CC BY
41
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
ятности дестабилизирующими факторами и ее повышения за счет применения предупреждающих и корректирующих действий приведены в таблице.
Последним этапом технологического цикла изготовления релейной аппаратуры является склад готовой продукции, в котором составляют осуществляется контроль правильности упаковки, предварительного хранения, контроль за соблюдением правил и схем погрузки в транспорт, комплектование документами удостоверяющими качество (сертификаты). Эти операции выполняет техник выходного контроля - 1чел.
Для проведения измерений он использует прибор измерения температуры и влажности, а также фотоаппарат для документирования процесса. Стоимость этого оборудования составляет 20 тыс. руб.
Несмотря на простоту задачи хранения и отгрузки готовой продукции, имеют место факторы, мешающие ее успешному решению и отрицательно влияющие на техпроцесс. Это - качество транспортной тары (в т.ч. вагонов, контейнеров, автомобилей - соответствие их установленным требованиям к транспортировке конкретной аппаратуры); несоблюдение условий хранения и правил погрузки.
Для нейтрализации этих факторов в рамках системы менеджмента качества применяются традиционные предупреждающие и корректирующие действия: опросы потребителя по удовлетворению сроками и способами отгрузки; модернизация (и разработка) новой транспортной тары; дополнительная маркировка упаковки о требованиях транспортировки; фотофиксация произведенной упаковки (погрузки в автомобиль, контейнер, вагон) с целью сбора доказательной базы и при необходимости предъявления претензий к перевозчику. Обычно при хранении готовой продукции и доставке ее потребителю проблем не возникает, то есть
Р6 можно принять в идеале равной 1. Вместе с тем, в таблице сведены количественные данные о влиянии на эти процессы вышеуказанных дестабилизирующих факторов, а также об эффективности применяемых для их нейтрализации корректирующих и предупреждающих действий и затратах на их обеспечение и осуществление.
Данные, содержащиеся в таблице, позволили оценить значения условных вероятностей бездефектного завершения [1,2] каждого из шести этапов технологического цикла изготовления релейной аппаратуры для случаев использования различных предупреждающих и корректирующих действий на каждом из этапов технологического цикла при воздействии нейтрализуемых ими дестабилизирующих факторов. С помощью этjq же таблицБ были определены удельные амортизационные стоимости измерительного и иного контрольного оборудования в пересчете на дискрет времени, а также определены затраты на оплату персонала в пересчете на месяц, выбранный в качестве дискрета времени. После чего были определены оптимальные частоты применения различных предупреждающих и корректирующих действий, составляющих стратегии менеджмента качества для каждого этапа технологического цикла изготовления релейной аппаратуры.
Вывод. Проведенная с использованием разработанных в диссертации методов и процедур оптимизация построения и порядка функционирования системы менеджмента качества Камышловского Электротехнического завода позволила в целом на 12-15% снизить в конечном итоге объем брака в выпускаемой заводом продукции. При этом на 1720% сократился технологический отсев при пооперационном контроле в целом по всем этапам технологического производственного цикла без увеличения сметы затрат на действующую систему менеджмента качества завода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Михеев Е.А. Метод оптимизации порядка применения различных стратегий менеджмента качества на основе максимизации вероятности бездефектного завершения процесса производства продукции / Е.А.Михеев // Известия Института инженерной физики. - Серпухов: МОУ «ИИФ». - 2009. - № 1 (11). -88 с. - С. 24 - 29.
2. Михеев Е.А. Оценка эффективности процесса внедрения системы менеджмента качества на основе его вероятностно-игровой модели / Е.А.Михеев // Известия Института инженерной физики. - Серпухов: МОУ «ИИФ». - 2008. - № 3 (9). - 88 с. - С. 21 - 25.
3. Кочегаров И.И. Программный пакет моделирования механических параметров печатных плат / Кочегаров И.И., Таньков Г.В. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 334-337.
4. Михеев Е.А. Оптимальный выбор стратегии менежмента качества производственного процесса / Б.Ф.Безродный, Е.А.Михеев // ФАО ГОУ ВПО Пензенский ГУ. Межвузовск. сб. науч. трудов. - Пенза: ПГУ, 2010. - 254 с. - С. 233 - 246. (соиск. - 35%)
5. Стюхин В.В. САПР в расчёте и оценке показателей надёжности радиотехнических систем / Стюхин В.В., Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 287-289.
6. Гришко А.К. Методология управления качеством сложных систем / Гришко А.К., Юрков Н.К., Кочегаров И.И. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 377-379.
