксплуатационной документации, представлена на рисунке 1.
Это показывает, что работа обслуживающего персонала с таблицами неисправностей связана с определенными временными затратами на извлечение дополни-
тельной информации из эксплуатационных документов для решения задачи восстановления радиоэлектронной аппаратуры.
Таким образом, возникает практическое противоречие между необходимостью сокращения времени восстановления и большими временными затратами на поиск и извлечением технической информации требуемой обслуживающему персоналу в процессе восстановления РЭА специального назначения (СН).
Выявленное практическое противоречие обуславливает цель исследования - сокращение времени восстановления изделий СН за счет уменьшения времени извлечения информации, регламентирующей процесс восстановления РЭА.
В таком случае задачу по обеспечению обслуживающего персонала информацией необходимой для восстановления радиоэлектронной аппаратуры целесообразно возложить на средства автоматизации информационной поддержки. Такой подход требует использования формализованного представления таблицы неисправностей и организации соответствующих интерфейсов. Таблицы неисправностей, как информационный ресурс, с одной стороны, активно используются в процессе восстановления, с другой стороны - не учитывается в существующих моделях РЭА и методах информационной поддержки ОП.
В результате получаем противоречие в науке: необходимость совершенствования методов информационной поддержки обслуживающего персонала при технической эксплуатации и отсутствие моделей и методов, автоматизирующих предоставление обслуживающему персоналу на основе таблицы неисправностей дополнительной информации, регламентирующей процесс восстановления РЭА СН.
Учитывая существующую структуру таблицы неисправностей ТН ее концептуальную формализацию целесообразно выполнить на основе триадной диагностической модели «Признак-Причина-Действие» [1], состоящую в том, что таблица ТН представляется в виде совокупности диагностических триад ТН = < ТН1, ТН2 ... , ТНЬ> соответствующих строкам таблицы неисправностей. При этом, каждая диагностическая триада ТН(1) представляется в виде кортежа:
ТИ(1) = <БТ1('), БТ^), БТ1(1) >
где БТ1(') - утверждение о диагностических признаках 1-го отказа (неработо-способного состояния) изделия, БТ2(1) - утверждение о вероятных причинах отказа, БТ3(1) -указание (команда) обслуживающему персоналу на выполнение действий по устранению отказа.
Элементы кортежа БТ1('), БТ2(') и БТ3(1) позволяют формировать одну строку (запись) ТН(') в таблице неисправностей ТН. Таблица неисправностей, как представление триадной диагностической модели (ТДМ), ориентирована на человека, поэтому для использования ТДМ в средствах автоматизации необходимо формализовать структуру ТН и перейти к структурным терминам триадной диагностической модели.
Таблица 1
Фрагмент таблицы неисправностей
Наименование неисправности, внешнее проявление и дополнительные признаки Вероятная причина Метод устранения
На передней панели контейнера А1 не светятся индикаторы "27В" и "400Гц 220В" На контейнере отсутствует напряжение электропитания "+27В" и "~400Гц 220В". Устранить неисправность по методике, изложенной в инструкции по эксплуатации комплекса технических средств
На задней панели контейнера А1 не светится индикатор "27В" Неисправен предохранитель под индикатором "+27В". Устранить неисправность
РЭА
Отказ
оп
ДЭ1
ДЭ2
Формирование утверждения об отказе: На панели контейнера А1не светятся индикаторы "27В" и "400Гц 220В"
-Проверка наличия записи об отказе в ТН-
Информация о вероятной причине отказа (непроверенная) из ТН: I— На контейнере отсутствуют напряжения электропитания — "+27В" и "~400Гц 220В"
Поиск ДопИ о месте расположения на контейнере А1 контрольных - точек для проверки величин напряжений электропитания "+27В" и-*
"~400Гц 220В"
Графическое представление мест расположения
I—контрольных точек для проверки напряжения электропитания-
"+27В и "~400Гц 220В"
_Расположение контрольных точек проверки напряжений_
1 электропитания "+27В" и "~400Гц 220В" из ЭСх
Поиск ДопИ о технических средствах проверки
-величины напряжений электропитания "+27В" и "~400Гц 220В"—■
контейнера А1
_Информация о требуемых технических средствах проверки_
напряжения электропитания "+27В" и "~400Гц 220В
_ Поиск ДопИ об особенности проверки напряжения _
электропитания "+27В" и "~400Гц 220В" контейнера А1
_Информация о последовательности действий ОП по щ
напряжения электропитания "+27В" и "~400Гц 220В"
Проверка утверждения о вероятной причине отказа
-Вероятная причина отказа подтверждена-1
Информация о действиях обслуживающего персонала по устранению N отказа: устранить неисправность по методике, изложенной в Ч инструкции по эксплуатации комплекса технических средств
-Поиск ДопИ о методике устранения отказа-—Информация о методике устранения отказа—
_Поиск ДопИ о технических средствах, которые будут_
использоваться для устранении отказа
_Информация о требуемых ОП технических средствах_
устранения отказа
-Поиск ДопИ о требуемых для устранения отказа элементах ЗИП— -Информация о требуемых элементах ЗИП-
Устранение отказа
Рис.1. Деятельность обслуживающего персонала по устранению отказа
Исходя, из вышеизложенного и в соответствие с поставленной целью, в работе решается задача, связанная с формализованным представлением элементов диагностических триад, задаваемых таблицей неисправностей радиоэлектронной аппаратуры.
