2016 год, №1

Содержание выпуска
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ, ОЦЕНКИ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИЙ ГОТОВНОСТИ И ПРОСТОЯ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Садыхов Гулам Садыхович, Бабаев Ислам Акмурадович
Стр. 3 — 14
В данной работе выведены формулы для функций готовности и простоя восстанавливаемых объектов. Эти новые формулы рассчитаны в зависимости от характеристик безотказности и ремонтопригодности технических объектов. Отличительной особенностью выведенных формул служит то, что они являются непараметрическими, т.е. пригодны для произвольных законов распределения наработок на отказ и времен восстановления. Существующие до сих пор расчеты в этой сфере исследований имеют параметрический характер и, следовательно, пригодны только для конкретных законов распределения, что значительно суживает область их практического применения. Для функций готовности и простоя эксплуатируемых объектов установлен монотонный характер их изменения в зависимости от длительности времени эксплуатации объекта. Для случая неочевидных характеристик безотказности и ремонтопригодности определены верхние непараметрические оценки для функции простоя эксплуатируемых объектов и нижние для их функции готовности. Установлена достижимость этих оценок. Для функций готовности и простоя эксплуатируемых объектов найдены предельные значения, представляющие собой коэффициенты готовности и простоя эксплуатируемого объекта соответственно.
ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОГО СРАБАТЫВАНИЯ ОБЪЕКТА ПРИ ВЫСОКИХ УРОВНЯХ БЕЗОТКАЗНОСТИ
Садыхов Гулам Садыхович, Артюхов Анатолий Анатольевич
Стр. 15 — 19
При большом количестве срабатываний типа «включено/выключено» наблюдаются отказы объекта, и по этим результатам можно оценить вероятность безотказного срабатывания. Однако при этом возникает другая задача - показать, каким образом можно распространить полученную оценку на ранний этап эксплуатации, где число срабатываний объекта незначительно. В работе предложена оценка вероятности безотказного срабатывания при высоких уровнях безотказности объекта. Определен характер поведения вероятности незначительного числа срабатываний в зависимости от характеристик надежности стареющего объекта с дискретным ресурсом.
АЛГОРИТМЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КУРСАНТОВ В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИРОВОК НА СРЕДСТВАХ ТРЕНАЖА
Юрков Николай Кондратьевич, Куатов Бауржан Жолдыбаевич, Сущик Дмитрий Михайлович
Стр. 20 — 23
В работе рассматриваются алгоритмы оценки качества деятельности курсантов в процессе тренировок на средствах тренажа. Оценка качества деятельности курсантов осуществляется инструктором на основе данных контроля тренировки. Алгоритм получения нормативной оценки предполагает преобразования конечных параметров операции с целью получения единой шкалы оценок для всех параметров. Оценка качества деятельности зависит как от квалификации и опыта инструктора, так и от методических и технических возможностей автоматизированных систем объективного контроля. Проведенный анализ операторской деятельности курсантов в процессе тренировок позволил определить перечень возможных ошибок, возникающих в процессе этой деятельности.
ОБ ОЦЕНКЕ ВЕРОЯТНОСТИ НАСТУПЛЕНИЯ РИСКОВОГО СОБЫТИЯ: ФУНКЦИОНАЛЬНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ПОДХОД
Абрамов Олег Васильевич
Стр. 24 — 31
Рассмотрены некоторые подходы к решению задачи оценки и управления техногенными рисками, базирующиеся на идеях функционально-параметрического направления теории надежности. При этом процесс функционирования системы и ее техническое состояние определяются конечным набором некоторых переменных - параметров системы, а все отказы есть следствие отклонений параметров от их исходных значений. Принято, что формой проявления отказа является выход параметров за пределы области допустимых значений. Отклонения параметров образуются под влиянием различных факторов, действующих в процессе производства, хранения и эксплуатации, и имеют случайный характер. Параметры технических систем рассматриваются как некоторые случайные функции времени, закономерности которых считаются известными. При этом задача анализа рисков сводится к оценке вероятности выхода случайного процесса изменения параметров. Основное внимание уделено задаче прогнозирования вероятности наступления рискового события.
