Научная статья на тему 'Ситуационное управление конструкторско-технологической подготовкой производства сложных промышленных изделий'

Ситуационное управление конструкторско-технологической подготовкой производства сложных промышленных изделий Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
14
2
Поделиться

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Успанов М.Ж., Кузина Е.А., Юркова Е.М.

Предлагается формальный подход, методы и средства создания информационных технологий ситуационного управления процессами конструкторско-технологической подготовки производства сложных промышленных изделий применительно к условиям и требованиям всех фаз жизненного цикла образцов заданного класса. Методология построения информационных технологий рассмотрена на примере подготовки производства радиоэлектронных средств, выполненных на базе печатного монтажа. При этом информационная система рассматривается как система поддержки и автоматизации интеллектуальных работ поиска, администрирования, экспертиз и экспертных оценок или суждений, принятия решений, управления, распознавания, накопления знаний, обучения.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Успанов М.Ж., Кузина Е.А., Юркова Е.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Ситуационное управление конструкторско-технологической подготовкой производства сложных промышленных изделий»

4. Мостяев И. В. РЗЭ - фактор качественного повышения свойств магниевых сплавов (обзор)/ Труды ВИАМ: электронный научный журнал. - 2015. - №7. http://www.viam-works.ru (дата обращения:

15.02.2016).

5. Лукьянова Е.А., Добаткина Т.В., Рохлин Л.Л. Теоретические основы кристаллизации высокопрочных магниевых сплавов системы Mg-Sm-Tb-Zr // Материалы III Международной научно-технической конференции «Перспективные технологии, материалы и оборудование в литейном производстве». - г. Краматорск (Украина). 2011. С.124-126.

6. Рохлин Л. Л. Исследование фазовых равновесий в богатых магнием сплавах системы Mg-Sm-Tb // Металлы.- 2010. - № 4. -С. 99-106.

7. Фролов А. В., Мухина И. Ю., Леонов А. А., Уридия З. П. Влияние легирования редкоземельными металлами на свойства и структуру литейного магниевого сплава экспериментального состава системы Mg-Zr-Zn-Y-Nd/ Труды ВИАМ: электронный научный журнал. - 2016. - №3. http://www.viam-works.ru (дата обращения: 4.04.2016).

8. Пушкарёв Сергей Юрьевич. Формирование структуры и свойств магниевых сплавов системы Mg-Al-Si и разработка технологии изготовления крупногабаритных отливок литьем под давлением : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.04 / Пушкарёв Сергей Юрьевич; [Место защиты: ГОУВПО "Уральский государственный технический университет"].- Екатеринбург, 2010.- 123 с.

9. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение //Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.

10. Корнышева И.С., Волкова Е.Ф., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю. Перспективы применения магниевых и литейных алюминиевых сплавов //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 212-222.

11. Владимиров Б. В., Крит Б. Л., Людин В. Б., Морозова Н. В., Российская А. Д., Суминов И. В., Эпельфельд А. В. Микродуговое оксидирование магниевых сплавов (обзор)/ Электронная обработка материалов. - 2014. - 50(3). - С. 1-38.

12. Arrabal R., Matykina E., Hashimoto T., Skeldon P., Thompson G.E. Characterization of AC PEO Coatings on Magnesium Alloys. Surf Coat Tech. 2009, 203, Р. 2207-2220.

13. Lv G.-H., Chen H., Li L., Niu E.-W., Pang H., Zou, B. Yang S.-Z. Investigation of Plasma Electrolytic Oxidation Process on AZ91D Magnesium Alloy. Current Applied Physics. 2009, (9), 126130.

14. Северцев Н.А. Системный анализ определения параметров состояния и параметры наблюдения объекта для обеспечения безопасности //Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 4-10.

15. Каримова С. А., Козлов И. А., Волков И. А. Повышение защитных свойств неметаллических неорганических покрытий на магниевых сплавах/ Труды ВИАМ: электронный научный журнал. - 2014. -№9. http://www.viam-works.ru (дата обращения: 4.04.2016).

