CC BY
189
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (107) 2012
УДК 623.438.3 : 681.518.5
В. Л. МУНИН Г. Н. ЛОБОВЛ
Омский государственный технический университет
ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ БРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ______________________________
В работе рассмотрены задачи организации диагностического обеспечения и критерии эффективности технического диагностирования. Приведен порядок построения алгоритма диагностического обеспечения на основе 5АйТ-техно-логии. Предложена модель системы диагностирования на основе построения 5АйТ-диаграммы. Обосновано повышение эффективности за счет улучшения параметров, выявленных в ходе моделирования системы.
Ключевые слова: диагностика, эффективность, алгоритм, система.
На современном этапе реформирования наших Вооруженных Сил, характеризующемся сокращением количества вооружения и личного состава, глубокой модернизацией серийных образцов систем вооружений и военной техники, важнейшей задачей является, возможно, более быстрое внедрение в жизнь новейших результатов научно-технических исследований.
В соответствие с требованиями, предъявляемыми к организации войскового ремонта бронетанкового вооружения и техники в мирное время, в систему технического обслуживания и ремонта по техническому состоянию вводится новая подсистема — контроля технического состояния военного вооружения и техники (ВВТ). Задача повышения эффективности технической диагностики за счет создания программно-аппаратных и компьютерных диагностических комплексов стала крайне актуальной для наших войск, так как одним из видов контроля технического состояния является техническое диагностирование [ 1].
Создание программно-аппаратных и компьютерных диагностических комплексов для существующего парка серийных образцов бронетанкового вооружения и техники (БТВТ) является практической задачей сегодняшнего дня.
Существующие в настоящее время средства технического диагностирования (СТД) не позволяют поддерживать боеготовность БТВТ в мирное и боеспособность в военное время на требуемом уровне [1]. Анализ показывает, что в настоящее время с помощью имеющихся средств приборной диагностики можно проверить не более 11% электрических и электронных приборов, находящихся в танке. Это обусловлено рядом причин:
— низкий уровень контролепригодности БТВТ, обусловленный недостаточным количеством датчиков и контрольных разъемов, затрудненным доступом к ним, особенно при включенных системах, недостаточное количество измеряемых на них сигналов;
— большой объем параметров систем, подлежащих диагностированию;
— отсутствие в войсках современных СТД и высококвалифицированных специалистов.
Таким образом, проблема заключается в том, что, с одной стороны, возросла потребность в проведении работ по диагностированию объектов ВВТ в свя-
зи с внедрением технического обслуживания с периодическим контролем и ремонтом по техническому состоянию, с другой стороны, существующая система технического диагностирования не отвечает современным требованиям и не позволяет поддерживать боеготовность ВВТ в мирное и боеспособность в военное время на требуемом уровне.
Кроме того, наиболее «больным» является вопрос отсутствия средств технического диагностирования.
Задачами организации диагностического обеспечения являются [1]:
— изучение объекта диагностирования;
— определение перечня возможных неисправностей и признаков их проявления;
— составление алгоритма диагностирования (составление программы для компьютеризированного диагностического комплекса);
— оценка качества алгоритма диагностирования;
— выбор средств диагностирования, приемлемых для организации алгоритма;
— исследование системы диагностирования в целом.
При диагностировании систем электроники и автоматики наиболее важным является решение вопроса информационного обеспечения, т.е. первые четыре компонента из указанных выше.
В соответствие с концепцией развития средств технического диагностирования БТВТ, второй уровень системы технического диагностирования БТВТ (уровень подразделения), предлагаем дополнить внешними переносными СТД. Такие переносные СТД необходимо подключать к бортовой системе объекта при возникновении определенного признака (или нескольких признаков) какой-либо неисправности при штатной проверке.
В процессе диагностирования ЭВМ в текстовой и графической форме выдает рекомендации по выполнению необходимых управляющих воздействий на проверяемую систему.
Отметим, что при реализации соответствующего воздействия, на основе определения наличия или изменения уровня выделяемых электрических сигналов, ЭВМ анализирует, в соответствии с заданным алгоритмом, реакцию и процессы в системе. Далее вырабатывает решение о номенклатуре неисправного блока или команды оператору на выполнение следующего воздействия на диагностируемую систему.
7%
20%
3%
70%
ИМ Обнаружение неисправности О Устранение неисправности и Контроль состояния о Поиск дефектов
Рис. 1
Работа в диалоговом режиме продолжается до выявления конкретного неисправного блока (или участка цепи) и выдачи рекомендаций по его замене, дальнейшем контроле, и настройке эксплуатационных параметров.
Для достижения повышения эффективности диагностирования особого внимания заслуживают два положения: содержание задач и эффективность диагностики.
1. Задачами технического диагностирования являются [2]: контроль технического состояния, поиск места и причин отказа (неисправности) и прогнозирование технического состояния.
Контроль технического состояния — это проверка соответствия значений параметров объекта требованиям технической документации, и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени. Техническое состояние оценивают как исправное, работоспособное, неисправное, неработоспособное и т. п.
Прогнозирование технического состояния — это определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени. Термин «Техническое диагностирование» применяют в случае, если решаемые задачи технического диагностирования равнозначны, или основной задачей является поиск места и определение причин отказа (неисправности).
2. Под эффективностью понимают свойство системы, характеризующее способность выполнять задачи по назначению. К показателям эффективности технического диагностирования относят:
— продолжительность технического диагностирования — интервал времени, необходимый для проведения диагностирования объекта;
— достоверность технического диагностирования — степень объективного соответствия результатов диагностирования действительному техническому состоянию объекта;
— полноту технического диагностирования — характеристику, определяющую возможность выявления отказов (неисправностей) в объекте при выбранном методе его диагностирования;
— глубину поиска места отказа (неисправности) — характеристику, задаваемую указанием составной части объекта с точностью, до которой определяется место отказа (неисправности).
Таким образом, в нашем случае повышение эффективности технического диагностирования обеспечивается за счет улучшения хотя бы одного из перечисленных показателей.
Основной способ проведения войскового ремонта — агрегатный, т.е. глубина поиска места отказа (неисправности) задана. Поэтому, чтобы реализовать повышение эффективности, не ухудшая полноты технического диагностирования, применение контроля параметров систем, например, танка Т-72 с помощью программно-аппаратного комплекса необходимо:
— исключить субъективность оценок параметров, т.е. повысить достоверность технического диагностирования;
— снизить требования к квалификации и объему обучения личного состава подразделений, и следовательно, снизить затраты на проведение диагностирования;
— существенно сократить время работ на этапе поиска дефектов (неисправных элементов) систем танка, являющемся самым сложным и ответственным этапом, продолжительность которого может составлять 60 — 80% всего времени устранения неисправности [3];
Примерное распределение общего фонда рабочего времени на выполнение различных этапов ремонта электроспецоборудования и автоматики объектов БТВТ показано на диаграмме (рис. 1) [3].
Методологической основой решения задачи повышения эффективности технического диагностирования является SADT методология (Structured Analysis and Design Technique), системный и целостный подход, позволяющие рассматривать техническое диагностирование в виде системы.
Система технического диагностирования представляет собой совокупность методов, средств и объекта диагностирования и, при необходимости, исполнителей. Такая система позволяет применить к ней SADT — технологию, являющуюся практическим воплощением разработанной SADT методологии. Применение SADT технологии к нашей системе позволяет уменьшить количество дорогостоящих ошибок за счет структуризации на ранних этапах создания диагностирующей системы, улучшения контактов между пользователями и разработчиками и сглаживания перехода от анализа к разработке [4].
Заметим, что SADT-методологию деятельности начали применять в России в 90-х годах XX века [5]. Ранее SADT-методология была успешно использована за рубежом в военных, промышленных и других организациях для решения широкого спектра задач. Такую методологию применяют для стратегического планирования, автоматизации производства, управления финансами, оптимизации организации производства, обучения персонала жестко регламентированной деятельности.
Широкое применение обусловлено эффективностью решения задач, содержащих противоречия, проблемные ситуации, недостаток исходных данных. Ситуации неопределенности являются неотъемлемым компонентом содержания любой профессиональной деятельности, а также жизненных обстоятельств. SADT-методология является «компасом» в пути по разрешению противоречивых ситуаций, опираясь на структурный анализ, синтез, проектирование и создание модели.
SADT-технология служит повышению производительности и надежности, эффективности функционирования систем. Временные и стоимостные затраты на моделирование функциональной системы
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (107) 2012 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (107) 2012
С1 Требования С 2 Время С3 Условия С 4 Требования
технической экшлуатации эксплуатационной
документации , . . документации
I1 Задача
I2 Ресурс
1
Выполнить техническое диагностирование (найти неисправность)
М1 | М2
Специалист Опыт
(обученность)
Рис. 2
М3
СТД
т
О Диагноз
0
с лихвой окупаются реализацией разработанной модели [4].
Чтобы повысить эффективность технического диагностирования бронетанковой техники необходимо разработать общий подход к системе диагностирования на основе SADT-методологии, позволяющий обеспечить технологию диагностирования объекта.
Процесс решения задачи представляет деятельность, описываемую функциональной системой. Именно для функциональной системы SADT-методология позволяет выявить условия, воздействующие на нее, установить взаимодействия и взаимозависимости между элементами системы; строгий порядок во взаимосвязях элементов, принадлежащих к различным уровням обобщения.
Смоделируем процесс разработки системы диагностирования с помощью построения SADT-диаграммы верхнего уровня (рис. 2).
Диаграмма верхнего уровня строится в виде прямоугольника (блока), включающего в себя конечную цель системы технического диагностирования. Блок имеет вход, выход, управление и механизм исполнения [6].
Приходящие и выходящую стрелки называют дугами. Для дуг применяют схему кодирования: вход (input) обозначают начальной буквой — I, управление (control) — C, выход (output) — O, механизм (mechanism) — M. Если имеется несколько дуг, подходящих к стороне прямоугольника, то обозначения сопровождают цифрами.
Взаимосвязь между блоками выражается дугами. Дуги подходят к блоку перпендикулярно стороне прямоугольника. Блок с подходящими к нему дугами является структурной единицей модели системы. В нижнем правом углу прямоугольника обозначают цифрой порядок каждого блока.
На вход системы (рис. 2) поступает задача I1 по поиску неисправного элемента системы. Для выполнения диагностирования необходим соответствующий ресурс I2 материально-технического обеспечения. Процесс диагностики (поиска) будет «запущен» благодаря деятельности специалиста М1, опирающегося на имеющийся опыт и квалификацию М2 с использованием доступных средств технической диагностики М3. Выходом системы является диагноз О. Диагностирование выполняют на основе соответствия требованиям технической документации С1, требованиям эксплуатационной документации С4, условиям эксплуатации С3 (которые в диаграмме верхнего уровня играют роль управления в системе), в течение интервала времени, необходимого для проведения диагностирования объекта С2.
Разработав диаграмму первого уровня обобщения, следует построить диаграмму второго уровня (рис. 3), которая позволит выявить последовательность действий (этапов) в процессе диагностирования системы.
Анализ на этом уровне детализации системы дает возможность оценки необходимых этапов и условий функционирования системы диагностирования. Диаграмма второго уровня включает четыре блока. Рассмотрим содержание каждого блока.
Блок № 1 «Смоделировать объект» — предписывает изучить объект диагностирования, т.е. принципы его работы, структуру, конструкцию, выполняемые функции и др. Далее требует указать перечень или классы возможных (наиболее вероятных) дефектов объекта, условия и признаки их проявления, передачи (транспортировки) признаков в контрольные точки и их обнаружения в этих точках.
Блок № 2 «Выбрать алгоритм диагностирования» — указывает на необходимость выбора метода и составление алгоритма диагностирования; оценки качества полученного алгоритма диагностирования. Для алгоритмов проверки исправности, работоспособности или правильности функционирования объекта основной характеристикой является полнота обнаружения возможных дефектов. Для алгоритмов поиска дефектов — глубина поиска. Если указанные характеристики не соответствуют требуемым, выполняют либо доработку полученного алгоритма, либо составляют новый алгоритм, воспользовавшись другим методом диагностирования или улучшив контролепригодность объекта.
Блок № 3 «Выбрать средства диагностирования» — заставляет выбрать из известных или разработать новые приемлемые средства диагностирования, которые реализуют алгоритм диагностирования, удовлетворяющий требованиям полноты обнаружения или глубины поиска возможных дефектов. Оценить характеристики выбранных или разработанных средств диагностирования, например, их объем, массу, безотказность, достоверность работы и др.
Блок № 4 «Найти неисправность» — нацеливает на поиск неисправности. Если какие-либо характеристики поиска не соответствуют требуемым, то либо выполняют доработку выбранных средств, либо подбирают или разрабатывают другие средства, не меняя полученный алгоритм диагностирования. Если указанные меры не дают нужных результатов, уменьшают полноту обнаружения или глубину поиска возможных дефектов с последующей разработкой нового алгоритма диагностирования и реализующих его средств.
Сложный объект практически всегда можно представить в виде некоторой иерархической структуры
С1 С2 С3 С4
Рис. 3
(функциональной, конструктивной, организационной), каждый уровень которой содержит одну или несколько составных частей. Объект диагностирования может быть разделен на составные части в том случае, если эти части разрабатывают и изготовляют разные исполнители, или в случае декомпозиции сложных задач диагностирования объекта в целом на более простые задачи диагностирования его составных частей.
Для правильной организации диагностического обеспечения проектируемый объект должен быть приспособлен к диагностированию его технического состояния с требуемой точностью, а средства диагностирования должны быть разработаны с учетом условий производства и эксплуатации объекта.
В нашем случае для разработки модели системы диагностирования на основе диаграммы второго уровня (рис. 3) необходимо:
— сформировать наиболее полный перечень дефектов объекта, область признаков нарушения нормального функционирования и контрольные точки обнаружения неисправностей;
— выбрать метод и составить алгоритм диагностирования, при котором не будет допущено снижение (по возможности добиться улучшения) установленной полноты обнаружения возможных дефектов и глубины поиска.
— добиться использования старых или разработать новые приемлемые средства диагностирования.
Установление полного перечня дефектов, признаков нормального функционирования, контрольных точек, выбор метода и алгоритма диагностирования, при правильном подборе средств, а в нашем случае программно-аппаратного комплекса, и позволит повысить эффективность диагностирования.
Таким образом, возможность достижения повышения эффективности диагностирования БТВТ обусловлена:
— построением адекватной модели процесса диагностирования объекта;
— обоснованием повышения эффективности за счет трех составляющих: уменьшения времени диагностирования, повышения достоверности получаемых результатов и снижения требований к квалификации и объему обучения специалистов;
— получением экспериментальных результатов обнаружения дефектов традиционным способом деятельности и способом на основе БАБТ-технологии.
Выполнение экспериментальной проверки обусловлено необходимостью проверки функционирования построенной модели процесса диагностирования, выделенных трех составляющих эффективности и полноты обнаружения неисправностей.
В нашем случае, учитывая требования, предъявляемые математической статистикой [7] необходимо:
— сформировать из одной генеральной совокупности две группы специалистов: экспериментальную, обеспеченную средствами диагностирования, улучшенными с использованием БАБТ-технологии, и контрольную;
— объектом диагностирования должен быть реальный образец бронетанковой техники или учебнодействующий стенд, максимально приближенный к реальному образцу;
— эксперимент необходимо проводить с определенной точностью, в одинаковых условиях, по заранее разработанному плану;
— выбрать приемлемые методы математической статистики для обработки результатов.
Методы математической статистики позволят обработать результаты эксперимента и сделать заключение с определенной точностью о повышении эффективности за счет улучшения достоверности, полноты и уменьшения времени процесса диагностирования.
Выдвинутые положения требуют экспериментальной проверки прогнозируемого повышения эффективности, результаты которой определят целесообразность включения данной методики и разработанных алгоритмов программно-аппаратного комплекса в состав существующих бортовых информационно-измерительных управляющих систем и полевых компьютерных диагностических комплексов бронетанковой техники.
Внедрение результатов исследования особо актуально для учебных военных центров и предприятий, получающих государственные заказы от Министерства обороны.
Библиографический список
1. Рудин, В. Г. Проблемы диагностирования комплексов электроники и автоматики современных образцов БТВТ [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://old.vttvomsk.ru/rus/archive/ ?show=1&doc = 27&c = 15 (дата обращения: 25.11.2011).
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (107) 2012 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (107) 2012
2. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. — Введ. 1991-01-01. — М. : Стандартинформ, 2009. — 9 с.
3. Мунин, В. А. Повышение эффективности технической диагностики электрооборудования и автоматики бронетанковой техники на основе 8ЛОТ-технологии / В. А. Мунин, Г. Н. Лобова // Омский научный вестник. — 2010. — Вып. 2. — С. 213 — 216.
4. Мунин, В. А. Технологии структурного анализа и проектирования в управлении качеством продукции / В. А. Мунин // Развитие предприятий, отраслей, регионов России : сб. ст. IV Всерос. науч. метод. конф. февраль 2011. — Пенза : Приволжский дом знаний, 2011. — С. 90 — 92.
5. Марка, Д. . Методология структурного анализа и проектирования / Д. Марка, К. МакГоуэн. — М., 1993. — 240 с.
6. Лобова Г. Н. БАБТ-технология исследовательской деятельности / Г. Н. Лобова. — Омск, 2006. — 108 с.
7. Сидоренко, Е. В. Методы математической обработки в психологии / Е. В. Сидоренко. — СПб. : Речь, 2003. — 350 с.
МУНИН Валерий Анатольевич, доцент учебного военного центра при ОмГТУ.
ЛОБОВА Галина Николаевна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Средства связи и информационная безопасность».
Адрес для переписки: muninva@mail.ru
Статья поступила в редакцию 29.11.2011 г.
© В. А. Мунин, Г. Н. Лобова
Информация
Конкурс на соискание премий правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся научные результаты в области науки и техники
Комитет по науке и высшей школе правительства Санкт-Петербурга объявляет открытый конкурс на соискание в 2012 году премий правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся научные результаты в области науки и техники.
Премии присуждаются в следующих номинациях:
1. математика и механика — премия им. П.Л. Чебышева;
2. физика и астрономия — премия им. А.Ф. Иоффе;
3. химические науки — премия им. Д.И. Менделеева;
4. материаловедение — премия им. Д.К. Чернова;
5. геологические, геофизические науки и горное дело — премия им. А.П. Карпинского;
6. география, науки об атмосфере и гидросфере — премия им. М.И. Будыко;
7. биологические науки — премия им. Н.И. Вавилова;
8. физиология и медицина — премия им. И.П. Павлова;
9. гуманитарные науки — премия им. С.Ф. Ольденбурга;
10. общественные науки премия им. В.В. Новожилова;
11. технические науки — премия им. А.Н. Крылова;
12. электро- и радиотехника, электроника и информационные технологии — премия им .А.С. Попова;
13. естественные и технические науки — премия им. Л. Эйлера.
14. гуманитарные и общественные науки — премия им. Е.Р. Дашковой.
В номинациях, указанных в пунктах 1 — 12 настоящего извещения, присуждается по одной премии.
В номинациях, указанных в пунктах 13— 14 настоящего извещения, присуждается по две премии.
Премии присуждаются:
— по номинациям, указанным в пунктах 1 — 12 настоящего извещения — ученым без ограничения возраста, являющимся гражданами Российской Федерации, проживающим в Санкт-Петербурге и имеющим выдающиеся научные результаты в области науки и техники;
— по номинациям, указанным в пунктах 13—14 настоящего извещения — ученым в возрасте до 35 лет, являющимся гражданами Российской Федерации, проживающим в Санкт-Петербурге и имеющим выдающиеся научные результаты в области науки и техники.
Размер премии составляет 300 000 рублей.
Выдвижение претендентов на получение премии осуществляется:
— научно-техническим советом при правительстве Санкт-Петербурга;
— учеными советами научных учреждений и высших учебных заведений, расположенных на территории Санкт-Петербурга.
Положение о премиях правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся научные результаты в области науки и техники представлено в приложении 1 к настоящему извещению.
Не принимаются к рассмотрению представления и документы претендентов на получение премий:
— поступившие после окончания срока, указанного в настоящем извещении;
— заполненные с нарушением установленной формы, представленной в приложении 2 к настоящему извещению;
— не соответствующие перечню, представленному в приложении 3 к настоящему извещению.
Информацию о порядке проведения и условиях конкурса можно получить у главного ученого секретаря
Санкт-Петербургского научного центра Российской академии наук Эдуарда Абрамовича Троппа по телефону 328-33-16. Документы на соискание премий принимаются в Санкт-Петербургском научном центре Российской академии наук по адресу: Санкт-Петербург, Университетская набережная, дом 5, помещение 100.
Срок приема документов на соискание премий: до 12.00 23 марта 2012 года (включительно).
Информация о Конкурсе на сайте КНВШ: http://www.gov.spb.ru/gov/admin/otrasl/c_science/konkurs/2012_1
Источник: http://www.rsci.ru/grants/grant_news/297/231490.php (дата обращения: 10.02.2012).