7. Михеев Е.А. Анализ недостатков методологии построения и внедрения систем менеджмента качества на отечественных производственных предприятий // Надежность и качество. Труды Международ. симпоз. Под ред. Н.К.Юркова. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, - Т.2. - 2013. - 407 с. - С. 230 -232.
УДК 656.25
Ибрагимов Б.Г., Гусейнов Ф.И., Ибрагимов Р.Ф.
Азербайджанский технический университет, Баку, Азербайджан
ОЦЕНКА НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ
Одной из наиболее важных проблемных задач в мультисервисных сетях связи является улучшение качество функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS с использованием сервер пользовательских данных (HSS). Система IMS с использованием системы и протоколы сигнализации SIP и Diameter обеспечивает управление сеансами связи для голосовых услуг с возможностью активации мультимедийных приложений, видеотелефонии, доступ в Интернет и передачи трафика услуги Triple Play.
Качество функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS на основе логических блочно-модульных систем, определяется в основном отка-
зами сервер домашних абонентов, терминальным оборудованием сети доступа и транспортным шлюзам, отказами аппаратных платформы ядра IMS и сигнальными шлюзами (SCW), а также отказами уровень приложений с использованием сервера AS.
Учитывая, вышеперечисленные услуги и возрастающий интерес к архитектуре сетей NGN приводит к увеличению нагрузки на мультисервисных сетях связи, как следствие, увеличиваются и временные характеристики передачи пакетов служебного и полезного трафиков, что в итоге влияет на качество функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS.
В связи с этим актуальной является задача анализа качества функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS на основе сервер пользовательских данных при передаче трафика услуги Triple Play.
На основе исследования [1, 2] установлено, что одним из важных критериев качества функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS является, показатель надежности модульных систем сигнализации логических функции ядра IMS, которые расположены на трех уровнях управления.
Математическая формулировка предложенного подхода для исследования качества функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS может быть представлена следующей целевой функцией:
Qkj, = suP [йкф L i = 1,n (1)
i
при следующих ограничениях
К Г < КГ доп. , Ть- Ть.доп.,
Ci
Ci
, P бр < P
' i.eoD i.e
(2)
1.вбр г.ебр.доп ,
где Кг— коэффициент готовности подсистемы
мультимедийной связи IMS на основе сервер пользовательских данных; Tb - средняя времени восстановления система IMS; Ci.an - стоимость аппаратных и программных средств уровня доступа и транспорта, уровень управления сессиями и приложении IMS; Р,вбр — вероятность безотказной работы подсистемы мультимедийной связи IMS, i = 1, n .
Учитывая постановки задачи, в данной работе исследуются качества функционирования подсистемы мультимедийной связи IMS с использованием сервер домашних абонентов и оцениваются показатели надежности системы сигнализации при оказании услуг и установлении соединения.
В соответствии с Рекомендациями МСЭ-Т Е.800 надежность является одним из основных факторов, влияющих на качество обслуживания на мультисер-висных сетях связи.
Системно-технический анализ [2] показал, что подсистема мультимедийной связи IMS работоспособна в некоторый момент времениt называется нестационарным коэффициентом готовности (Availability) Кг(t,A ) и описывается следующей функциональной зависимостью
Кг(tA) = W(Tb,Aa,р,T0) ,
где Tq — математическое ожидание среднее время
отказа блочно-модульных систем IMS; р — коэффициент эффективного использования подсистемы IMS при оказании услуг; Aq — интенсивность отказов,
является важной характеристикой, наглядно показывающей, как меняется надежность подсистемы IMS со временем.
Коэффициент готовность подсистемы мультимедийной связи IMS является центральной составляющей надежности в документах ITU-T [3].
Учитывая, что пока не исчерпан запас в подсистеме IMS, в работе все время находится mi элементов, образующих пуассоновский поток отказов с параметров ai , равным среднему числу элементов, выходящих из строя за время T , интенсивность отказов системы IMS выражается следующим образом:
A0 = Aj = aj /mj • T , i = 1,n . (3)
Еще один показатель, характеризующий готовность системы сигнализации является, коэффициент оперативной готовности подсистемы IMS, Koг(t,Aq) . Последний определяет вероятность того, что подсистема IMS окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени t , кроме планируемых периодов, в течение которых применение ядра IMS по назначению не предусмотрено, и, начиная с этого момента, будет
работать безотказно в течение заданного интервала времени t q .