УДК 681.142

Успанов1 М.Ж., Кузина2 Е.А., Юркова3 Е.М.

1Военный институт Сил воздушной обороны, Казахстан

2ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники», Москва, Россия

3Чешский технический университет, Прага, Чешская республика

СИТУАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКОЙ ПРОИЗВОДСТВА СЛОЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Предлагается формальный подход, методы и средства создания информационных технологий ситуационного управления процессами конструкторско-технологической подготовки производства сложных промышленных изделий применительно к условиям и требованиям всех фаз жизненного цикла образцов заданного класса.

Методология построения информационных технологий рассмотрена на примере подготовки производства радиоэлектронных средств, выполненных на базе печатного монтажа. При этом информационная система рассматривается как система поддержки и автоматизации интеллектуальных работ - поиска, администрирования, экспертиз и экспертных оценок или суждений, принятия решений, управления, распознавания, накопления знаний, обучения.

Радиоэлектронные средства (РЭС) являются основой всех систем связи, управления, авионики и т.д. За последние десятилетия своего развития они превратились в сложные многокомпонентные иерархические системы, анализ которых становится невозможным без применения средств математического моделирования. Одновременно с этим усложняется процесс проектирования, производства и эксплуатации РЭС. Актуальной стала проблема анализа каждого отдельного этапа жизненного цикла (ЖЦ) изделия.

В соответствии с ГОСТ Р 537 91-2010 жизненный цикл производственного процесса (ЖЦПП) - это совокупность взаимосвязанных процессов изменения состояния продукции при ее создании, использовании (эксплуатации) и ликвидации (с избавлением от отходов путем их утилизации и/или удаления).

Стадия жизненного цикла продукции (СЖЦП) -это условно выделяемая часть ЖЦП, которая характеризуется спецификой направленности работ, производимых на этой стадии, и конечными результатами.

Тот же ГОСТ определяет состав ЖЦ производственно-технического назначения [6]: обоснование разработки; разработку ТЗ; проведение ОКР; производство и испытания; модернизацию;

использование (эксплуатацию);

ликвидацию (с избавлением от отходов путем их утилизации и/или удаления).

ЖЦИ, как определяет его стандарт ISO 90041, - это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.

Этапы жизненного цикла [7]:

Маркетинговые исследования.

Проектирование продукта.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Планирование и разработка процесса.

Закупка.

Производство или обслуживание.

Проверка.

Упаковка и хранение.

Продажа и распределение.

Монтаж и наладка.

Техническая поддержка и обслуживание.

Эксплуатация по назначению.

Послепродажная деятельность.

Утилизация и/или переработка.

Несмотря на то, что каждый из стандартов определяет ЖЦП по-разному, такт как каждый из них силен в свое области. Одни хороши в применении, если вопрос касается проектной части, другие -производство и тестирование, третьи - исполнение и завершающие процесса работы. Но, у них всех есть общие фазы. Под стадиями процесса управления подразумевается совокупность мероприятий (процессов), обеспечивающих достижение одного из следующих результатов (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Классическая процессная модель ведения ЖЦПП

Учет этапов ЖЦПП позволяет уменьшить издержки на доработку процесса или даже предотвратить возможную катастрофу вследствие действия «непредусмотренных» обстоятельств, рационально спланировать деятельность по созданию и обслуживанию продукции.

Центральной группой стадий жизненного цикла сложных технических объектов, где сосредоточена информация о различных объектах, необходимых для создания и эффективной реализации изделий, является группа стадий, связанные с проектированием и производством РЭС. Качество РЭС процентов на 60 - 70 закладывается в процессе проектирования, где одним из основных показателей качества необходимо обеспечить высокий уровень технологичности изделия. Как известно технологичность - это свойство конструкции, которое определяет наиболее быстрые и дешевые проектирование, производство и эксплуатацию изделия. В условиях все более усложняющегося производства РЭС необходимо использовать автоматизированные системы ситуационного управления, т.е. управления, которое формирует управляющее воздействие с учетом складывающейся ситуации. Поэтому технологическая среда проектирования сложных промышленных изделий (СПИ) должна быть заточена на автоматизацию всех этапов проектирования, которые осуществляются с помощью пакетов прикладных программ, либо распространяемых бесплатно, либо приобретаемых на основе лицензионных соглашений.

