Инструментальная среда повышения надежности РЭС

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 396:192. 001
Инструментальная среда повышения надежности РЭС
Перевертов Валерий Петрович Самарская государственная академия путей сообщения Юрков Николай Кондратьевич Пензенский государственный университет
Для задач анализа надежности сложных радиоэлектронных средств предлагается использовать методологию экспертных систем, ключевой особенностью которых является возможность моделирования процессов принятия решений специалистом в отдельной предметной области на основе определенным образом организованных профессиональных знаний.
For the problems of reliability analysis of complex radio-electronic means are encouraged to use the methodology of expert systems, a key feature is the possibility of modeling processes of decision-making expert in particular subject areas, based on a certain way of organized professional knowledge.
Ключевые слова: надежность, радиоэлектронная аппаратура,
комплексный показатель надежности, методика анализа надежности.
Key words: Reliability, electronic equipment, complex indicator of reliability, methods of reliability analysis.
Анализ надежности и расчет соответствующих показателей является необходимым этапом разработки любой сложной технической системы. Однако точность и достоверность получаемых результатов в значительной мере зависят как от применяемых методик расчета надежности, так и от квалификации специалистов, осуществляющих расчеты. То есть, строго говоря, показатели надежности не являются абсолютно точными.
В то же время за последние годы произошли существенные изменения в структуре спроса и предложения на рынке сложных технических систем. Это привело, в частности, к значительному росту конкуренции среди производителей, работающих на этом рынке. Решающим моментом, определяющим перспективы деятельности предприятия по выпуску конкретного изделия, является в настоящее время оптимальное сочетание его экономических и технических показателей [1]. И в этих условиях комплексный показатель надежности приобретает роль прямого экономического фактора как с точки зрения собственно
1
надежности вложения средств потребителем, так и с точки зрения снижения издержек изготовителя на гарантийное и сервисное обслуживание.
Традиционными способами анализа и расчета показателей надежности сложных технических устройств и систем являются испытания и моделирование. В настоящее время в этой области существует весьма широкий спектр работ как теоретического, так и прикладного характера. В основном они базируются на методах теории вероятностей и математической статистики, что достаточно для описания проблемы анализа и расчета соответствующих показателей для отдельных классов изделий. Причем, решение задачи определения показателей надежности является точным (с точностью до используемой методики) для репрезентативной выборки изделий, представляющих, как правило, достаточно крупную серию. Значительно сложнее проводить испытания и расчеты для мелкосерийных и единичных изделий, для которых статистика либо недостаточна, либо отсутствует вообще. Кроме того, проведение испытаний снижает экономическую эффективность производственного процесса за счет затрат как на дорогостоящее испытательное оборудование, так и на испытательные образцы. Снижение эффективности тем более существенно, чем более мелкой является производственная партия.
При этом мелкосерийное производство в является более перспективным и быстроразвивающимся по сравнению с крупносерийным, так как обеспечивает более быстрое реагирование производителя на изменяющиеся потребности рынка.
В последнее время отмечается смещение акцента с проведения испытаний на разработку разнообразных способов математического (а также и имитационного) моделирования процессов функционирования устройств в условиях различных внешних воздействий — механических, тепловых, электромагнитных и др. Однако, следует отметить ограниченный характер разрабатываемых моделей, т.к. эти модели разрабатываются профессионалами в отдельно взятой предметной области. Это приводит к тому, что оптимизация изделия осуществляется по группе физически однородных параметров без учета комплексного
2
характера реальных воздействий, вследствие чего для анализа и оценки надежности сложных технических устройств и систем производители вынуждены применять комплексы методически и информационно разнородных способов и моделей. Это, с одной стороны, значительно повышает стоимость процесса расчета надежности изделий, с другой — снижает достоверность получаемых результатов.
Таким образом, существует необходимость в разработке единой методики анализа надежности сложных технических систем, которая рассматривает их как сложную систему, как единое целое в виде комплекса взаимосвязанных показателей, и в то же время позволяет использовать богатый теоретический и практический опыт, накопленный в этой области.