По результатам анализа описаний 156 неисправностей, приведенных в ТН на изделие СН, был сформирован и проанализирован словарь, представляющий понятия и предикаты, встречающиеся в таблице неисправностей. Полученное множество элементов словаря было разделено в зависимости от используемых понятий на классы, которые определяют:
условия С, при которых (после которых) техническое состояние изделия было определено как неработоспособное,
структуру ЕСТР радиоэлектронного средства с логической ЕСТРЛ и физической ЕСТРФ точек зрения,
позиционное расположения диагностических признаков БдПр в структуре изделия ЕСТР,
внешние проявления диагностического признака
EDДПр,
параметры, отражающие особенности проявление диагностического признака EDАдП, вероятные причины отказа СР,
US
RESEARCH
указания на эксплуатационный документ и/или на необходимый фрагмент в нем АдП.
вероятные причины отказа СР,
действия обслуживающего персонала по устранению отказа ДВ,
параметры, уточняющие действия обслуживающего персонала по устранению отказа ДВУ.
Анализ записей в таблице неисправностей показывает, что по своей структуре утверждения БТ^, РТ2(1) и РТ3(1) являются конструкциями из одного или нескольких предложений на естественном языке, которые подчиняются определенным синтаксическим правилам в зависимости от элемента строки таблицы. Синтаксис языковых конструкции, используемые в ТН, можно представить с использованием расширенной формы записи Бэкуса-Наура [2]:
FT, [[С]{([5ДП„]Естр)\Адп}]{{Естр(ЕОдп[Естр]) [am(ectpm 1 {[Е^ЕОдпСЕсгр)}}
ft2 [CP] (ЕСТРфК[ЕСТРфу] 1 ЕСТРЛК{ЕСТРЛУ}) [CP ЕСТРЛП (ЕСТГЛУ{ЕСТРЛУ}) 1 d 1 (ЕСТРЛК1 Sanp) [ЕОщ] {ЕСТрфК{ЕСТРфу{ЕСТРфу}[\> ЕСТРФУ {ЕСТРФу}]}}]
ft3 [ЕОщ] £ЕСТРЖ/№орлу| СР][{Есгрфк}\Есгрфп[{Есгрфу}]]{Есгрлу[Есгрфп1}[[&] {ЕОдП(ЕС1рлк 1 Естрду 1 EarjjmiSaJflBy 1 (ЕсгрфкЕсгрлуЕсттфп 1 Есгрфп {Есгрфу})]{ДВ}[ЕСтрлк[{ЕСТРЛу}]][(ЕСТРфК\ЕСТРфП)[{Е^рфу} | {[ЕСТРЛУ]} [{Естрфк(Естрфу\ \Естрлу)\ Естрфп(Естрфу\Естрлу)}] [[&]ЮЩ [ЕСТРШ1 ЕОАщ!] [ДВ] [ЕСТРЖЕСТРЛу]
Особенностью таблицы неисправностей ТН является то, что все сведения в таблице представляются с помощью естественного языка, так, что структура и форма представления сведений, а также правила работы с ними ориентированы на человека, а не на системы автоматизации информационной поддержки ОП.
Выявленная структура утверждений РТ1('), ГТ2(1) и БТ^ не может непосредственно использоваться в средствах автоматизации информационной поддержки с целью интерпретации данных, содержащихся в таблице неисправностей и предоставления обслуживающему персоналу виртуальной документа (виртуальной таблицы неисправностей), содержащего основную и дополнительную информацию, необходимую для восстановления работоспособного состояния изделия.
Это связано со сложностью разбора представленных языковых конструкций. Для их разбора необходимо использовать формальный язык относящийся к типу контекстно-свободных языков, что является очень трудоемким с точки зрения автоматического разбора [5,6]. Это делает нецелесообразным его применение в средствах автоматизации информационной поддержки обслуживающего персонала.
Таким образом, для интерпретации данных, содержащихся в таблице неисправностей и предоставления обслуживающему персоналу виртуального документа, содержащего все необходимую информацию для восстановления работоспособного состояния изделия необходимо решить ряд частных задач:
разработать формализованную структуры данных в таблице неисправностей, на основе языковых средств, ориентированную для использования, как в средствах автоматизации информационной поддержки, так и обслуживающим персоналом,
провести анализ выявленных классов понятий для оценки возможности их использования в средствах автоматизации информационной поддержки обслуживающего персонала при условии сохранения концептуальной структуры данных в таблице неисправностей,
разработать метод, позволяющий формировать дополнительные элементы диагностической триады, за счет использования структуры диагностического портрета при обработке запросов к таблице неисправностей СИП,
разработать алгоритм формирования виртуальных документов, представляющих обслуживающему персоналу необходимую техническую информацию для решения задачи восстановления РЭА СН.
Предлагаемый подход основан на использовании понятий предметной области технического диагностирования, которые представляют словарную основу формального естественноподобного языка. При описании структуры предложений можно использовать регулярные выражения, синтаксис которых позволяет отражать сведения, содержащиеся в таблице неисправностей. Это позволит обслуживающему персоналу формировать запросы в системе информационной поддержки используя понятия предметной области, что может служить основой для создания и использования языковых интерфейсов для автоматизации работы с таблицами неисправностей при восстановлении технических средств. Такой подход позволяет повысить уровень автоматизации процессов технического диагностирования и сократить время восстановления за счет уменьшения времени на извлечение требуемой технической информации. Литература
1. Анисимов О.В. Модели радиоэлектронной аппаратуры как основа организации информационных интерфейсов в системах автоматизации технической эксплуатации /Монография, М.: Изд. ООО «Норд», 2013 -88 стр.
2. ISO/IEC 14977:1996(E). Информационная технология
- Синтаксический метаязык - Расширенная Форма Бэку-са-Нуара (Extended BNF). Издательство стандартов, 1996.
3. ГОСТ Р ИСО 17359-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Общее руководство по организации контроля состояния и диагностирования. ИПК Издательство стандартов, 2009.
4. ГОСТ Р 51772-2001 Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Эксплуатационные документы. Виды и правила выполнения. ИПК Издательство стандартов, 2001.
5. Системное программное обеспечение/А. В. Гордеев, А.Ю. Молчанов. - СПб.: Питер, 2003. - 736 стр.: ил.
6. Легков К.Е. Модели управления процессами обмена в службе передачи и доставки файлов инфокоммуникаци-онных сетей специального назначения // H&ES: Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли.
- 2014. -№ 4. - С.38-43.
us
RESEARCH
FEATURES OF FORMALIZED REPRESENTATION TABLES FOR SYSTEM OF INFORMATION SUPPORT TECHNICAL DIAGNOSTICS
Anisimov O., Ph.D, docent, Federal state military educational institution of higher education "Military Space Academy of A. F. Mozhaiskii", qwak-er@inbox.ru
Popov T., Federal state military educational institution of higher education "Military Space Academy of A. F. Mozhaiskii", popov_ta@mail.ru
Abstraсt
Technical diagnostics is one of the most intensive processes in the recon-struction of the products for special purposes. In the course of solving the problems of diagnosing, service personnel gets appropriate information support on the basis of fault detection table that contain background information about possible faults, their probable causes and solutions. Analysis of the process of diagnosis shows that the use of fault detection tables by service personnel requires the extraction of additional technical information from the operational documents for product reconstruction. In fact, the structure and form of presentation of information, as well as rules for working with them are focused on the person and not the automation system of information support for service personnel. Thus establishes a practical con-tradiction between the need to reduce recovery time and time consuming on search and extraction of technical information, required by service personnel in the process of reconstruction of electronic equipment for special purposes, due to the insufficient level of automation. It is offered to solve this problem through formalized representation of the fault detection tables in order to automate the provision of the additional technical information for service personnel which is necessary for the development of the process of diagnosis and reconstruction. To achieve this goal the analysis of the structure of information in the fault detection table is done. It is shown that the existing structure of the fault detection table can not be directly used in the automation tools of information support. It
is connected with the complexity of analysis of language constructions used in the fault detection table. It is offered to make a conceptual formalization of fault detection table based on the triad diagnostic model "Sign-Cause-Action." This requires the creation of a formalized structure elements of the diagnostic triad which allows saving the conceptual structure of these fault detection table, and the method of working with it. In this case, the classes of concepts in the field of technical diagnostics are formed. They represent the basis of a formal language which is close to natural for querying to the fault detection table by service personnel. Using the offered approach can increase the level of automation of the process of diagnosis and reduce the reconstruction time by decreasing the time of extraction of technical information by service personnel. Keywords: Information support, technical operation, the conceptual model, radio-electronic equipment, recovery cycle.
References
1. Anisimov, O 2013, Models of electronic equipment as a basis for organizing information interfaces in automation systems technical manual, Nord, Moscow, 88.
2. ISO/IEC 14977:1996(E). Information Technology - syntactic metalanguage - Extended BNF. publishing standards, 1996.
3. GOST R ISO 17359-2009, 2009, Condition monitoring and diagnostics of machines. General guidance on the organization of state control and diagnostics. IEC Standards Publishing House, Moscow.
4. GOST R 51772-2001 Radio-electronic equipment, household. Operational documents. Types and rules for the implementation. IPK publishing standards, 2001.
5. Gordeev, A & Molchanov, A, System Software, SPb, Piter, 2003, 736.
8. Legkov, K 2014, 'Models of management of exchange processes in service of transfer and delivery of files of info-kommunikatsionny networks of special purpose', H&ES: High technologies in space researches of Earth, no.4, pp 38-43.
