CC BY
9МБЛН 01? СОММиШСЛТКЖ Б((ШРМБШ: Iss. 1 (141). 2018
В.В. Мышко
кандидат технических наук, доцент
A.Н. Кравцов
кандидат технических наук
B.В. Ткаченко
кандидат технических наук
ФКГВОУ ВПО «Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского», г. Санкт-Петербург
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ НЕШТАТНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ ПРОГНОЗА РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОТКАЗОВ
Обосновывается необходимость своевременного предупреждения нештатных ситуаций в работе сложных технических систем на этапе целевого применения по результатам анализа их частично определенных параметров состояний. Представлены предложения по совершенствованию методического обеспечения контроля функционирования сложныхтехнических систем.
Введение
Понятие технического состояния в теории контроля и технической диагностики является ключевым и определяется как совокупность подверженных изменению в процессе производства и эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками, установленными технической документацией на этот объект. Между тем, указанные признаки не могут характеризовать свойства объекта, так как последние объективно существуют (присущи объекту) независимо от того, охарактеризованы они извне или нет. В технической документации могут быть указаны лишь в той или иной форме требования к свойствам объекта, обеспечивающие проверяемость этих свойств.
В этом смысле более конструктивным является определение технического состояния как совокупности свойств технического объекта, фиксируемых в определенный момент времени при определенных условиях внешней среды [1].
Для решения указанных задач необходим контроль функционирования сложных технических систем (СТС), осуществляемый информационно-управляющими системами специального назначения (ИУС СН) на всех этапах жизненного цикла СТС, а именно, контроль совокупности взаимосвязанных процессов последовательного изменения состояния СТС [2].
В общей структуре ИУС СН важную роль играет система информационно-телеметрического обеспечения (СИТО) технологических процессов. Предупреждение нештатного функционирования СТС из-за увеличения числа возникающих отказов на этапах испытания и целевого применения СТС при росте интенсивности задействования особо актуальным становится в период изменения обстановки. Особую роль в этих условиях приобретает обработка телеметрической информации (ТМИ) в режиме реального времени.
Результаты обработки ТМИ обеспечивают не только возможность выявления неисправ-
ностей, но позволяют формировать исходные данные для диагностического контроля с целью предупреждения развития отказов СТС. При этом к результатам обработки ТМИ предъявляются повышенные требования по оперативности их представления с учетом максимальной достоверности и точности локализации неисправностей.
Тенденции развития методов предупреждения
нештатного функционирования сложных
технических систем с учетом прогноза рисков возникновения отказов
Тенденции развития теории и практики создания ИУС СН предполагают обеспечение средств, включающих в свой состав не только контроль, но и прогнозирование поведения контролируемых параметров. При этом в целях обеспечения надежности подготовки СТС требуется формирование предложений по изменению количества и порядка анализируемых параметров, обеспечивающих полную наблюдаемость и прогнозируемость технического состояния (ТС) СТС.
Известные подходы к решению задач контроля и диагностирования ТС СТС, построенные на основе матричного, ситуационно-диагностического, автоматно-лингвистического, структурно-логического методов, а также метода с использованием временной расстановки событий имеют значительные ограничения по практическому применению, связанные с присущей им «жесткостью» схем обработки информации, слабыми возможностями по учету предыстории (накоплению и использованию знаний о возможных ТС), необходимостью проведения существенных доработок при изменении состава и логики функционирования СТС. В настоящее время широко применяется научно-методический аппарат, позволяющий обеспечить высокие требования по диагностированию неисправностей, но не в полной мере проработаны возможности предупреждения нештатного функционирования СТС по результатам диагностического контроля. Например, существующий научно-методический аппарат не позволяет обеспечить идентификацию возможных неисправностей СТС по пограничным классам состояний, характеризуемых по результатам частично определенных параметров состояний и функционирования существующей ИУС СН.
В настоящее время назрела необходимость разработки научно-методологических подходов к обоснованию и расчету обобщенной значимости телеметрируемых параметров (ТМП), используемых при диагностировании ТС СТС. Необходимость разработки таких подходов связана с усложнением структуры СТС и увеличением интенсивности задействования в период изменения обстановки.