Существующие версии инструментальных систем, построенные на различных принципах, в своем большинстве ориентированы на решение общетеоретических и общеинженерных задач на основе универсальных методов манипулирования с базами данных, базами знаний, для наполнения которых используются контекстно-независимые входные языки, причем и семантическая модель является также универсальной, не связанной с языками описания предметной области [2]. Для анализа надежности сложных изделий при широком выборе сложных математических моделей, описываемых с использованием различных методов и форм представления информации, возрастают трудности применения универсальных инструментальных систем для постановки и решения задач обеспечения требуемой надежности изделий.
3
Рис. 1 Комплексная организация моделей сложных систем
Разработка и исследование инструментальных систем, функционирующих на основе имитационного моделирования таких разнородных объектов, как отдельный компонент, само изделие, технологическая система и технологический процесс изготовления изделия средствами технологической системы несомненно является актуальной проблемой. При разработке проблемноориентированных систем должны быть соблюдены основополагающие принципы построения автоматизированных систем и обеспечено такое перспективное направление создания и развития инструментальных систем, как функциональное разделение на объектно-независимое (инвариантное) ядро системы, объединяющее математическое и программное обеспечения, и проблемноориентированное проектирование, основанное на имитационном моделировании разнородных объектов предметной области [3]. В каждой прикладной области знаний должны разрабатываться и применяться своя специфическая методология, аппарат исследования и язык представления теории.
Для постановки задач прогноза надежности должны разрабатываться комплексные модели, предназначенные для одновременной разработки изделия, сложных технических систем, так и для создания систем управления их производством.
4
Одним из наиболее перспективных подходов к решению данной проблемы является использование методов межмодельного взаимодействия, естественным образом отражающего специфику комплексной организации и представления разнородных информационных моделей описания сложных технических систем на более высоком уровне абстракции (рис. 1).
Рассмотрим с точки зрения указанного подхода решение проблемы определения показателей надежности произвольной технической системы. В практическом плане эта проблема разбивается на ряд взаимосвязанных задач:
— выбор методики анализа надежности и соответствующей математической модели-
— декомпозиция технической системы до уровня элементов, надежность которых является определенной, и разработка соответствующей структурной схемы надежности-
— расчет показателей надежности системы по разработанной структурной схеме на основе выбранной математической модели-
— анализ полученных результатов и принятие решения о соответствии надежности системы тому уровню, который определен в техническом задании на ее разработку.
В настоящее время только задача расчета показателей представлена математическими моделями (на основе методов теории вероятностей и математической статистики), позволяющими автоматизировать процесс получения соответствующих решений. Оставшиеся задачи (выбор методики, разработка структурной схемы и анализ результатов) решаются вручную в силу их недостаточной формализуемости посредством традиционных математических методов и моделей, что ставит итоговые результаты в зависимость от квалификации разработчиков. Ограниченность традиционных подходов к моделированию указанных задач связана в значительной степени с многомерностью итогового вектора параметров надежности изделия, обусловленного, в свою очередь, как разнообразием структурных вариантов построения сложных систем, так и комплексным характером внешних воздействий на систему.
5
В данной работе предлагается использовать для задач анализа надежности сложных радиоэлектронных средств методологию экспертных систем, ключевой особенностью которых является возможность моделирования процессов принятия решений специалистом в отдельной предметной области на основе определенным образом организованных профессиональных знаний.
Статья подготовлена в рамках реализации проекта «Разработка методов и средств неразрушающего диагностирования бортовых радиотехнических устройств космических систем» (ГК № 14. 740. 11. 0840) ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России (2009−2013 гг.)»
Литература
1. Алмаметов В. Б., Држевецкий Ю. А., Юрков Н. К. Методология экспертных систем в анализе надежности сложных технических систем. Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х томах. Том 2. /Под редакцией Н. К. Юркова — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2010. — С. 439−440.
2. Жихарев И. А., Бухаров А. Е., Юрков Н. К. Оценка показателей безотказности авиационных радиовысотомеров по результатам эксплуатации. Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х томах. Том 1. /Под редакцией Н. К. Юркова — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009.- с. 373−376.
3. Петрунин В. В., Анохина Ю. В., Юрков Н. К. Автоматизация процесса поверки радиоаппаратуры. Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х томах. Том 2: /Под редакцией Н. К. Юркова — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. — с. 366−372.
6

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой