CC BY
5
УДК 621.317
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-156-159
ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В.Е. Писковитин, Н.Н. Зайкин, А.В. Свидло, О.В. Чуприков, Е.В. Фатьянова
В статье рассмотрен один из подходов к моделированию жизненного цикла электронно-вычислительной техники специального назначения с учетом ее морального старения. Приведены аналитические выражения, позволяющие получить численную оценку затрат на разработку и эксплуатацию электронно-вычислительной техники специального назначения с учетом их надежностных характеристик, что позволяет обосновать рациональные значения продолжительности периодов жизненного цикла изделий.
Ключевые слова: жизненный цикл, электронно-вычислительная техника, моральное старение.
В соответствии с методологией программно-целевого планирования создания и развития электронно-вычислительной техники специального назначения (ЭВТ СН) при выработке решений необходимо оценивать весь комплекс воздействующих факторов на процесс переоснащения данной техникой. При этом, приведенные полные затраты на весь жизненный цикл (ЖЦ) являются в определенной мере комплексным показателем, отражающим результаты учета этих воздействий при создании и развитии ЭВТ СН. Данные затраты определяются, прежде всего, техническим уровнем создаваемых изделий, а также моральным старением образцов ЭВТ, оказывающим непосредственное влияние на продолжительность их ЖЦ.
При оценке затрат необходимо учитывать все составляющие, определяющие стоимостные характеристики ЖЦ образцов ЭВТ СН. Структура затрат на разработку и производство образцов ЭВТ СН по всем видам расходов, элементам затрат и статьям калькуляции приведена в [1-4,10]. Затраты на эксплуатацию образцов ЭВТ СН оцениваются показателем среднегодовых эксплуатационных затрат, методика расчета которого приведена в [12].
Для создания более надежных ЭВТ СН требуются дополнительные расходы на разработку и производство. В то же время эксплуатация высоконадежных ЭВТ СН приводит, как правило, к снижению эксплуатационных расходов и повышению эффективности применения таких средств. При этом необходимо учитывать, что условия ведения современных боевых действий, значительно повышают требования к уровню ремонтопригодности ЭВТ СН, т.к. данный показатель надежности определяет возможности изделия по его восстановлению.
Кроме того, значительное влияние на продолжительность ЖЦ ЭВТ СН оказывает процесс морального старения, который является применительно к ЭВТ следствием появления новых изделий с лучшими техническими характеристиками, либо наличием у противника средств противодействия, не позволяющих в полной мере использовать возможности ЭВТ СН. Данный естественный процесс приводит к уменьшению оптимальной продолжительности ЖЦ.
В соответствии с указанными требованиями математическая модель для обоснования продолжительности ЖЦ ЭВТ СН, может быть представлена в следующем виде:
t*pt = ar57nin{^(i)0i(To)i(l'pp=1Cp(ip)Q(i, ¿б)+1[ПП=1 Cn(tn)Wn(tn)Q(t,t6) +
+ЯЭ=il[ÄÄ=i ¿б)}; (1)
с учетом ограничений:
Z2=1Cp(tp)<Z2;=1CB(tp); (2)
1^=1 адпЖ^п)< Zg=i св(^П); (3)
^ (tn)< Zg=i ^Пшах; (4)
ZLi(Cp(t) + 4(0 + СЭ,ПР(0) < ZLi сВЫд (5)
![=1ВД=л?Треб; (6)
Сту(0_£Стреб; (7)
t = 1,Tw (8) а также функциональных выражений, описывающих факторы модели:
Ср(£р) = Сехр -а(ьРI , (9)
4 £рп / ]Ртах
СпС^ЗД/л^П2; (10)
Сэ(^з^я) = ('РП/е;ЬгЛПР^к=£РРП; (11)
^ Э ю (Сэ(£э)при£э '
^э(^э) = СГСМ + Сэл + САКБ + СТО,ТР + Стр + Схр _Сост; (12)
Фг(То) = ; (13)
Ж) = 1 - а0е аЛ ; (14)
даДб) = (1 + ЕнГ('"Ч (15)
где Ср^р) - затраты на разработку образца ЭВТ СН в tp-й год; Ып(П - количество изделий, которое может произвести промышленность в ^-й год ; Ытреб - требуемое количество изделий; Qтy(t) - технический уровень образца ЭВТ СН в ^й момент времени; Qmреб - требуемый технический уровень; Сп(П - затраты на производство изделия в ^-й год; Сэ,я^э,я) - затраты на эксплуатацию (ремонт) изделия в tэ,я-й год; Шэ,к^э,в) - количество изделий, находящихся в эксплуатации (ремонте) в tэ,я-й год; Св^р, п) - возможности промышленности по освоению ассигнований в tp, п-й год; Ытах^п) - максимальные возможности промышленности по выпуску изделий в ^-й год; щ(То) - функции, определяющие размеры дополнительных затрат на повышение надежности образцов на стадиях ЖЦ; То - значение времени наработки на отказ действующее; Тд - значение времени наработки на отказ у нового изделия; аг - коэффициенты, определяющие величину вложения дополнительных затрат для повышения надежности изделия на соответствующих стадиях ЖЦ; - функция, учитывающая моральное старение ЭВТ; Брп1 - затраты в первый год планового ремонта; Ь - коэффициент, учитывающий интенсивность изменения затрат на соответствующий плановый ремонт; Q(t,tб) - взвешивающая функция для приведения разновременных затрат к единому моменту времени; Ен - норматив приведения; Свыд - выделяемые ассигнования на плановый период; Тпред - интервал планирования, заданный лицом, принимающим решение.