При формировании требований к перспективной ИУС СН возникает проблемная ситуация, состоящая в необходимости своевременного предупреждения нештатных ситуаций в работе СТС при росте интенсивности использования и несовершенство моделей и методов контроля и диагностирования возможных отказов СТС по результатам анализа их частично определенных параметров состояний. Разрешение указанного противоречия предлагается осуществить путем разработки методического, математического обеспечения и системотехнических решений для ИУС СН.
Для получения максимально информативного результата анализа ТС СТС, без потери достоверности диагностирования, необходимо изменение последовательности анализа ТМП.
Системный анализ структуры и задач, решаемых ИУС СН, позволил сделать вывод о необходимости использования результатов экспресс— и оперативной обработки информации по аналогичным объектам, при подготовке исходных данных (ИД) для анализа ТС СТС нового однотипного изделия. Пути снижения рисков возникновения нештатных ситуаций в работе СТС могут основываться на применении агрегированных моделей анализа технического состояния. Данный подход позволяет в процессе контроля ТС СТС выявлять пограничные классы состояний (с учетом априорных данных) и оценивать риск возникновения нештатных ситуаций. В роли показателя риска возникновения нештатных ситуаций может выступать вероятность возникновения отказов СТС.
Перспективным направлением совершенствования ИУС СН является разработка системы оценивания значимости ТМП на основе формирования обобщенных показателей значимости с использованием результатов синтеза программ диагностирования (ПД) по критериям максимума достоверности и информативности
МБЛН 01? соммишслткж Б(.)иГ1]Е>:М/1:БТ«ГТ. Iss. 1 (141). 2018
Рис. 1. Методика предупреждения нештатного функционирования сложных технических систем
программ диагностирования и учетом погрешности вычисления ДП.
Решение задачи определения значимости ТМП представляет собой совокупность алгоритмов, основанных на решении задач диагностирования методом динамического программирования. Показатели обобщенной значимости формируются на основе ИД по предшествующим испытаниям и применяются при диагностическом контроле на этапе подготовки очередного изделия [3, 4].
Структурная схема методики предупреждения нештатного функционирования сложных технических систем представлена на рисунке 1.
Заключение
Таким образом, тенденции развития теории и практики создания информационно-управляющих систем специального назначения показывают, что исследования целесообразно вести по следующим направлениям:
разработка методов идентификации ТМИ и оценивания основных характеристик СТС на основе интеллектуальных систем;
обоснование учета, в качестве инструментальной погрешности вычисления, тактико-технических и точностных характеристик отечественной датчиковой аппаратуры;
исследование методов преобразования множества ДП с целью уменьшения погрешности их вычисления;
исследование применимости при формировании множества изображений эталонных типов ТС положений теоремы отделимости;
дальнейшее развитие методической основы вычисления вероятностей ошибочного решения при определении исхода проверокДП;
анализ способа вычисления ошибок первого и второго родов при определении исхода проверок ДП без использования приближенных номограмм, но с помощью таблиц или функционального уравнения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кравцов А.Н., Мышко В.В., Самойлов Е.Б., Ткаченко В.В. Обучение распознаванию технического состояния сложных технических систем / Тр. второй науч.-технич. конф. молодых специалистов «Старт в будущее». - СПб.: КБСМ, 2011. - С. 235-238.
2. Мышко В.В., Окуловский О.И., Ткаченко В.В. Программный комплекс анализа технического состояния бортовых систем на основе информации телесигнализации/Сб.«Изв. РАРАН» - М.: РАРАН, 2011. Вып. №1 (68). - С. 67-71.
3. Мышко В.В., Ткаченко В.В. Применение коллективных статистических решений для синтеза ме-
тода распознавания образов в задачах контроля и технического диагностирования / Тр. 13 Всерос. на-уч.-практич. конф. <Актуальные проблемы защиты и безопасности». Т. 1: Вооружение и военная техника. Прил. кжурн. «Изв. РАРАН». - СПб.: НПО СМ, 2010. С. 245-249.
4. Ткаченко В.В. Реализация последовательного метода распознавания на примере объектов локации / Сб. тр. 12 Всерос. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы защиты и безопасности». Т. 2: Вооружение и военная техника. Прил. к журн. «Изв. РАРАН». — СПб.: НПО СМ, 2009. - С.298-300.
