Теория контролепригодности структурно связанных технических и технологических объектов и оптимизация алгоритмов их синтеза Ломакина, Любовь Сергеевна

Введение к работе

Актуальность проблемы определяется вагяоетьп решения задач зна-

лиза, синтеза и практической реализации контролепригодных сложных технических и технологических объектов с целью повышения належності эффективности и качества их функционирования, определяемой на основе эксплуатационных, экономических и социальных оценок.

' В связи с этим проблема разработки общих принципов обеспечена* контролепригодности и синтеза контролепригодных сложных технически: и технологических объектов является актуальной народнохозяйственно! проблемой.

Цель работы. Целью работы является разработка теории контролепригодности и синтеза контролепригодных сложных технических и технс логических объектов на основе аналиаа их структур и практических р« комендаций по использованию полученных результатов на этапах проектирования и эксплуатации этих объектов.

Методика исследования. Для теоретических исследований применялись методы: теории множеств, теории графов, теории булевых функци! я исследования операций, теории информации, теории надежности, теории вероятностей.

Объект исследования. В практическом плане объектами исследования являются структурно связанные технические системы, относящиеся к классу объектов непрерывного или дискретного действия, а также тс хнологические объекты.

Научная новизна работы. В процессе выполнения- работы получен ряд новых теоретических результатов в теории контролепригодности I синтеза контролепригодных структурно связанных технических и технологических объектов.

Основные научные результаты заключаются в следующем:

1. Разработана обобщенная вероятностно-структурная модель объектов в виде пространства их состояний с заданной на нем вероятное^ ной мерой и в виде матрицы проверок, являющейся математической моде лью канала связи между состояниями и результатами проверок.

2. Предложена обобщенная система показателей контролепригоднос ти, состоящая из структурных и информационных показателей глубины диагностирования.

3. Теоретически обобщены методы обеспечения контролепригоднос; на основе оптимизации модели организацией точек контроля, управляемых разрывов сигналов и оптимального распределения компонентов объекта з контруктизных единицах.

4. Теоретически обоснованы и алгоритмически сформулированы методы синтеза кокгролепригодных структурно связанных технических и технологических объектов по различным показателям, а именно: структурный синтез, надежностный синтез, информационный синтез.

Сформулированы и решены следувдие задачи: максимизация коэффициента глубины поиска дефекта на заданном числе точек контроля; максимизация коэффициента глубины поиска дефекта при ограничения на стоимость реализации точек контроля; минимизация затрат на заданном значении коэффициента глубины поиска дефекта; минимизация числа точек контроля при заданном значении коэффициента глубины поиска дефекта; максимизация коэффициента готовности объекта на заданном числе точек контроля; максимизация коэффициента готовности объекта при ограничении на стоимость реализации точек контроля; минимизация многе-ства точек контроля, обеспечивающего заданное значение коэффициента готовности объекта.

Практическая пэнность работы. Диссертационная работа выполнялась по

постановлению Государственного комитета по науке и технике от 30.10.85 К? 555 (приложение й 75), этап 0І.Ю.Н5 "Разработать теорию и методы диагностического обеспечения электрических и электронных систем управления на всех уровнях ГПС";

проблеме Госстандарта СССР 6.1.01 "Комплексная система управления качеством продукции";

ме:зузовской целевой научно-технической программе КПН-2000 "Повышение качества и надежности продукция, программного обеспечения и технических средстз обучения'¹, п.04.04;

в составе хозяйственны;: договоров, выполняемых кафедрай информатики и систем управления Нижегородского государственного технического университета.

Разработанные в диссертации методы обеспечения контролепригодности и алгоритмы синтеза контролепригодных объектов предназначены для технических объектов непрерывного и дискретного действия, а также для технологических процессов различного назначения. Практическая ценность работы заключается в том, что с помоцью предложенных методов возможно осуществить синтез контролепригодных объектов на этапе проектирования, что позволяет существенно повысить эффективность ДИ-. агностировэния этих объектов в процессе эксплуатации.

Реализация результатов работы. Предложенные методы синтеза контро-

лепригодных технических и технологических объектов были внедрены автором в конструкторском бюро "Горизонт", научно-исследовательском технологическом институте автоматизации производства (НИТИАП), научно-производственном объединении "Завод им. А.С.Попова", научно-производственном предприятии "Салют". Экономический эффект подтвержден актами внедрения.

Результаты работы в виде методических рекомендаций для выполнения студентами курсовых и дипломных проектов используются в Никегоро-дскои государственном техническом университете и Нижегородском государственном педагогическом университете.

На защиту выносятся следующие результаты:

4. Теоретическое обобщение методов анализа констролепригодности и синтеза контролепригодных структурно связанных технических и технологических объектов.

5. Обобщенная вероятностно-структурная модель в виде пространства состояний системы с заданной на нем вероятностной мерой и в виде матрицы проверок, которая является математической моделью канала связи между состояниями системы и результатами проверок.

6. Система показателей контролепригодности, состоящая из структурных и информационных показателей глубины диагностирования, отличающихся от известных тем, что их расчет осуществлен с позиций единого методологического подхода,

7. Методы обеспечения контролепригодности объектов организацией точек контроля, управляемых разрывов сигналов, совместного, использования точек контроля и управляемых разрывов, а также размещением компонентов в конструктивных единицах, которые разработаны с единых позиций на основе анализа структуры объекта и оптимизации матрицы проверок.

8. Новый метод структурного синтеза контролепригодных объектов, состоящий в формировании контролспригодной структуры с таким объемом-диагностической информации, который обеспечивает максимально возможную глубину диагностирования.

9. Новый метод синтеза контролепригодных объектов по показателям надежности, которые впервые получены как функции глубины диагностирования. Это позволило сформировать такую контролепригодную'структуру, когда обеспечивается сокращение среднего времени восстановления объектов.

7. Новый метод синтеза контролепригодных объектов по пс^срмаци-
б

иному показатели, который является обобщенный, т.к. позволяет наи-олее полно учитывать априорные сведения о структуре объекта я его ;ероятностном описании.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на

- межобластной школе по технико-экономической эффективности ра-
[иоэлектронных систем и средств связи (Горький, 1977);

- всесоюзной школе-семинаре по современным проблемам управления
Нарва, 1979);

всесоюзном семинаре по обеспечении надеяности и качества систем методами технической диагностики (Челябинск, 1979);

всесоюзном совецании-семинаре по проблемам теории чувствитель-юсти электронных и электромеханических устройств и систем (Кишшев, :983);

всесоюзном науно-техническом семинаре по микроэлектронике и іервичньїм преобразователям информации (МОсква, 1934);

всесоюзной научно-технической конференции по теории и практи-се конструирования и обеспечению надежности и качества электронной ;лпаратуры и приборов (Воронеж, 1984);

УП всесоюзном симпозиуме по эффективности, качеству и надежно^ :ти систем "человек - техника" (Таллин, 1934);

всесоюзной научной конференции по проблемам теория чувствительности электронных и электромеханических систем (Москва, 1985);

всесоюзной научно-технической конференции по развитию и внедрению новой техники радиоприемных устройстз (Горький, 1985);

УШ всесоюзной симпозиуме по эффективности, качеству и надежно-:ти систем "человек - техника" (Тбилиси, 1987);

ХХШ всесоюзном научно-методическом семинаре по теории и проектированию радиосистем, посвященном 60-летип МЭ'Л (Москва, 1990);

всесоюзной научно-технической конференции по исследованию и разработке современных радиоэлектронных элементов и устройств (Рига, 19Э0);

ХУІ межрегиональном семинаре по эргономике я эффективности систем "человек - техника*(Литва, г. Игналина, 1990);

всесоггиой научно-технической конференции по проблемам обеспечения высокой надежности ипкроэлекгронной аппаратуры (3anopozbe,I990).

публикации. По теме диссертация опубликованы 32 'работы, из них . одна книга, без соавторов - 10.

Сбъем работы. Диссертационная работа состоит из восьми глав,

включая введение, заключения, библиграфического списка и прилоаенш Она содержит 277 страниц, в той числе 237 основного текста, 40 рис; нков и таблиц, 15 страниц библиографического списка (140 наименований).