ПОИСК ЗАКОНА ИЗМЕНЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ МЕТОДОМ СИМВОЛЬНОЙ РЕГРЕССИИ
Дивеев Асхат Ибрагимович, Шмалько Елизавета Юрьевна, Жаднов Валерий Владимирович
Стр. 32 — 38
Показатель надежности различных электронных изделий определяется по экспериментальным данным тестов при различных значениях параметров изделий. Эти данные собраны в громоздких таблицах и справочниках. В настоящей работе представлен современный численный подход, позволяющий обобщать экспериментальные данные об изменении показателя надежности не в виде таблиц, а в виде функциональных зависимостей от исследуемых параметров изделий. Методология основана на применении метода сетевого оператора для описания оптимальной структуры функции и подбора ее параметров. Метод сетевого оператора относится к классу методов символьной регрессии и осуществляет эволюционный поиск оптимальных композиций математических выражений на пространстве структур. Метод позволяет в автоматическом режиме получать описания искомых функциональных зависимостей. Эффективность метода продемонстрирована на примере поиска функции, описывающей зависимость изменения показателя интенсивности отказов от трех параметров, характеризующих его конструктивно-технологическое исполнение и условия эксплуатации.
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ: РАЗВИТИЕ В СИСТЕМЕ ВООРУЖЕНИЯ
Полтавский Александр Васильевич, Жумабаева Асель Сагнаевна, Бикеев Ринат Равхатович
Стр. 39 — 46
Показано, что боевым комплексам с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) уделяется большое внимание в армиях многих стран мира. Основное их предназначение в морской авиации - обнаруживать береговые пусковые установки, формировать целеуказание ударным самолетам и вертолетам, проводить корректировку огня корабельной артиллерии, а также поиск морских мин. Приводится уровень и состояние развития беспилотной авиации в системе вооружения ведущих стран мира. Приведен анализ боевого применения авиации в локальных конфликтах. Показана высокая эффективность беспилотных самолетов-разведчиков и разведывательно-ударных БЛА, обеспечивающих командование данными об объектах противника в реальном времени. Приведен анализ современных разработок и испытаний в боевых условиях (в Ираке, Югославии, Афганистане) БЛА. Показано преимущество БЛА, имеющих радиолокационные станции с синтезированной апертурой антенны. Введено понятие комплекс с БЛА - КБЛА как совокупность взаимоувязанных в единую функциональную систему беспилотных летательных аппаратов и наземных технических средств, обеспечивающих боевое применение БЛА в воздухе и техническую эксплуатацию их на земле. Приведены основные сведения по типовым комплексам беспилотных летательных аппаратов, дается анализ их применения. Приведены типовой состав современного КБЛА и программы создания многоцелевых КБЛА в США и странах Западной Европы. Указаны причины недостаточно приоритетного подхода стран Западной Европы к вопросу создания БЛА с боевой нагрузкой на борту.
ОБЗОР ПРИМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ МИКРО- И НАНОДЕФЕКТОВ
ШайкоШайковский Александр Григорьевич, Богорош Александр Терентьевич, Воронов Сергей Александрович, Марченко Екатерина Валериевна
Стр. 47 — 57
Акустическая эмиссия (АЭ) представляет собой явление генерации волн напряжений, вызванных внезапной перестройкой в структуре материала. Классическим источником АЭ является процесс деформирования, связанный с ростом дефектов, например, трещины или зоны пластической деформации. В работе рассмотрены процессы генерации и обнаружения АЭ, включая внезапное движение источника эмиссии, что вызывает возникновение волн напряжений, которые распространяются в структуре материала и достигают датчиков в виде пьезоэлектрических преобразователей. По мере роста напряжений активизируются многие из имеющихся в материале объектов источников эмиссии и электрические АЭ, полученные в результате преобразования волн напряжений, усиливаются, регистрируются аппаратурой и подвергаются дальнейшей обработке и интерпретации. Дан обзор видов АЭ для практического применения, включая сосуды под давлением, трубопроводы, авиационные конструктивные узлы, работающие под действием вибрации, переменными температурами случаев сварки металлов. Много внимания уделено композиционным и полупроводниковым материалам и гетероструктурам.
