CC BY
71
ПОДХОД К ОБОСНОВАНИЮ РАЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА КОМПЛЕКТОВ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИМУЩЕСТВА СВЯЗИ ДЛЯ РЕМОНТА ТЕХНИКИ СВЯЗИ С БОЕВЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ
Воловиков В.С.,
Военная академия связи имени СМ. Буденного, [email protected]
Семенов С.С., д.т.н., профессор, Военная академия связи имени СМ. Буденного, [email protected]
Ключевые слова:
восстановление военной техники связи, комплект военно-технического имущества связи, эксплуатационные отказы, боевые повреждения, методика формирования, модель огневого воздействия.
АННОТАЦИЯ
Важным направлением процесса эксплуатации техники связи и ав-томатизи рованных систем управления в военное время является восстановление ее работоспособности. При этом техническое состояние образцов будет характеризоваться как эксплуатационными отказами, так и боевыми повреждениями. Опыт учений показывает несостоятельность системы технического обеспечения связи и автоматизированных систем управления при решении задач восстановления техники даже с эксплуатационными отказами, не говоря уже о возможных многочисленных боевых повреждениях. Одной из основных причин такого состояния дел является отсутствие такой составляющей материального обеспечения процесса восстановления, как комплекты военно-технического имущества связи. Актуальность рассматриваемого вопроса позволила сформулировать цель исследования, его объект и предмет. Цель исследования - совершенствование системы восстановления военной техники связи. Объектом исследования является система восстановления военной техники связи, а предметом - процесс формирования комплектов военно-технического имущества связи для восстановления военной техники связи. Проведенный анализ существующего положения дел
в данной предметной области позволил сформулировать требования к формируемым комплектам и задачу на разработку необходимого методического обеспечения оценки и расчета рационального состава рассматриваемых запасов. Вопросы, связанные с влиянием надежностных характеристик техники связи на ее работоспособность, в настоящее время освещены достаточно полно. Поэтому создание запасов с данных позиций потребует, по мнению авторов лишь небольшой корректировки. Основным результатом работы стало обоснование необходимости разработки модели огневого воздействия противника на образцы военной техники связи. Данная модель станет основным инструментом, который позволит получить исходные данные для методики обоснования номенклатуры и количественного состава формируемых комплектов. Решением частных задач мы не только достигнем цели исследования, но и поспособствуем развитию других направлений повышения эффективности функционирования системы восстановления. В частности, используя разработанную модель, можно будет обосновать систему требований к показателям качества и критериям оценки эффективности других структурных элементов системы восстановления, таким как ремонтные органы и средства технического обеспечения процесса восстановления.
В последнее время современные цифровые образцы техники связи и автоматизированных систем управления (ТС и АСУ) приобрели исключительно важное значение для устойчивого и оперативного управления войсками. Последние учения продемонстрировали, что большинство задач по предоставлению услуг связи должностным лицам полевых пунктов управления решалось именно ими [1 ].
Применительно к специальным системам связи проблему поддержания ТС и АСУ в готовности к применению во многом усугубляет несоответствие возможностей сил и средств существующей системы восстановления потребностям войск связи, в частности необеспеченность ремонтных органов комплектами военно-технического имущества связи (КВТИС) для ремонта ТС и АСУ с повреждениями. Конструктивные элементы ТС и АСУ в зависимости от внешних воздействующих факторов, и в первую очередь от огневого воздействия, подвержены разрушениям различной степени. При этом степень разрушения существенным образом зависит от элементной базы, входящей в состав тех или иных типов ТС и АСУ.
Известные задачи, посвященные формированию КВТИС, решались путем оценки предполагаемых потерь на основе процентного соотношения выхода ТС и АСУ в определенный вид ремонта и не рассматривали характеристики стойкости конкретных конструктивных элементов к поражающим факторам оружия. Существующие методики ориентированы на создание комплектов запасных частей, инструмента и принадлежностей определенного вида в первую очередь ориентированные на восстановление ТС и АСУ с эксплуатационными отказами [2]. Для устранения военно-научных и практических противоречий требуется разработка соответствующей методики обоснования рационального номенклатурного и количественного состава КВТИС.