Таким образом, решаемая задача описывается математической моделью дискретного программирования, имеющей в своем составе нелинейные ограничения. Методы решения задач дискретного программирования можно классифицировать [1, 12] как методы отсечений и комбинаторные методы. Методы отсечений в виду своей специфики используются только для решения линейных целочисленных задач, поэтому в данном случае они не рассматриваются.
В основе комбинаторных методов лежит идея упорядоченного перебора допустимых решений. На первый план при этом выдвигается проблема разработки тестовых процедур, позволяющих непосредственно рассматривать относительно небольшую часть указанных решений. К самым известным комбинаторным методам следует отнести метод ветвей и границ, в основе которого лежит идея направленного разбиения области допустимых решений оптимизационной задачи с целью локализации оптимального решения в одной из ее подобластей.
Для метода ветвей и границ важной является проблема выявления достаточно близкой к оптимальному решению границы на первых этапах вычислений. Решение данной задачи находится в прямой зависимости от выбора переменной, инициирующей процесс ветвления, и от порядка, в котором порождаются и решаются подзадачи. Однако вопрос о «наилучшем» выборе переменной ветвления и последовательности решения подзадач в строгом виде не решен [1,2,12]. Для решения этой проблемы пользуются эмпирическими правилами, которые являются достаточно эффективными и широко применяющимися в программах для ЭВМ, использующих аппарат метода ветвей и границ. Данный метод наиболее широко используется при решении целочисленных линейных задач, ряда задач распределения ресурсов, однако в общем случае его применение ограничено.
Еще одной группой методов решения задач дискретного программирования, относящихся к комбинаторным, являются методы перебора. Процедуру полного перебора множества решений исходной задачи называют явным перебором [1]. Методы неявного перебора основаны на переборе лишь части возможных решений. Рассмотрим их на примере метода неявного перебора, основанного на стратегии локального поиска, идея которого заключается в оптимизации с использованием метода проб и ошибок [1, 12]. Сущность метода неявного перебора состоит в переходе от одной точки допустимого решения к другой путем пересмотра множества решений, входящих в окрестность первой точки, и выбора решения с наилучшим значением целевой функции.
Процесс перехода (большая итерация метода) заканчивается, если при поиске в окрестностях очередной точки не найдено лучшего решения. Таких больших итераций делается несколько, начиная с различных допустимых точек. При применении данного метода необходимо определить правила для: генерации начальных допустимых решений исходной задачи; формирования окрестности текущего рассматриваемого решения; просмотра окрестностей при поиске лучшего допустимого решения.
При решении задач дискретного программирования существенным преимуществом метода неявного перебора перед методами ветвей и границ, и явного перебора является факт снижения вычислительной сложности решения исходной задачи. К недостаткам данного метода следует отнести: неоднозначность формирования его алгоритмической реализации при рассмотрении конкретных задач, отсутствие гарантии в получении точного решения (хотя в случае, если точное решение не найдено, данный метод дает близкое к оптимальному решение).
Таким образом, для решения задачи обоснования продолжительности ЖЦ ЭВТ СН могут быть применены: метод ветвей и границ, методы явного и неявного перебора. При этом, метод явного перебора при наличии достаточного времени может быть рекомендован в качестве основного, так как он не связан какими-либо допущениями и служит основой для проверки любого другого метода [1, 12].
Список литературы
1. Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и связь, 1984. 288 с.
2. Лысиков А.А., Соколова И.В. Метод оценки производственной мощности промышленности // Вопросы прогностики. 1984. № 7. С. 88-93.
