Структурно-параметрическая модель системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры
Р.
А. БеляковБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Беляков
Р.
А. Структурно-параметрическая модель системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
1351–1355. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53273.htm.
Аннотация. На основе анализа системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры в статье предложена структурно-параметрическая модель данной системы. Полученная модель позволяет проводить исследования процессов системы технического обслуживания сложной
радиоэлектронной аппаратуры.
Текст статьи
ТГЙ 623NT19
БжмялпгРпнбо АмжлтбоеспгйчПреподаватель кафедры «Автоматики и вычислительных средств» Ярославского филиала Боеннокосмической академии имени АN УN Ложайского (гN Ярославль), кандидат технических наукmilitary_science@ro.ru
ТТРУКТУРНППАРАНЕТРИЧЕТКАаНПДЕЛЬТИТТЕНЫ ТЕσНИЧЕТКПГППБТЛУЖИαАНИаРАДИПЭЛЕКТРПННПЙ АППАРАТУРЫ
На основе анализа системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры в статье предложена структурнопараметрическая модель данной системыN Полученная модель позволяет проводить исследования процессов системы технического обслуживания сложной радиоэлектронной аппаратурыN
Йлючевые слова: радиоэлектронная аппаратура, система технического обслуживания, модельN
Анализ системы технического обслуживания (РТН) ≦1]показал, что процесс технического обслуживания ПЬА можно представить как периодическое управляемое воздействие со стороны обслуживающего персонала на параметры изделияN Представим обобщенный параметр аппаратуры в виде «черного ящика» (рисN1).
ПисN1N Тправляемыеи неуправляемые воздействия на параметр
На этапе функциональной эксплуатации на параметр изделия Pвоздействует ряд внечних факторов ݔ(�)N Б данном случае это произвольное, неуправляемое воздействие, которое приводит к тому, что значение параметра уходит от своего номинального значения (�)N Именно это обстоятельство и требует проведения технического обслуживания (ТН)N Р периодом Tобслуживающий персонал(НП)O, характеризующийся ܭоп,�пр,�в, осуществляет управляемое воздействие на Pс целью компенсировать действие уводящих факторовN При этом он производит проверку значения параметра и подстраивает его до номинального значенияN Продолжительность воздействия НП определяется временем ∆�=�то, которое в свою очередь зависит от количества ܭопи уровня подготовки �присполнителейN Поскольку �то≪ܶ, то действием уводящих факторов во время технического обслуживания пренебрегаемN Б случае выхода значения параметра за допуск (отказ изделия) начинается процесс восстановления номинального значения параметра (восстановления ПЬА), продолжительность которого также определяется количеством ܭопи уровнем подготовки �воператоровN Таким образом, по сочетанию управляемых и неуправляемых воздействий на ПТР аппаратуры можно выделить два цикла, которые условно обозначим как:1)периодпроверканоминал;2)периодпроверкавосстановлениеноминалN
ПисN2N Бременная диаграмма технического обслуживания (общий случай)а)–все параметрытехнического состояния в допуске, б)–хотя бы один параметр технического состояния за допуском (отказ изделия)
Ганные циклы, с учетом вычеизложенного, представим в виде временной диаграммы (рисN2) и дадим некоторые поясненияN ПериодТи время технического обслуживания �то, перечень проверок (количество параметров, подлежащих контролю) для данного Топределены в эксплуатационной документации изделияN Бремя отводимое на проверку очередного параметра включает временные затраты на его подстроку до номинального значенияN Дсли имеется возможность проводить проверку нескольких параметров параллельно, при ܭоп1, то их tожбудет равно нулюNИсследования [2]показали, что подвоздействием внечних факторов значения параметров монотонно изменяются по экспоненциальному закону: (�)=н∙݁��, где н–номинальное значение iго параметра, �–коэффициент крутизны, ݅=1,2,…,�птсN При этом �–это случайная величина, меняющая свое значение от периода к периоду проверки, распределенная по нормальному закону с математическим ожиданием mαiи среднеквадратическим отклонением σαi: αin(mαi,σαi),
i=1,2,…,Nптс,n=0,1,….Рледовательно, pi(t)=piнeαin(mαi,σαi)t,i=1,2,…,Nптс,n=0,1,…. Тогда для связанных параметров графа (pi(t),pj(t))с коэффициентом связанности vij, с учетом правила[3], будет справедливо следующее: pj(t)=pjн××eαjn(mαj,σαj)t+vij⋅(eαin(mαi,σαi)t−1),i,j=1,2,…,Nптс;i≠j;n=0,1,…На этапе проектировании ПЬА и создании для нее системы технического обслуживания анализируется возможная нестабильность значений параметров технического состояния и для каждого из них определяется период проверки Ti.Таким образом, каждая iя верчина графа ܩ�∗характеризуется своим номинальным значением н, коэффициентом �(݉�,��),݊=0,1,…, определяющим скорость ухода значения параметра от его номинального значения и периодом проверки ܶN Поэтому получаем множество взвеченных верчин графа: �∗=ሼ(,н,�,ܶ)
|∈�;н∈�н;�∈Α;ܶ∈ܶ;݅=1,2,…,�птсሽ, где �н–множество номинальных значений параметров технического состояния, Α–множество коэффициентов крутизны изменения номинальных значений параметров технического состояния, T–множество периодов проверки параметров технического состояния.Тогда с учетом[3]имеем полный взвеченный параметрический граф технического состояния ПЬА:
ܩ�∗∗,1,2,…,�,�птс,�св=〈�∗,ܵ∗〉,1,2,…,�,�птс,�св==〈(�,�н,Α,ܶ);(ܵ,�)〉,1,2,…,�,�птс,�св.(1)
Б результате статическая модель системы технического обслуживания запичется в виде:
ݍ=(ܩ�∗∗,1,2,…,�,�птс,�св,ܭоп,�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅==1,2,…,�птс)=
=(〈(�,�н,Α,ܶ);(ܵ,�)〉,1,2,…,�,�птс,�св,ܭоп,�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅=1,2,…,�птс)==(⟨ሼ(�),н,�(݉�,��),ܶ|(�)∈�;н∈∈�н;�(݉�,��)∈Α;ܶ∈∈ܶሽ,{[((�),(�)),ݒ]|(�),(�)∈�;ݒ∈∈�}⟩,ܭоп,�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅,݆==1,2,…,�птс,݅≠݆)=(2)
=({((�)=н∙݁��(�,��)�,ܶ)|(�)∈�;н∈�н;�(݉�,��)∈Α,ܶ∈∈ܶ},ቄ(ቂ(�)==н∙݁�ೕ�(�ೕ,��ೕ)�+ݒ∙(݁��(�,��)�−1),ቃ)|(�),(�)∈∈�;ݒ∈�ቅ⟩,ܭоп;�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅,݆==1,2,…,�птс,݅≠݆),݊=0,1,2,…;,≡.�,݈==1,2,…,ܮ;݇=1,2,…,ܭ;�птс=∑ܭ=1;|�|=�св.
На основании временной диаграммы (смN рисN2) и статической модели (2) запичем динамическую модель системы технического обслуживания:
ݍ=ەۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖ۔ۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖۓ(�)=н∙݁��(�,��)�+∑ݒ∙(݁�ೕ�(�ೕ,��ೕ)�−1)�птс=1,≠,
приሾ݊ܶ+�тоሿ൏�ሾ(݊+1)ܶሿ;(�)≅((݊+1)ܶ),
при
ሾ(݊+1)ܶሿ൏�ሾ(݊+1)ܶ+�ожሿ;(�)=((݊+1)ܶ)+(−1⋅�(݉�,��)|�(݉�,��)|)݁0.01�,приሾ(݊+1)ܶ+�ожሿ൏�[(݊+1)ܶ.�+�ож.�+�пр.�]==ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ,
(ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ)=н;(�)=ݓ(�),при[(݊+1)ܶ+�ож+�пр]൏�[(݊+1)ܶ+�ож+�пр+�в]=ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ,(ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ)=н;݅,݆=1,2,…,�птс,݅≠݆;݊=0,1,2,…;,≡.�,݈=1,2,…,ܮ;݇=1,2,…,ܭ;�птс=∑ܭ=1;|�|=�св.(3)
На основании временной диаграммы и статической модели получили динамическую модель системы технического обслуживанияNПредставленнаядинамическая модель системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратурыреализована на языке программирования Object Pascal в среде Borland Delphi для семейства операционных систем Windows, что подтверждается свидетельствами о государственной регистрации программ для ЬБЛ(«Лодель системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры» №2012618578) и позволяет проводить исследования процессов технического обслуживания.
Трйтпл йтрпмэипгбооьц йтупчойлпг1.Анисимов НN БN, Аеляков ПN АN, Петров БN АN Анализ системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры / Актуальные вопросы разработки и внедрения информационных технологий двойного примененияN XIIБсероссийская научнопрактическая конференция, 1T октября 2012года, сбN доклN/ БТНσ ББР «ББА»N–Ярославль, 2012.2.АыкадоровАNЙN,ЙульбакКNИN, КавриненкоБNЭN Нсновы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры : Тчебное пособие для студентов вузов / под редN БNЭNКавриненкоN –ЛN : Бысчая чкола, 1978–320 сN3.Аеляков ПN АN, Плакса ЭN АN, Тихонов БN АN Нбоснование структуры и параметров модели системы технического обслуживания / Бестник Боеннокосмической академии(филиал, гN Ярославль)N –Ярославль, 2012N–Быпуск 14.