Каждый образец ТС и АСУ (в дальнейшем будем называть объект) с течением времени t принимает два состояния: работоспособное, когда он способен выполнять свои основные функции, и неработоспособное. В неработоспособное состояние элемент может переходить в нормальных условиях эксплуатации и в результате воздействий противника. Следовательно, в военное время будут иметь место: эксплуатационные отказы — повреждения элемента, вызванные воздействием на него эксплуатационных факторов e(f), не связанных с воздействием оружия; боевые повреждения - повреждения образца, вызванные воздействием на него оружия и (или) сопутствующих поражающих факторов
Процесс последовательного перехода объекта из одного состояния в другое будем называть процессом восстановления. Состояние объекта z(f) представляет собой множество, включающее состояния его конструктивных элементов (электронный модуль, измерительные приборы, базовые несущие конструкции, соединительные кабели, антенно-мачтовые устройства и др.) в момент t, т.е. z(f) = {zjt)}, / = 1, 2,..., m, i cz I, I = {1, 2, ..., m}, где I - упорядоченный перечень индексов элементов объекта, т - число элементов объекта. Принимаем z.(f) = 0, если элемент / повреждён или отказал в момент t, z.(f) = 1 - в противном случае. Тогда процесс изменения состояния объекта будет заключаться в последовательном повреждении и восстановлении элементов.
Интенсивность воздействия по элементам системы связи характеризуется ее потерями в ТС и АСУ определенного типа за промежуток времени At ведения боевых действий равный одним суткам (среднесуточные потери) [3]. Пусть моменты воздействий противника на объект, / = 1, 2,..., п, где п - общее число воздействий за одни сутки ведения операции, а Г - моменты восстановления поврежденных объектов на интервале Лf . Таким образом, I - моменты воздействий, приводящие к отклонению характеристик объекта от требуемых значений, а Г - моменты реализации управляющих воздействий на объект, которые обеспечивают восстановление требуемых характеристик. Процесс изменения состояний объекта осуществляется в результате реализации множества управляющих воздействий (управлений) и(?) = {ц(7)}, / = 1, 2,..., п, формируемых органом управления восстановлением объекта.
Успешное решение задач восстановления по восполнению потерь ТС и АСУ на элементах системы связи с началом и в ходе боевых действий возможно только при наличии определенных запасов военно-технического имущества (ВТИ), обеспечивающих работу ремонтных органов по компенсации возможных потерь. В соответствии с руководящими документами [4] данные запасы составляют заблаговременно создаваемые КВТИС, обеспечение ремонтных органов которыми должно реализовываться системой снабжения на основе прогноза потерь ТС и АСУ. Рациональный состав КВТИС, напрямую зависящий от качества прогнозной оценки потерь, будет определять качество процесса восстановления ТС и АСУ в ходе боевых действий и эффективность функционирования системы технического обеспечения связи и автоматизированных систем управления (ТОС и АСУ) в целом.
При описании процесса формирования КВТИС целесообразно использовать не все бинарные переменные а только перечень индексов г(() с / элементов, которые будут находиться в состоянии отказа гы или получат повреждения гга. в момент ^ т.е. элементов, для которых z.[^) = 0. В этом случае процесс формирования КВТИС можно представить как многошаговый дискретный процесс, задаваемый индексами г. =г(/;) поврежденных элементов. Иначе
говоря, в момент времени ^ первого воздействия мы имеем множество повреждённых элементов гх-1-
На момент времени Гп последнего воздействия противника мы будем иметь множество повреждённых элементов с индексами
ят={г1,г2,...,г„}. (1)
В определенный момент не превышающий требуемого времени восстановления у Ц <Т ) Д0ЛЖН0 завершиться
втр V в — втр /'
восстановление элементов.
Зная суточные потери элементов после п воздействий, определяемые выражением (1), можно создать необходимые запасы для их восстановления. Необходимо отметить, что под процессом восстановления объекта будем понимать совокупность операций по замене его поврежденных конструктивных элементов работоспособными аналогами из состава КВТИС, т.е. будет иметь место агрегатный метод ремонта.