Невозможность полного натурного эксплуатационного моделирования и желание сократить сроки подготовки производства, с одной стороны, и необходимость получения достоверной информации о технико-экономических показателях проекта в целом на самых ранних этапах его реализации — с другой, приводит к необходимости принятия решений в условиях неопределенности значений многих показателей. Наиболее рациональной в таких условиях становится схема построения параллельного решения задач всех проектных стадий жизненного цикла изделия

Проблема ситуационного управления конструк-торско-технологической подготовки (КТП) производства образцов сложных промышленных изделий и включает решение целой совокупности взаимосвязанных задач [1], решаемых в среде PDM, ERP и средствами электронного документооборота (PDM-система ( Product Data Management (англ.) — система управления данными об изделии) — организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии. С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание больших массивов данных и инженерно-технической информации, необходимых на этапах проектирования, производства или строительства, а также поддержка эксплуатации, сопровождения и утилизации технических изделий. Такие данные, относящиеся к

одному изделию и организованные PDM-системой, называются цифровым макетом. PDM-системы интегрируют информацию любых форматов и типов, предоставляя её пользователям уже в структурированном виде (при этом структуризация привязана к особенностям современного промышленного производства). PDM-системы работают не только с текстовыми документами, но и с геометрическими моделями и данными, необходимыми для функционирования автоматических линий, станков с ЧПУ и др., причём доступ к таким данным осуществляется непосредственно из PDM-системы.

ERP (Enterprise Resource Planning System, англ.) -- система планирования ресурсов предприятия. В российской литературе часто термину ERP соответствует термин АСУП - автоматизированная система управления предприятием. ERP - это корпоративная информационная система, предназначенная для автоматизации учёта и управления хозяйственной деятельностью предприятия).

Для формального описания предметной области ситуационного управления процессами КТП производства СПИ будем использовать модель в виде следующего кортежа [2]:

MПО =(Moy ,W™, Rer, O, П, Q,Y, D, K, H, Д),

где Моу = (Mn, МСПИ, МП, МСПИ ) - модель представления объекта управления, здесь

MS MS

П' СПИ - структурно-конструктивная модель

процесса КТП производства СПИ; Mn,MСПИ ~ функциональная модель процессов КТП производства СПИ. Здесь используются все виды математического представления моделей - дифференциальные и алгебраические системы уравнений, полихроматический направленный логический граф и нечеткие

гВМ

уравнения в отношениях;

WB

подмножество

критичных факторов внешнего мира (среды); Рег -подмножество критичных процессов КТП и режимов функционирования СПИ заданного класса; О - перечень класса проектируемых предприятием СПИ; П -подмножество последовательностей экспериментов оценки степени технико-экономического совершенства методов, средств проектирования и проектных решений СПИ; О - допустимое подмножество нештатных ситуации объектами управления. У - подмножество вход-выходных показателей (параметров, признаков), которые характеризуют состояния объекта управления (СПИ); П - подмножество допустимых траекторий активных действий; К - список критериев тактико-экономической оценки степени совершенства процессов проектирования и проектных решений в ходе синтеза СПИ; Д - перечень допус-ковых зон и пороговых уровней ограничения процессов проектирования и технико-экономических

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

показателей КТП СПИ; Н - подмножество целей, поставленных в рамках предметной области, достигаемых средствами автономных информационных технологий (ИТ).

Выработка оптимальных решений по управлению процессами проектирования и производства СПИ требует сложных и многократных математических расчетов (анализа операций, динамического моделирования, статистических оценок и т.п.), которые по своему объему под силу лишь современной вычислительной технике.

Возможность использования информационных технологий (в особенной степени их сочетание с экспертными системами) актуальна для выявления и предотвращения аварийных ситуаций в сложных системах путем выявления узких мест, латентных дефектов, отрицательных внешних воздействий, превышающих заданные пороги и т.п., совместном анализе ситуаций и выработке рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций. При этом осуществляется переход по отрицательной обратной связи в предшествующую стадию ЖЦ промышленного изделия. Подобное проектирование подразумевает согласованное участие в нем как человека, так и машины [2].

В ходе такого цикла проектирования информационная модель СПИ выступает как важнейшее связующее звено между человеком и техникой. При этом действия человека моделируются с помощью концептуальной модели человека, что способствует интенсификации информационных процессов в акте принятия решения.

Проектно-производственные этапы ЖЦ объекта

Отметим, что информационная модель может содержать как цифровые данные, так и графические картины и даже теле- и 3D - изображения. В ней отображаются наиболее существенные взаимосвязи подсистем и важнейшие функциональные параметры. Поэтому информационные модели должны обладать инвариантными свойствами.

Необходимо одновременно учитывать способ осуществления управления объектом, его информационное обеспечение, а также уровень организации объекта - следует отследить как принимаемое решение влияет на уменьшение энтропии системы. При этом, объект рассматривается в виде открытой системы во взаимодействии с внешней средой, причем это взаимодействие должно быть рациональным с точки зрения перспектив взаимовлияния объекта и внешней среды.

Для построение единой информационной модели всей системы необходимо осуществить эффективное применение существующих средств CAD/CAM моделирования.

Решение проблемы высокоэффективного управления сложными системами КТП производства на основе информационных технологий и создания средств проектирования и анализа качества проектируемых изделий на ранних стадиях ЖЦ представляет наиболее актуальную проблему конструк-торско-технологической подготовки произво На рисунке 2 представлены проектно-производственные и эксплуатационные этапы ЖЦ промышленного изделия.

Итерационные циклы проектиров ания-произв одства

Этапы 1 Проектирование Производство

Функции этапов 2 Управление разработкой Проектирование и инженерный анализ Конструкторско-техноло-гическая пмодготовка производства Управление производством и материальными потоками Испытания и доработка

Инструментальная поддержка 3 PDM, CASE - СУБД CAD / CAE, CE CAD/CAE Операционные среды, информационные модели производства САЕ, информационные технологии испытаний и анализа

Содержание электронного макета 4 БД предметной области (фреймовая структура объекта) Спецификация, геометрия и физические параметры ДСЕ, алгоритмы функционирования Технологиче ские про-це ссы и управляющие программы 'Заказ" и маршруты производства ДСЕ Электронный макет объекта

Обслужив аемые среды 5 Конструкторско-технологические службы Производство и службы управления Испытательные службы и пользо-ватели(эксплуата-ционщики)

Эксплуатационные этапы ЖЦ объекта

Эксплуатация и утилизация

2 Ведение истории (актуализация) объекта Регламентные работы Учебная, боевая и производственная работа объекта Снабжение Модернизация Утилизация объекта

3 СУБД Пользов атель ские интерфейсы СУБД. Пользовательские интерфейсы, методики и модели надежностного анализа СУБД. Пользовательские интерфейсы, имитационные модели внешних сред СУБД Пользовательские интерфейсы Инструментарий цикла ''проектирование- производство' Информационные технологии утилизации

4 БД Спецификация деталей и сборочных единиц (ДСЕ) БД ЗИПа, ресурсов ДСЕ, контрольно-измерительного оборудования Электронный макет БД комплектующих, оборудования и поставщиков Электронный макет Спецификация ДСЕ

5 Пользователи - архивные службы Пользователи - сервисные службы Пользователи - боевые расчеты и службы эксплуатации Пользователи - службы снабжения и поставщики Заводские бригады, ремонтные службы, пользователи Специальные службы утилизации и экологического надзора, пользователи

енные и эксплуатационные этапы ЖЦ

Рисунок 2 - Проектно-производств

Из рис. 2 следует, что основной упор на автоматизацию делается на этапе проектирования, тогда как этап технологической подготовки производства остается как бы в тени. В тоже время явным образом показано преимущество создания электронного макета устройства, сравнение которого с реальным объектом позволяет выработать корректирующие воздействия, направляемые на ранние стадии проектирования, и тем самым обеспечить повышение качества проекта.