3. Исследование операций: в 2-х томах. Т. 1. Пер. с англ. / под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби. М.: Мир, 1981. 712 с.
4. Шеремет А.Д., Сайфуллин Р.С. Методика финансового анализа. М.: ИНФРА, 1995.
172 с.
5. Методика анализа деятельности предприятия в условиях рыночной экономики / Под ред. ГА. Краюхина. СПб.: СПбГИЭА, 1996. 234 с.
6. Крейнина М.А. Финансовое состояние предприятия. Методы оценки. М.: ИКЦ «ДИС», 1997. 224 с.
7. Мартыщенко Л.А., Филюстин А.Е., Голик Е.С., Клавдиев А.А. Военно-научные исследования и разработка вооружения и военной техники. Часть 1. СПб.: МО РФ, 1993. 324 с.
8. Гринчель Т.П. Планирование «жизненного цикла» промышленной продукции. Л.: ЛГУ, 1980. 144 с.
9. Кисилев О.И., Остапенко С.Н. Метод определения степени морального отставания радиоэлектронных систем от систем-аналогов // Радиотехника. 1997. № 5. С. 68-69.
10. Ланнэ А.А., Улахович Д.А. Многокритериальная оптимизация. ВАС, 1984. 320 с.
11. Панасенко Н.В. Оценка влияния распределения затрат на повышение безотказности военной техники связи // Научно-технический сборник № 4. М.: 16 ЦНИИ, 1984. С. 13-19.
12. Калихман И.Л., Войтенко М.А. Динамическое программирование в примерах и задачах: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1979. 125 с.
Писковитин Владимир Евгеньевич, преподаватель, piskovitin_ve@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи,
Зайкин Николай Николаевич, преподаватель, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи,
Свидло Александр Владимирович, преподаватель, svidlo _av@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи,
Чуприков Олег Валерьевич, преподаватель, chuprikov_ov@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи,
Фатьянова Елена Валентиновна, преподаватель, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия
MODELING APPROACH THE LIFE CYCLE OF SPECIAL-PURPOSE ELECTRONIC COMPUTING
EQUIPMENT
V.E. Piskovitin, N.N. Zaikin, A.V. Svidlo, O.V. Chuprikov, E.V. Fatyanova
The article considers one of the approaches to modeling the life cycle of special-purpose electronic computing equipment, taking into account its moral aging. Analytical expressions are given that allow us to obtain a numerical estimate of the costs of developing and operating special-purpose electronic computing equipment, taking into account their reliability characteristics, which allows us to justify rational values of the duration of the product life cycle periods.
Key words: life cycle, electronic computing, moral aging.
Piskovitin Vladimir Evgenievich, lecturer, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications,
Zaikin Nikolay Nikolaevich, lecturer, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications,
Svidlo Alexander Vladimirovich, lecturer, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications,
Chuprikov Oleg Valerievich, lecturer, chuprikov__ov@mail. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications,
Fatyanova Elena Valentinovna, lecturer, fatlen 77@mail. ru, Russia, Saint Petersburg, Military Academy of Communications
УДК 623.517
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-159-167
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ФАКТОРАМИ РИСКА ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА, ОБУСЛАВЛИВАЮЩАЯ ЕГО БЕЗОПАСНОСТЬ
Т.А. Финоченко, Л.В. Дергачева
Разработан схематизированный анализ техногенного риска системы безопасности перевозочного процесса, включающий подсистемы, обуславливающие безопасность. Предложенная схема, совмещенная с дестабилизирующими факторами, дала возможность выявить определяющий фактор, влияющий на безопасность перевозочного процесса - человеческий. Выделяются и описываются условия труда локомотивных бригад в виде визуализированных совокупность негативных явлений, воздействующие на человека в кабине локомотива. На основе собранных и проанализированных статистических данных в статье выявлены особенности профессиональной заболеваемости работников, занятых в перевозочном процессе. Проведенные исследования могут быть использованы в практической деятельности ОАО «РЖД», обеспечив эффективность и обоснованность принятия решений в области охраны труда.
Ключевые слова: Безопасность перевозочного процесса, локомотивные бригады, управление рисками, профессиональная заболеваемость, факторы травматизма.
Современная цивилизация идет по пути устойчивого развития в соответствии с целями, сформулированными Организацией объединенных наций в 2015 году. Одной из них является хорошее здоровье и благополучие. Под здоровьем Всемирная организация здравоохранения понимает «состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов» [1]. Поэтому внедрение риск-ориентированного подхода в сфере охраны труда является очередной попыткой общества решить проблему сохранения здоровья работников и сокращения производственного травматизма.