Система связи
Система TOC и АСУ
Система восстановления
«(ДО
Лицо принимающее решение
и КВТИС Кг з Ремонтный орган
Образец ТС и АСУ
m
E(t)
Противник
Эксплуатационные факторы
Рис. 1. Структура процесса формирования КВТИС
Исходные данные
Объект восстановления
Ремонтопригодность Надежность Стойкость
Оценка качества КВТИС
| Противник
Характер применения средств поражения и их характеристики
Методика формирования КВТИС
Модель огневого воздействия противника
I
Рис. 2. Общая схема решения задачи
Характеристики уязвимости конструктивных элементов
Таким образом, упрощенная структура процесса формирования КВТИС может быть представлена в виде (рис. 1).
Процесс формирования КВТИС осуществляется в результате реализации множества управляющих воздействий, формируемых лицом принимающим решение. Так как КВТИС составляют запасы, создаваемые заблаговременно на основе прогноза повреждений, результат управляющих воздействий и не будет зависеть от времени t и запишется в виде и = {и.}.
Каждое управление будем характеризовать подмножеством индексов поврежденных элементов г.. Из этого следует, что совокупность и, представляет собой результат управленческого решения, сформированный в виде описи КВТИС, включающей перечень запасных частей, требуемых для восстановления поврежденных элементов объекта после воздействия на него в моменты времени Г.
В соответствии с выбранным управлением и. = г необходимо, чтобы номенклатурный и количественный состав КВТИС совпадал с перечнем индексов К(Д0 элементов, которые в соответствии с прогнозом будут находиться в поврежденном состоянии, т.е. I/ = Представляется, что недостаточно лишь спрогнозировать потери в ходе боевых действий. Необходимо, в соответствии с определенным весовым коэффициентом каждого элемента (коэффициент к, который определяет ценность элемента), из всей совокупности выбрать такие элементы, разрешенный суммарный объем которых соответствовал бы по номенклатурному и количественному составу оптимального КВТИС.
Тогда управляющие воздействия по формированию КВТИС будут представлять собой функцию следующего вида
U = f(R(At),ki). (2)
Таким образом, для эффективного применения методов выработки решений при формировании рационального состава КВТИС необходимо решить следующие основные задачи.
1. Разработать методический аппарат, позволяющий формировать рациональный состав КВТИС с учетом внешних воздействий на ТС и АСУ и эксплуатационных факторов.
2. Разработать методический аппарат для оценки потерь ТС и АСУ, т.е. формализовать процесс воздействия поражающих факторов на конструктивные элементы ТС и АСУ, который позволит получить исходные данные для решения первой задачи.
При выборе показателей эффективности необходимо ориентироваться на задачи, решаемые системой восстановления при обеспечении системой TOC и АСУ требуемой укомплектованности войск связи готовой к использованию по предназначению ТС и АСУ.
В качестве универсального критерия, оценивающего вклад КВТИС в повышение эффективности функционирования системы восстановления, целесообразно использовать функцию устойчивости образца ТС и АСУ v(Af) [5], которая определяет вероятность работоспособного состояния ТС и АСУ в условиях всех видов воздействий по выражению
у(ДО =КГ • ф(Л/),
где Кг - коэффициент готовности, определяющий вероятность работоспособного состояния ТС и АСУ в любой момент времени в нормальных условиях эксплуатации; ф(Д7) - функция живучести ТС и АСУ, определяющая вероятность его неповрежденного состояния в условиях разрушающих воздействий.
Отличия ср(Л0 от К определяют специфику исследования влияния показателя достаточности КВТИС на через
время восстановления отказавших (поврежденных) элементов. В качестве показателя достаточности КВТИС выберем коэффициент его готовности Кгз, представляющий собой вероятность того, что в промежуток времени Лf отказ комплекта, заключающийся в невозможности удовлетворить поступившую заявку на запасной элемент, не произойдет.
Таким образом, структура задачи по оценке требуемых запасов КВТИС может быть представлена в виде (рис. 2).
Данная задача, в сравнении с известными постановками и методами решения задач создания КВТИС, имеет следующие особенности:
— учет при формировании запасов как эксплуатационных отказов элементов ТС и АСУ, так и воздействие на них поражающих факторов оружия;
- разработка модели огневого воздействия на ТС и АСУ;
- зависимость функции (2) от интенсивности воздействия и важности восстанавливаемых элементов.
В качестве вывода следует отметить, что учет указанных особенностей при формировании КВТИС позволит повысить эффективность функционирования как системы восстановления ТС и АСУ, так и системы TOC и АСУ в целом.
Литература
1. Воловиков B.C., Чихачев A.B. Анализ системы восстановления военной техники связи и направления ее совершенствования. Труды военно-морского политехнического института - СПб.: ВМПИ, 2014. -С.75-79.
2. Воловиков B.C. Комплекты военно-технического имущества связи: проблемы создания и пути решения. Сборник военно-научных статей академии 5971. -СПб.: ВА МТО, 2013. - С.31 -38.
3. Отчет о НИР «Рубеж - 2025» / - СПб.: ВАС, 201 3. - 47 с.
4. О порядке эшелонирования, накопления и содержания неприкосновенных запасов ВТИ для ремонта ВВТ общевойскового назначения в Советской Армии и Военно-Морском Флоте на военное время. - М.: МО, 1 986. - 136 с.
5. Воловиков B.C. Модель процесса восстановления военной техники связи в условиях военного времени / Сборник материалов Девятой Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2014. - С. 19-28.
THE APPROACH TO A JUSTIFICATION OF RATIONAL REPAIR COMPLETE SETS FOR MILITARY COMMUNICATIONS EQUIPMENT COMBAT DAMAGE REPAIR
Vladimir Volovikov, Military Academy of Communications Department of technical communications providing and automation postgraduate student, [email protected]
Sergey Semenov, Military Academy of Communications Department of technical communications providing and automation professor, [email protected]
Abstract
An important direction of the operation of communication equipment in time of war is to restore her health. In this case, the technical condition of the samples will be characterized as operational failures and damage. Experience shows the inconsistency of the system of maintenance for solving recovery techniques even with operational failures, not to mention the many possible combat injuries. One of the main reasons for this state of affairs is the lack of a component material support the recovery process, as sets military equipment connection. The urgency of the issue led to the formulation objective of the study, its object and subject. The purpose of the research - to improve the system for recovery inmilitary hardware connection. The object of study is the recovery of military communication equipment, and the subject - the process of formation of sets of military equipment due to restore military communications. The analysis of the existing situation in this domain allowed us to formulate requirements for formed sets and the problem in the development of the necessary methodological support of the assessment and calculation of rational consideration of stocks. Issues related to the influence of reliability characteristics of communications technology on its performance, now covered adequately. Therefore, the creation of reserves, with these positions require,
according to the authors only small adjustments. The main result was the rationale for the development of a model of fire impact on the enemy military equipment connection. This model will be a key tool that will provide baseline data for the study methodology nomenclature and quantity of generated sets. Solution of particular problems, we not only reach the objectives of the study, but also be able to develop other ways of increasing the efficiency of the repair system. In particular, using a model that can justify a system of performance requirements and quality criteria for evaluating the effectiveness of other structural elements of the recovery, such as repairing bodies and the technical support of the repair process.
Keywords: repair of military communications equipment, repair complete sets, operational failures, combat damage, the formation method, the model of fire impact.
References
1 Volovikov, V 2013, 'Repair complete sets: the problem of creating and solutions', Academy's transactions, vol. 5971, St. Petersburg, Military Academy of Communications, pp. 31-38.
2 Volovikov, V & Chikhachev, A 2014, 'The military communications equipment repair system analysis and directions for its improvement', Proceedings of the Naval Polytechnic Institute, St. Petersburg, pp. 75-79.
3 Volovikov, V 2014, 'Model of military communication equipment repair processin wartime conditions', The collection of materials of the Ninth All-Russian scientific and practical conference "Advanced Systems and Control Problems", Taganrog, pp. 19-28.
4 1986, "On the order of separation, storage and maintenance of emergency reserves for repair equipment in the Soviet Army and Navy in wartime", Moscow, Department of defences, p. 136.
5 2013, The report on the research work "Frontier - 2025", St. Petersburg, Military Academy of Communications, p. 47.