СПОСОБ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РЕСУРС ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ РЭС
Затылкин Александр Валентинович, Калашников Владимир Сергеевич, Таньков Георгий Васильевич
Стр. 58 — 62
Показано, что негативному влиянию внешних механических воздействий наиболее подвержены печатные узлы бортовых электронных средств, при этом величина инерционной силы, возникающей в электронных компонентах вследствие резонанса печатного узла, может быть больше, чем при вхождении в резонанс на их собственных частотах. Проведено исследование зависимости инерционной силы от частоты внешнего воздействия при различных амплитудных значениях. Предложен способ анализа влияния внешних вибрационных воздействий на ресурс электронных компонентов радиоэлектронных систем, отличающийся учетом максимально возможной разрушающей инерционной силы, возникающей в электронных компонентах печатного узла.
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТЯМИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ СОБЫТИЙ И УЩЕРБОВ ОТ НИХ В РАМКАХ РИСК-МЕНЕДЖМЕНТА
Брумштейн Юрий Моисеевич, Выборнова Ольга Николаевна
Стр. 63 — 72
Для каждого из n промежутков времени величины рисков, связанных с возможностями наступления неблагоприятных событий, рассматриваются как произведения вероятностей наступления таких событий на ущербы от их реализации. В рамках риск-менеджмента обоснована целесообразность дифференциации затрат (усилий), направленных на снижение вероятностей неблагоприятных событий и ущербов от них. Введено понятие кривой приемлемого риска. Обсуждены возможные виды таких кривых, подходы к их аппроксимации аналитическими выражениями. Для единственного вида неблагоприятных событий предложен алгоритм оптимизации затрат, обеспечивающих смещение изображающей точки, соответствующей фактическому сочетанию «вероятность-ущерб», от исходного положения на кривую приемлемого риска. Рассмотрены также подходы к управлению рисками при недостаточности средств, необходимых для обеспечения такого смещения единственной изображающей точки. Для совокупности нескольких возможных видов неблагоприятных событий принято, что кривая приемлемого риска является общей для них. В этом случае предложены модели управления затратами для двух постановок задач: при отсутствии ограничений на суммарные затраты (перемещение всех изображающих точек, соответствующих сочетаниям «вероятность-ущерб», на кривую приемлемого риска); при наличии ограничения на суммарные затраты (рассмотрено несколько разных подходов). Указаны также некоторые варианты нечетких постановок рассмотренных задач и возможных подходов к их решению. Сделан вывод о целесообразности разработки компьютерной системы поддержки принятия решений, основанных на дифференцированном управлении вероятностями неблагоприятных событий и ущербами от них.
РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИ СЛОЖНОГО ОБЪЕКТА
Тюрин Михаил Владимирович, Фомин Сергей Анатольевич, Прокофьев Олег Владимирович
Стр. 73 — 78
Актуальность и цели. Первичные преобразователи сигналов, передающих информацию о состоянии технически сложного объекта (ТСО), отличаются разнообразием набора выходных величин, скоростей их изменения и динамических диапазонов значений. Возникает необходимость разработки адаптивной методики выбора «наилучшей» модели временного ряда для прогнозирования состояния отдельного элемента системы. В процессе выбора должна быть учтена возможность программно-аппаратной реализации в условиях информационной среды системы мониторинга и контроля. Оценка будущего состояния элемента имеет значение для предупреждения аварийных ситуаций и нештатных режимов эксплуатации ТСО. Материалы и методы. Применен парно-доминантный механизм выбора модели временного ряда. Использована методология UМL -моделирования, обеспечивающая переход от анализа и структурирования первичной измерительной информации до процедуры генерации структур баз данных и программного кода. Процедура окончательного выбора «наилучшей» модели была сформулирована как многокритериальная задача дискретной оптимизации. Результаты . Построено комплексное описание информационной среды системы мониторинга и контроля ТСО на основе ММD -диаграммы физических объектов. Предложен алгоритм парно-доминантного выбора математической модели временного ряда на основе дерева решений. Разработаны дополнительные ограничения для случая возникновения неединственного решения о выборе. Даны рекомендации по выбору модели в условиях малых выборок наблюдений временного ряда. Выводы. Выбор наилучшей модели временного ряда для прогнозирования состояния ТСО возможен на основе дерева решений, реализующего парно-доминантный алгоритм выбора. При необходимости коротких выборок наблюдений временного ряда набор моделей корректируется.
К ПРОБЛЕМЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГАЗОТУРБИННОГО АВИАДВИГАТЕЛЯ ПО СПЕКТРАМ 3D-ВИБРАЦИЙ
Болознев Виктор Васильевич, Застела Михаил Юрьевич, Мирсаитов Фанис Наилевич
Стр. 79 — 85
Показано, что контроль параметров жидкостных (космических) реактивных двигателей возможен с помощью измерения косвенного параметра - электронной концентрации в пламени, а применительно к газотурбинным (авиационным) двигателям - контроль вибраций. Доказано, что причинами вибраций лопаток турбины и компрессора являются комплексные процессы во многих узлах газотурбинного двигателя (ГТД). Доказано, что необходимо контролировать виброспектр, причем виброконтроль лопаток роторного двигателя позволяет выявить до половины всех неисправностей ротора на доаварийной стадии. Приведена основная причина отсутствия виброконтроля - сложность сопряжения датчиков с реальными конструкциями ГТД. Показано, что проблема функциональной диагностики газотурбинного авиадвигателя представляет совокупность задачи контроля лопаток с неизвестными спектрами по каждой из координатных осей, а также задачи вибродиагностики лопаток с помощью датчиков, установка которых в ГТД практически невозможна. Предложено для диагностки ГТД использовать радиоволновой тракт как способ оценки состояния газотурбинного авиадвигателя в полете по виброспектрам лопаток турбины и компрессора. Исследован процесс формирования и диагностическая значимость отклика при радиоволновом виброконтроле режима газотурбинного двигателя в полете. Применение разработанного метода позволяет выявить дефекты на предаварийной стадии, а конструктивная реализация не требует изменения конструкций новых и действующих ГТД.
ВОЗМОЖНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БОРТОВЫХ РАДИОВЫСОТОМЕРНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ИМИТАТОРА ОТРАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ
Боков Александр Сергеевич, Важенин Владимир Григорьевич, Дядьков Николай Александрович, Иофин Александр Аронович, Мухин Владимир Витальевич
Стр. 86 — 93
Имитатор сигналов для бортовых радиовысотомерных систем позволяет проводить наземные испытания и наладку с возможностью проверки функционирования в условиях, приближенных к реальным. Отраженный сигнал может быть получен как сумма либо как комбинация многих зондирующих сигналов, соответствующих отражению от основных блестящих точек подстилающей поверхности. Рассмотренный имитатор даже при переменных параметрах модуляции может формировать сигнал с учетом динамики движения летательного аппарата в режиме реального времени.
СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ РЭС С ЗАДАННЫМ УРОВНЕМ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
Герасимов Олег Николаевич, Затылкин Александр Валентинович, Юрков Николай Кондратьевич
Стр. 94 — 98
Проведен анализ методов неразрушающего контроля и диагностики радиоэлектронных систем. Предложен способ организации производственного контроля и диагностики изделий с заданным уровнем остаточного ресурса. Показано, что применение существующих отечественных теоретических и прикладных разработок (программных средств) позволяет решить не только задачи выявления и локализации возможных технологических дефектов, но также дать прогноз уровня остаточного ресурса изделий после проведения испытаний и оценить его соответствие заданному уровню.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭРЛАНГА
Острейковский Владислав Алексеевич, Павлов Алексей Сергеевич
Стр. 99 — 106
В статье рассматриваются методы оценки техногенного риска. Получены новые аналитические зависимости для функции и плотности распределения риска для случаев независимых и зависимых случайных величин вероятности исходных событий и ущерба сложных систем применительно к законам распределения Эрланга, гиперэрланга.
РОЛЬ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО КАПИТАЛА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОСНАЩЕНИИ ПРОИЗВОДСТВА
Майстер Виктор Аркадьевич, Ширинкина Елена Викторовна
Стр. 107 — 113
По мере становления наукоемкой модели экономики формирование интеллектуальной промышленной собственности как одного из основных компонентов интеллектуального капитала действующих производств требует планирования, четкой организации и мотивирования этого процесса. В статье предложена иная классификация состава интеллектуального капитала, где он подразделяется на внутреннюю и внешнюю структуру, а также на компетенцию персонала. При этом имеется определенное соответствие между структурными составляющими интеллектуального капитала в обоих вариантах их вычленения. Предложено возможное распределение объектов интеллектуального капитала по средствам технологического оснащения подразделений основного и вспомогательного производства.