Для взаимодействия с сетями с коммутации каналов (КК) в IMS выделены следующие важные функциональные элементы: сервер BGCF (Breakout Gateway Control Function), транспортный шлюз-MGW (Media Gateway), сервер MGCF (Media Gateway Control Function) и сигнальный шлюз-SGW (Signaling Gateway). Здесь, сети с КК являются следующие: сети ТфСОП (Телефонные сети общего пользования) и сети GSM (Global System of Mobile Communication) с использованием протоколов сигнализации ISUP(ISDN User Part) и MAP (Mobile Application Part), которые представляют собой объект распределенной системы управления передачи сигнального трафика.
Для транспортировки сигнальных трафиков протокола ОКС-7, SIP и Diameter в IMS используется протокол SCTP, который обеспечивает надежную передачу в сторону MGCF и в сторону сети ТфСОП.
Учитывая алгоритмы передачи трафика в IMS, в общем случае стационарный коэффициент оперативной готовности рассчитывается по формуле
Ко.г(t,Aq) = —J[1 — F(t)]dt , (4)
To + Tb.0
где to — длительность заданного интервала времени.
Формальный коэффициент готовности определяет, вероятность того, что подсистема IMS окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени t , кроме планируемых периодов, в течение которых применение IMS по назначению не предусмотрено. Если распределение F(t) является экспоненциальным,
Ко.г(tA) = Кг(tA)• P(t). (5)
Предполагаем, что в момент времени t + At подсистема IMS будет работоспособна, если в момент t она была работоспособна и за время At не возник отказ, либо если в момент t она была неработоспособна, но за время At закончилось восстановление.
Выражая вероятности указанных событий получим [3]:
Кг (t + At) = Кг (t )[1 — (AAt + o(At))] + [1 — Кг (t )][/uAt + o(At)],
(6)
После некоторых преобразований в (6) получим следующее выражение, которое характеризует работоспособность системы сигнализации с использованием подсистема мультимедийной связи IMS: Кг (t + At) — Кг (t) = —A • Кг (t)At + ц[1 — Кг (t)]At + o(At) (7)
В (7) делим уравнение на At и переходя к пределу при At ^ 0 , получим следующие выражения, которые определяет показателей надежности подсистема IMS с использованием сервер пользовательских данных:
К r(t) = —*• К г (t) + ?• [1 — Кг (t)]
Или
Кг(t) + (A + ц) • К г (t) — ¡и = 0 (8)
Решением этого дифференциального уравнения с учетом начального условия Кг (0) = 1 (в начальный
момент времени модули IMS считается работоспособным) является функция, которая оценивает надежности системы IMS:
Кг(t)--
A
-exp[—(A + v)t] , (9)
А+ц А+ц
При t ^ ю Кг(/) стремится к пределу ¡/(А + 1), называемому стационарным коэффициентом готовности и обозначаемому просто Кг . Выразив А и ¡1 через Т0 и Ть, получим:
Кг = Г0/(ГЬ + Т0) . (10)
Можно доказать, что эта формула справедлива не только для экспоненциальных, но для любых распределений длительностей безотказной работы и восстановления.
На практике, как правило, используется именно стационарный коэффициент готовности, при этом слово «стационарный» обычно опускается. Он является важным комплексным показателем надежности, характеризующим безотказность и ремонтопригодность системы сигнализации[3].
Дополнение коэффициента готовности до единицы является коэффициент простоя системы IMS:
Кп = 1-КГ = Tb !(T0 + Tb). (11)
Оба этих показателя зависят только от показателя p , который выражается следующим отношением p = Tb / To . Тогда, показатель надежности системы определяется следующим выражением:
Допустим, что жения можно разложить
еличина p<< 1 , то эти выра-ряд по степеням p :
Кг = 1/(1 + p), Kn =p(1 + p).
(12)
КГ = 1 -p + p / 2 -..., Kn = p-p2 +... . (13)
В первом приближении
КГ s1 -p, КГ sp . (14)
Таким образом, полученные аналитические выражения (9),..., (12) характеризует надежности подсистемы мультимедийной связи IMS и являются показателем QoS системы сигнализации при оказании интегрированных услуг и установлении соединения.
В результате исследования, полученные выше надежностные показатели, характеризуют готовность системы IMS с использованием сервер домашних абонентов HSS с необходимыми параметрами, обеспечивающие гарантированное качество услуг QoS, регламентируемых рекомендациями ITU-T.
системы управления сеансами
ЛИТЕРАТУРА
1. Деарт В.Ю. Мультисервисные сети связи. Ч.2: Протоколы (Softswitch/IMS). М.: Брис-М, 2011. - 198 с.
