Надежность и качество сложных систем

Предложен результат исследования безопасности и надежности особо важной стационарной системы, имеющей собственную защиту, на основе полумарковской модели. За основу взяты три «базовых» состояния собственной системы безопасности: работоспособном, ложного отказа, истинного отказа (опасного отказа).

Приведены причины повышения требований к точности и эффективности выполнения заданных функций радиоэлектронными средствами как системой в целом, так и каждым отдельным ее элементом. Традиционные методы испытаний аппаратуры во многих случаях не позволяют подтвердить заданный уровень ее надежности и качества из-за наличия ряда трудновыявляемых скрытых дефектов. Приведен перспективный метод оценки надежности и качества радиоэлектронных средств и электрорадиоизделий, основанный на прогнозировании их будущего состояния.

Представлен механизм образования латентных дефектов печатных плат, предложена математическая модель развития латентного дефекта в явный на основе функции риска, что позволяет определить среднее время до появления очередного дефекта электронных средств сложных технических систем. Приведена модель функции риска в виде смещенного полинома Чебышева. Доказана справедливость применения методологии расчета надежности программного обеспечения к оценке надежности сложных технических систем длительного функционирования.

С целью повышения эффективности системы менеджмента качества производственного предприятия формируются возможные альтернативные стратегии менеджмента качества, подразумевающие применение конкретных предупреждающих и корректирующих действий для того или иного этапа производственного цикла. Для оценки эффективности применения различных стратегий менеджмента качества на этапах производственного цикла используются условные вероятности приемки продукции с первого предъявления. Отсутствие представительной прецедентной информации не позволяет применить для их оценки статистические методы. В этих условиях предлагается использование различных вариантов метода экспертных оценок.

Проанализированы возможности визуальных методов системного анализа при управлении качеством изделий электронной техники. Основное внимание уделено автоматизации проведения и обработки результатов применения инструментов управления качеством ЭА. Дан сравнительный анализ по техническим, системным, функциональным и стоимостным критериям, который характеризует преимущества и недостатки исследуемых систем. Приведены результаты разработки программного обеспечения для автоматизации управления качеством ЭА.

Рассмотрена задача синтеза живучей системы управления квадрокоптера. Управление должно обеспечивать движения квадрокоптера по пространственной траектории в условиях изменения предельных тяг винтов или различных ограничениях на управление. Решение ищется методом сетевого оператора. Приведен численный пример решения задачи синтеза.

Рассматриваются вопросы оценки надежности виброизоляторов, применяемых для защиты электронных средств от вибрационных воздействий. Приведены расчеты интенсивностей отказов пружин по различным методикам. Показано, что применение методики, учитывающей влияние особенностей конструктивно-технологического исполнения, позволяет решать не только задачи расчета, но и обеспечения требуемого уровня характеристик надежности виброизоляторов.

Разработана методика бифуркационного анализа и проведено математическое моделирование параметрического взаимодействия различных мод в нанокомпозитах на основе магнитно-функциализированных углеродных нанотрубок (УНТ): электромагнитных, магнитостатических (МСВ), спиновых волн (СВ) для расчета порогов нелинейности таких анизотропных наноструктурных материалов в микроволновом диапазоне. Математическая модель параметрической нестабильности волн в 3D-решетках магнитно-функциализированных УНТ базируется на решении нелинейной краевой 3D-задачи дифракции для системы уравнений Максвелла, дополненных уравнением Ландау-Лифшица с учетом поля обменного взаимодействия, декомпозиционным методом автономных блоков с каналами Флоке (ФАБ). По точкам бифуркации нелинейного оператора Максвелла получены результаты электродинамического расчета пороговых значений амплитуды волны накачки, при которых начинаются нелинейные процессы и возникает параметрическое возбуждение МСВ и СВ в 2D-решетке магнитно-функциализированных УНТ в микроволновом диапазоне.

В настоящее время стоит проблема навигации высокоманевренных беспилотных летательных аппаратов (БЛА) по высоте как с коррекцией от спутника, так и от других систем. Если ошибки определения точности координат высокоманевренного управляемого БЛА в плоскости горизонта являются допустимыми, то ошибки в определении координат по высоте могут составлять недопустимые отклонения. Одним из способов решения этого вопроса является определение координат управляемого объекта с помощью предлагаемых адаптивных моделей фильтрации, адаптивных к современным техническим цифровым устройствам, применяемым в системах управления современными БЛА.

В настоящее время для описания динамики протекания неравновесных процессов в сложных системах существуют два подхода: микроскопический и макроскопический. Микроскопический подход основан на статистической физике и кинетической теории, основанных на уравнениях движения частиц, например, кинетических уравнениях Паули, базирующихся на известных моделях молекул. Макроскопический подход основан на современной неравновесной термодинамике, в общем случае характеризующейся отказом от гипотезы локального термодинамического равновесия (рациональная термодинамика). В рамках этой термодинамики причиной и необходимым условием протекания неравновесных процессов являются термодинамические силы. Однако, как было показано автором в опубликованных им ранее работах, термодинамические силы однозначно не определяют характера протекания неравновесных процессов, помимо этих сил, еще эти особенности определяются некоторыми свойствами системы, названными ранее автором кинетическими, независимо от термодинамических сил. Поэтому автором ранее была введена матрица восприимчивостей (кинетическая матрица), определяемая этими кинетическими свойствами, позволяющая связать термодинамические силы со скоростями за счет записи ранее разработанных автором уравнений потенциально-потокового метода. Было показано, что кинетическая матрица сложной системы строится на основе кинетических матриц простых подсистем, а последние матрицы в свою очередь строятся из экспериментальных данных этих простых подсистем. В настоящей работе разрабатывается формализм построения кинетических матриц простых подсистем из экспериментальных данных.