CC BY
113
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
5. Варианты реализации входного тракта спутникового навигационного приемника / Д.А. Аминев, А.С. Свиридов, С.У. Увайсов // Надежность и качество сложных систем. - 2013. - №3 - С. 76 - 82.
6. Свиридов А.С., Колганов А.А. Мультисистемный двухдиапазонный бортовой приёмник сигналов спутниковых радионавигационных систем для космических аппаратов // Труды Международного симпозиума "НАДЕЖНОСТЬ и КАЧЕСТВО" Т. 2. - Пенза: Издательство ПГУ. - 2014. С. 339 - 341.
7. Свиридов А.С., Колганов А.А. Преселектор сигнала спутниковых навигационных систем: обзор современного состояния и анализ перспектив развития в навигационных радиоприёмниках ответственного назначения // Труды Международного симпозиума "НАДЕЖНОСТЬ и КАЧЕСТВО" Т. 2. - Пенза: Издательство ПГУ. - 2014. С. 341 - 347.
8. Увайсов С. У. Обнаружение слабого сигнала на фоне помехи в случае распределения Рэлея // Измерительная техника. 2006. № 4. С. 55-58.
9. Увайсов С. У., Иванов И. А., Увайсов Р. И. Показатели контролепригодности радиоэлектронной аппаратуры // Мир измерений. 2008. № 3. С. 47-51.
10. Увайсов С.У. Высокоточный транзисторный датчик температуры / Громов В.С., Шестимеров С.М., Увайсов С.У. // Датчики и системы - М.: 2010. № 11. С. 19 - 22.
11. Увайсов С. У., Иванов И. А. Информационная модель процесса проектирования контролепригод-ных радиоэлектронных средств // Информационные технологии. 2011. № 12. С. 41-45.
12. Иванов И. А., Увайсов С. У., Кошелев Н. А. Формирование наборов тестовых сигналов для контроля качества электронных средств космических аппаратов // Качество. Инновации. Образование. 2011. № 11. С. 84-88.
13. Увайсов С. У., Иванов И. А., Гольдберг О. Д., Иванов О. А. Обеспечение качества характеристик источников бесперебойного питания в условиях помех, вызванных нелинейной нагрузкой // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3. С. 55-64.
14. Иванов И. А., Увайсов С. У., Кошелев Н. А. Методика обеспечения диагностируемости электронных средств космических аппаратов по ранговому критерию на ранних этапах проектирования // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 1. С. 60-62.
15. Увайсов С. У., Аминев Д. А. Алгоритм распределения пропускной способности систем регистрации сигналов от многих датчиков // Датчики и системы. 2012. № 5(156). С. 26-29.
УДК 621.6-7
Петровский Э.А., Гагина М.В.
ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», Институт нефти и газа, Красноярск Россия ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАРКОВСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ И РИСКА ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
В условиях повышенной аварийности и агрессивности среды надежность и безопасность технологических установок нефтегазового комплекса является существенной проблемой, для решения которой, в первую очередь необходимо комплексное прогнозирование появления отказов на всех стадиях жизненного цикла технологического оборудования.
Большинство аварий связано с поздним обнаружением отказов и дефектов или высокой вероятностью пропуска при планово-предупредительном осмотре и ремонте. В связи с этим необходима разработка и применение новых методов прогнозирования, диагностики и контроля оборудования нефтегазового комплекса.
Эффективность и непрерывность всей технологической цепи нефтегазопереработки в значительной степени зависит от надежной и бесперебойной работы насосных станций, частью которых являются насосные установки.
Анализ причин отказов (износ, коррозия и т.д.) насосного оборудования показывает, что значительное их число происходит вследствие неудовлетворительного обслуживания, контроля качества изготовления и сборки. Работоспособность и восстановление его основных технических характеристик достигаются благодаря системе технического обслуживания, ремонта и организации диагностического контроля в процессе эксплуатации.
Для рациональной организации ремонта и технического обслуживания насосных установок необходимо знать закономерности изменения параметров технического состояния по времени или количеству наработки и вариантов параметров технического состояния.
Одним из наиболее эффективных методов математического вероятностного моделирования процессов эксплуатации и технического состояния является применение методологии Марковского анализа надежности. В соответствии с ГОСТ Р 51901.15-2005 Марковский анализ является одним из аналитических методов анализа надежности и может использоваться для оценки и анализа вероятностных характеристик при оценке риска технических систем на этапе эксплуатации.
Марковский анализ является методом, ориентированным на оценку надежности систем с функцио-
нально сложной структурой, сложного ремонта и стратегий обслуживания и учитывает зависимость отказов и восстановлений отдельных компонентов, характеризующих состояние технологической системы в целом.
Практическая реализация предложенной методики осуществляется в соответствии с блок-схемой, приведенной на рис.1.
Рисунок 1 - Алгоритм применения методики Марковских процессов с дискретным состоянием и непрерывным для оценки и прогнозирования надежности насосных установок нефтегазового комплекса
При прогнозировании надежности насосных установок, их функционирование во времени рассматривается как случайный процесс перехода из состояния в состояние, обусловленного отказами
и восстановлениями вследствие сильного влияния внешних и внутренних факторов, имеющих случайный характер. Данный случайный процесс может быть описан дискретным Марковским процессом с непрерывным временем. Для того чтобы вычислить числовые параметры, характеризующие такой процесс, нужно построить вероятностную модель, учитывающую сопровождающие ее случайные факторы и позволяющую моделировать надежность поведения системы во времени.
Для построения вероятностной модели рассмотрим насосную установку как сложную динамическую систему Б, переходящую из состояния в состояние и состоящую из отдельных элементов, функционально связанных между собой. Элементы, из которых состоит установка, могут существовать только в работоспособном или неработоспособном состоянии. Установка в целом может существовать в различных состояниях, каждое из которых определяется комбинацией работоспособного и неработоспособного состояний ее элементов. В момент отказа или восстановления установка переходит из одного состояния в другое в случайные моменты времени.
Это происходит по причине внешних и внутренних воздействий на систему (перепады напряжения, работа "в сухую", температурные воздействия, гидравлические удары, неправильно рассчитанные нагрузки и т.д.).
На основе изученных функциональных и структурных моделей насосной установки определены все возможные, наиболее вероятные состояния системы (Б), каждое из которых можно рассматривать как состояние, в котором она находится с некоторой вероятностью:
Б0 -осматривается; Б^установка неработоспособна; Б2-установка исправна, работает; Б3-производится аварийно-восстановительный ремонт.
Таким образом, насосная установка при эксплуатации, представлена диаграммой состояний и переходов в виде графа (рис.2), узлами которого являются состояния деятельности, а дугами -переходы между состояниями.
Рисунок 2 - Марковская модель насосной установки с дискретным состоянием и непрерывным временем
Выходами Марковской модели являются вероятности пребывания системы в данных состояниях. Для каждого графа вычисляется вероятность (Р) нахождения системы в определенном состоянии в момент времени (Ь), и оцениваются показатели надежности: вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, коэффициент готовности КГ, коэффициент простоя КП и др. Связь между вероятностями нахождения в одном из состояний выражается системой дифференциальных уравнений Колмогорова, которая составляется по графу и позволяет получить требуемые показатели надежности.
Заключение
В заключении можно добавить, что использование Марковской модели позволит принимать наиболее эффективные технические решения. Такая модель будет основой для решения технологических задач повышения надежности, ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности насосных установок с целью оптимизации их работы путем:
-применения методов теории Марковских процессов для обоснования оптимальной стратегии контроля и ремонта;
-обоснования оптимальных стратегий ремонта при различном характере, описывающим поведение прогнозируемого параметра оборудования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авдонина Л.А Цели и задачи обеспечения безопасности потенциально опасных объектов/ Л.А Авдонина Н.Н. Вершинин А.К. Тарасов //Надежность и качество - 2012: труды Международного симпозиума: в 2 т. / под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2012. - 1 т. - С. 32-35
2. Абрамов О.В Условия и источники возникновения техногенных чрезвычайных (аварийных) ситуаций/ О.В Абрамов //Надежность и качество - 2 012: труды Международного симпозиума: в 2 т. / под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2012. - 1 т. - С. 32-35
3. Петровский Э.А. Получение модели прогнозирования скорости внутренней коррозии технических трубопроводов, методом математического планирования эксперимента/Э.А. Петровский, Казанцева А.В.// Интеграл.- 2012.- № 6. - С. 28-29.
4. Петровский Э.А. Повышение эффективности корректирующих и предупреждающих действий с применением модели управления качеством процессов предприятия/Э.А. Петровский, Казанцева А.В.// Инновации и инвестиции.-2012.-№4.-С.41.
5. ГОСТ Р 51901.15-2005 Менеджмент риска. Применение Марковских процессов, Издательство «Стан-дартинформ»,2 0 05.
УДК 62-52
Москвитина1 О.В., Кохова2 Т.В.
гФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия 2ОАО «ПНИЭИ», Пенза, Россия
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Устройства передачи дискретной информации применяются, как правило, в составе различных систем и комплексов, использующих различные протоколы передачи данных. Применить уже существующие устройства не представляется возможным как из за существенно разных электрических параметров сопрягаемой аппаратуры, так и из-за требований по эстетике и эргономике (эксплуатация в составе конкретного комплекса аппаратуры), что делает разработку актуальной. Для предприятия, разрабатывающего и производящего технику связи, проектирование специализированного устройства передачи цифровой информации, предназначенного для использования в составе
комплекса аппаратуры, является одной из важных задач.
С каждым годом ужесточаются требования по надежности, экономичности, массогабаритным показателям, требования по эстетике и эргономике, предъявляемые к вновь разрабатываемой аппаратуре. Это вынуждает конструировать новые образцы устройств, способные работать с максимальной эффективностью в конкретных условиях эксплуатации.
Стремление удовлетворить требованиям технического задания заставляет искать новые схемотехнические решения, применять современные электрорадиоэлементы, совершенствовать способы