Если исходную функцию качества £(х) принять за качество изделия в начале его жизненного цикла, то полное множество управлений 3 определяет всевозможные изменения исходного положения,

в частности, если О - группа преобразований функции качества изделия на всех этапах жизненного цикла, - всевозможные состояния изделия в пространстве и.

Пусть известен и фиксирован набор параметров изделия на всех этапах его жизненного цикла. Тогда эталонное исходное качество изделия на каждом этапе ЖЦ будет характеризоваться своими функциями качества 1 = 1, 2, ..., к, к - число

этапов.

Для каждого этапа ЖЦ сформируем полное множество управлений

= /к

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Б1 = А(8х)\gGG; Б2 = gGG; ■■■, Бк = Лк(£х)|gGG

Если при , Ф - пересечение полных множеств управлений пусто, т.е.

п= 0, 1 -

что объекты попарно разли-

то будем говорить, чимы.

Поставленное

суще-

ствует таких gl

условие означает, что не и g2 eG , при которых

Л (glx) = (g2х) ,

где , Ф у .

Если условие выполняется, то по модели М можно определить преобразования д (в частном случае -параметры функции качества).

Пусть в результате некоторого преобразования

исходной модели М будет получена модель М , характеризующаяся новым пространством задания и ,

группой С? , действующей в этом пространстве, и функциями качества для каждого этапа жизненного

цикла £

Ах

£ 2 (х

< (х

Если при

этом попарные пересечения новых полных множеств

управлений пусты,

т.е.

Б' п 5, = 0

при , Ф]

объекты в новой модели различимы.

Такие преобразования будем считать

допусти-

мыми. Среди допустимых будем искать такие преобразования моделей М в М , при которых размерность пространства и не больше размерности пространства и, а группа С? либо совпадает с С, либо является некоторой ее подгруппой. Второе условие важно для того, чтобы по новой модели М

можно было определить все или хотя бы часть параметров преобразования.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Преобразования моделей М ^М' будем называть проектированием.

Выполняя одно за другим отображения и

т.д., мы получим некоторое новое отображение, которое называется произведением отображений, например:

фф : А ^ В .

Широкое разнообразие и многоплановый характер задач управления КТП требует, соответственно, применения разнообразных математических методов. Однако при всем многообразии задач и методов их решения можно выделить три основные группы моделей. К первой группе относятся дискретные модели, построенные на основе дискретизации пространственных и временных координат. Дискретные модели, обладающие достоинствами численных методов наиболее универсальны, допускают возможность достаточно наглядной интерпретации результатов, обладают определенной гибкостью при изменении параметров, формы области, граничных условий. Однако дискретные модели требуют значительного объема вычислений; решение нестационарных задач обработки получается немонотонным, что затрудняет последующую обработку результатов.

Вторую группу составляют непрерывные модели, которые строятся на аналитических функциях, описывающих различные зависимости выходных параметров от внешних данных, воздействий, управлений, одних параметров от других и т.д. Такие модели удобны для решения оптимизационных задач, кроме того, монотонность решения упрощает обработку

результатов. Однако точные аналитические зависимости могут быть заданы или получены лишь для ограниченного круга задач.

Достоинства первых двух групп могут быть использованы в моделях третьей группы - так называемых дискретно-непрерывных моделях. Такое название исходит из сочетания дискретных и непрерывных представлений как в пространственно-временных координатах, так и в пространстве решений. Здесь возможны различные варианты. Например, решение может быть представлено в виде непрерывной в пространственных координатах функции, коэффициенты которой вычисляются в каждом временном шаге, либо наоборот: в каждой точке дискретной области определяется непрерывная во времени функция. Во многих случаях решение конструируется в виде дискретного набора непрерывных функций.