2. Щербакова О.И. Методы изготовления многослойных печатных плат / Щербакова О.И., Граб Ю.А., Белов А.Г., Баннов В.Я., Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 154-157.
3. Мамедов Г.А., Ибрагимов Б.Г., Исмайлова С.Р. Подход к оценке эффективности систем и протоколов сигнализации NGN в мультисервисных сетях связи // Вестник компьютерных и информационных технологии, № 10, Москва, 2014. - с.30 - 35.
4. Кочегаров И.И. Программно-аппаратный комплекс разработки РЭС на основе ПЛИС и исследования их механических параметров / Кочегаров И.И., Таньков Г.В., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 421-424.
5. Шувалов В.П., Егунов М.М., Минина Е.А. Обеспечение показателей надежности телекоммуникационных систем и сетей. М.: Горячая линия - Телеком, 2015. - 168 стр.
УДК 51-37
Старостин1 И.Е., Быков2 В.И.
Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации, ФГУП (НИИСУ), Москва, Россия 2Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля, РАН, Москва, Россия ОЦЕНКА ДОПУСТИМОСТИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОЦЕССОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕРАВНОВЕСНЫХ
ПРОЦЕССОВ ПОТЕНЦИАЛЬНО-ПОТОКОВЫМ МЕТОДОМ
Введение
В настоящее время для моделирования неравновесных процессов существует два подхода: микроскопический (основанный на статистической физике и кинетической теории) и макроскопический (основанный на современной неравновесной термодинамике) [1] . Микроскопический подход базируется на свойствах молекул, что при полноте его описания неравновесных процессов делает этот подход неприменимым для описания подавляющего большинства реальных неравновесных систем [1, 2].
Макроскопический подход основывается на современной термодинамике [2 - 5]. Предметом современной термодинамики является изучение тех наиболее общих свойств макроскопических тел, которые не зависят от конкретного микрофизического строения этих тел и которые проявляются в процессах обмена энергией между телами [2 - 5]. Любые явления в природе и технике сопровождаются обменом энергией, поэтому термодинамика, разрабатывая общие методы изучения энергетических явлений, имеет всеобщее методологическое значение и ее методы используются в самых различных областях знания [1 - 5].
Современная термодинамика подразделяется на равновесную (классическая термодинамика), изучающую равновесные (квазистатические) переходы из одного равновесного состояния в другое, и неравновесную, изучающую неравновесные переходы из одного состояния в другое [2 - 5]. Современная неравновесная термодинамика в общем случае характеризуется отказом от принципа локального термодинамического равновесия (рациональная термодинамика) [4, 5].
Современная неравновесная термодинамика рассматривает как системы, обладающие эффектом памяти, так и системы, не обладающие эффектом памяти [5, 6] . В случае систем, обладающих эффектом памяти, вводятся дополнительные динамические величины, характеризующие накопленный
опыт системы, сведя тем самым описание систем, обладающих эффектом памяти, к описанию систем, не обладающих эффектом памяти [5, 6] . Таким образом, в современной неравновесной термодинамике состояние системы характеризуется параметрами состояния - динамическими переменными, значения которых однозначно характеризуют состояние системы и не зависят от предыстории системы [3, 4, 6, 7] . Среди параметров состояния выделяют координаты состояния, изменение каждой из которых сопряжено с неравновесным процессом конкретной физической природы [3, 4]. Число координат состояния равно числу степеней свободы рассматриваемой системы [3, 4] . Таким образом, в современной неравновесной термодинамике состояние системы целесообразно характеризовать координатами состояния [3, 4, 7] . Координаты состояния связаны друг с другом уравнениями баланса [2 - 7].
С точки зрения современной неравновесной термодинамики причиной и необходимым условием протекания неравновесных процессов являются термодинамические силы, определяемые как взятый с противоположным знаком градиент свободной энергии по независимым координатам состояния с учетом уравнений баланса [2, 4 - 7]. Но, однако, термодинамические силы однозначно не определяют всех особенностей протекания неравновесных процессов [8]. Помимо термодинамических сил независимо от последних эти особенности определяются еще и кинетическими свойствами неравновесных систем (например, энергией активации, эффективным диаметром молекул, и т.д.) [8]. Шкалой кинетических свойств неравновесных систем является матрица восприимчивостей (кинетическая матрица), определяемая кинетическими свойствами [8], коэффициенты которой характеризуют восприимчивость неравновесных процессов к термодинамическим силам [6 - 8]. Матрица вос-приимчивостей определяется из экспериментальных данных [ 6, 9].