Кроме указанных случаев, сочетание дискретных и непрерывных представлений часто целесообразно при исследовании многоуровневых моделей. При общей дискретной постановке задачи решение для отдельных, более низших иерархических уровней модели может быть представлено в виде непрерывных функций.

Методология построения ИТ включает два укрупненных этапа: первый этап предусматривает создание экспериментально-исследовательского варианта технологии (этап обучения); на втором этапе осуществляется синтез инженерного варианта, ориентированного на практическое применение по назначению и реализации процедур самообучения [3].

Аппарат абстрактного описания физических объектов и процессов на стадии построения ИТ состоит в описании ситуаций типами простых и комбинационных объектов [4], в представлении лингвистических переменных числовыми значениями на базовых шкалах.

В качестве моделей представления баз данных и знаний автономных ИТ используются семантические фреймовые сети; системы продукций и логико-временные модели. Отличительной особенностью методологии построения баз данных и знаний ИТ данного перечня состоит в использовании в качестве источников извлечения и формальных процедур преобразования знаний формализованных методов решения, так называемых, проблемных задач, базируемых на факторах, данных эксперимента, результатах моделирования физических объектов и процессов, что позволяет управлять пользователю полнотой описания процессов проектирования и достоверностью принимаемых управленческих решений.

Таким образом, методология построения ИТ предусматривает реализацию формального подхода к созданию распределенных мультиагентных систем ситуационною управления КТП производства СПИ, в которых в качестве интеллектуальных агентов могут выступать программные модули, автономные ИТ и экспертные информационно-управляющие комплексы.

Технико-экономическая эффективность использования ИТ в задачах ситуационного управления процессами КТП производства СПИ определяется, главным образом, сокращением временного цикла проектирования и снижением материально-экономических затрат за счет информационной поддержки формализованных методов проектирования; идентификации проектных несовершенств, распознавания причин и принятия обоснованных решений по устранению причин на ранних этапах проектирования в результате комплексного анализа в пространственно-временном представлении больших массивов разнородной информации, регистрируемой в процессе проведения ускоренных (критичных) испытаний СПИ и их составных компонентов [8, 9].

В настоящее время во всем мире в разной форме реализуется концепция объединения предприятий как альтернатива обособленному их выживанию. Очевидно, что такие механизмы необходимо задействовать и в России.

£

Однако, как показывает опыт, попытка реализации механизма объединения предприятий без коренного изменения технологии принятия решения обречена на неудачу. Низкий уровень технологической культуры не позволяет добиваться конкурентоспособных цен на рынке, громоздкая система

управления делает скорость прохождения решений совершенно неприемлемой. Поэтому говорить о новых организационных механизмах можно только на основе новых информационных технологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абдеев Р.Ф.Философия информационной цивилизации. М.:ВЛАДОС, 1994, 336с.

2. Юрков, Н.К. Модели и алгоритмы управления интегрированными производственными комплексами. Монография//Н.К.Юрков/ Пенза, ИИЦ Пенз. гос. ун-та, 2003, - 198 с.

3. Норенков, И.П. Автоматизированное информационные системы: учеб. Пособие/ И.П.Норенков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2011. - 342 с.

4. Жаднов, В.В. Особенности конструирования бортовой космической аппаратуры. Учебное посо-бие//В.В.Жаднов, Н.К.Юрков/ Пенза: Изд-во ПГУ, 2012, - 112 с.

5. Дрогайцев B.C., Ушаков В.А.. Говоренко Г.С. Чумаков В.А., Попов М.В. Интеллектуально-информационные технологии в процессах испытания бортовых комплексов летательных аппаратов// Информационные технологии в проектировании и производстве. №2. 2002. - С. 40-53.

6. Юрков, Н.К. Автоматизация производственных процессов изготовления радиоэлектронных средств. Учебное пособие/Н.К.Юрков, А.В.Затылкин, В.Г.Недорезов. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2012. - 116 с.

7. Юрков, Н.К. Системный подход к организации жизненного цикла сложных технических систем/ Н.К.Юрков. - Надежность и качество сложных систем: 2013, № 1. - С. 27-35

8. Юрков, Н.К. Модельное представление электронных средств//Н.К.Юрков, А.Н. Якимов/ Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: Материалы XII Международной научно-практической конференции М.: НИУ ВШЭ, 2015. - С. 290 - 292.

9. Петелин, К.С. Модели и метод организации концептуального мультипроектного управления//К.С. Петелин, И.М.Рыбаков, Н.К.Юрков/ Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2014. № 3(27). -С. 10 - 18.

УДК 621.396.6

Власов М.А., Ермишова Т.В, , Сергин С.Ф,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И.Забабахина», Снежинск, Россия

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СЕРИИ

В докладе представлен численный («параметрический») метод определения параметров эквивалентной серии предназначенный для перерасчета результатов экспериментальной отработки конструкции с одного испытательного уровня нагружения на другой. Данный метод позволяет учитывать всю информацию, полученную при экспериментальной отработке, для подтверждения надежности. Ключевые слова:

надежность, коэффициент запаса, эквивалентная серия

1 Введение

Основным источником получения исходных данных для расчета оценки надежности конструкций по отношению к механическим внешним воздействиям являются результаты лабораторной отработки.

Экспериментальные исследования в этом случае проводятся, как правило, по следующей схеме: берется несколько макетов-аналогов реальной конструкции, которые нагружаются внешним усилием с определенным испытательным запасом по отношению к заданной действующей нагрузке. Величина этого запаса, а также общее число испытанных макетов и число полученных при этом отказов и являются исходными данными для расчета оценки надежности. Ясно, что чем выше коэффициент запаса и число испытываемых макетов (и меньше число отказов), тем более высокую оценку надежности можно подтвердить на основе этих экспериментов.

В опубликованных ранее работах [1], [2] для расчета надежности использовались формулы, разработанные лишь для случая, когда коэффициент запаса для всех испытываемых макетов одинаков. Поэтому в иных случаях при использовании алгоритмов расчета, приведенных в данных работах, приходится мириться с потерей определенной части информации.

В самом деле, если в качестве расчетного уровня выбрать самый высокий (с максимальным коэффициентом запаса), то придется исключить из рассмотрения результаты испытаний на более низких уровнях, т.е. пожертвовать числом опытов. И наоборот, если выбрать для расчета самый низкий уровень, что позволит включить в расчет весь объем выборки, полученный в эксперименте, надежность придется оценивать по минимальному коэффициенту запаса.

Поэтому представляется целесообразным разработать способ перерасчета результатов экспериментальной отработки конструкции с одного испытательного уровня на другой, который бы позволял, с одной стороны, учесть всю информацию, по-

лученную в эксперименте, а с другой - использовать для расчета надежности формулы, приведенные в [1], [2].

Принцип решения задачи в целом сводится к следующему: по результатам серии экспериментов ( щ , т2 ) на испытательном уровне определяются

параметры распределения оценки надежности -среднее я2 и среднеквадратическое отклонение у

, а затем подбираются такие числа щ и т1 , которые на другом испытательном уровне р обеспечивают получение тех же значений Л = и у = ( • Данный принцип назовем эквивалентной серией. Заметим, что если параметры исходной се-

числами, то объем и число отказов эквивалентной серии щ и т могут быть и нецелыми. 2 Формулировка исходных данных

Итак, сформулируем задачу. Пусть на испыта-

буется определить параметры эквивалентной серии (число опытов щ и число отказов т ) в случае проведения экспериментов на испытательном уровне

Будем предполагать, что несущая способность конструкции Q распределена нормально с известным коэффициентом вариации у . Действующая на

конструкцию нагрузка считается постоянной.

Приведем отдельно расчеты для случая серий с отказами ( т2 Ф 0 ) и безотказных ( т2 = 0 )•

В данной работе для решения поставленной задачи предлагается метод определения параметров эквивалентной серии названный авторами "параметрическим".

рии испытаний n и m выражаются только целыми

тельном уровне F проведено n опытов, из кото-

рых в т случаях были зафиксированы отказы. Тре-