БжмялпгРпнбо АмжлтбоеспгйчПреподаватель кафедры «Автоматики и вычислительных средств» Ярославского филиала Боеннокосмической академии имени АN УN Ложайского (гN Ярославль), кандидат технических наукmilitary_science@ro.ru
ТТРУКТУРНППАРАНЕТРИЧЕТКАаНПДЕЛЬТИТТЕНЫ ТЕσНИЧЕТКПГППБТЛУЖИαАНИаРАДИПЭЛЕКТРПННПЙ АППАРАТУРЫ
На основе анализа системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры в статье предложена структурнопараметрическая модель данной системыN Полученная модель позволяет проводить исследования процессов системы технического обслуживания сложной радиоэлектронной аппаратурыN
Йлючевые слова: радиоэлектронная аппаратура, система технического обслуживания, модельN
Анализ системы технического обслуживания (РТН) ≦1]показал, что процесс технического обслуживания ПЬА можно представить как периодическое управляемое воздействие со стороны обслуживающего персонала на параметры изделияN Представим обобщенный параметр аппаратуры в виде «черного ящика» (рисN1).
ПисN1N Тправляемыеи неуправляемые воздействия на параметр
На этапе функциональной эксплуатации на параметр изделия Pвоздействует ряд внечних факторов ݔ(�)N Б данном случае это произвольное, неуправляемое воздействие, которое приводит к тому, что значение параметра уходит от своего номинального значения (�)N Именно это обстоятельство и требует проведения технического обслуживания (ТН)N Р периодом Tобслуживающий персонал(НП)O, характеризующийся ܭоп,�пр,�в, осуществляет управляемое воздействие на Pс целью компенсировать действие уводящих факторовN При этом он производит проверку значения параметра и подстраивает его до номинального значенияN Продолжительность воздействия НП определяется временем ∆�=�то, которое в свою очередь зависит от количества ܭопи уровня подготовки �присполнителейN Поскольку �то≪ܶ, то действием уводящих факторов во время технического обслуживания пренебрегаемN Б случае выхода значения параметра за допуск (отказ изделия) начинается процесс восстановления номинального значения параметра (восстановления ПЬА), продолжительность которого также определяется количеством ܭопи уровнем подготовки �воператоровN Таким образом, по сочетанию управляемых и неуправляемых воздействий на ПТР аппаратуры можно выделить два цикла, которые условно обозначим как:1)периодпроверканоминал;2)периодпроверкавосстановлениеноминалN
ПисN2N Бременная диаграмма технического обслуживания (общий случай)а)–все параметрытехнического состояния в допуске, б)–хотя бы один параметр технического состояния за допуском (отказ изделия)
Ганные циклы, с учетом вычеизложенного, представим в виде временной диаграммы (рисN2) и дадим некоторые поясненияN ПериодТи время технического обслуживания �то, перечень проверок (количество параметров, подлежащих контролю) для данного Топределены в эксплуатационной документации изделияN Бремя отводимое на проверку очередного параметра включает временные затраты на его подстроку до номинального значенияN Дсли имеется возможность проводить проверку нескольких параметров параллельно, при ܭоп1, то их tожбудет равно нулюNИсследования [2]показали, что подвоздействием внечних факторов значения параметров монотонно изменяются по экспоненциальному закону: (�)=н∙݁��, где н–номинальное значение iго параметра, �–коэффициент крутизны, ݅=1,2,…,�птсN При этом �–это случайная величина, меняющая свое значение от периода к периоду проверки, распределенная по нормальному закону с математическим ожиданием mαiи среднеквадратическим отклонением σαi: αin(mαi,σαi),
i=1,2,…,Nптс,n=0,1,….Рледовательно, pi(t)=piнeαin(mαi,σαi)t,i=1,2,…,Nптс,n=0,1,…. Тогда для связанных параметров графа (pi(t),pj(t))с коэффициентом связанности vij, с учетом правила[3], будет справедливо следующее: pj(t)=pjн××eαjn(mαj,σαj)t+vij⋅(eαin(mαi,σαi)t−1),i,j=1,2,…,Nптс;i≠j;n=0,1,…На этапе проектировании ПЬА и создании для нее системы технического обслуживания анализируется возможная нестабильность значений параметров технического состояния и для каждого из них определяется период проверки Ti.Таким образом, каждая iя верчина графа ܩ�∗характеризуется своим номинальным значением н, коэффициентом �(݉�,��),݊=0,1,…, определяющим скорость ухода значения параметра от его номинального значения и периодом проверки ܶN Поэтому получаем множество взвеченных верчин графа: �∗=ሼ(,н,�,ܶ)
|∈�;н∈�н;�∈Α;ܶ∈ܶ;݅=1,2,…,�птсሽ, где �н–множество номинальных значений параметров технического состояния, Α–множество коэффициентов крутизны изменения номинальных значений параметров технического состояния, T–множество периодов проверки параметров технического состояния.Тогда с учетом[3]имеем полный взвеченный параметрический граф технического состояния ПЬА:
ܩ�∗∗,1,2,…,�,�птс,�св=〈�∗,ܵ∗〉,1,2,…,�,�птс,�св==〈(�,�н,Α,ܶ);(ܵ,�)〉,1,2,…,�,�птс,�св.(1)
Б результате статическая модель системы технического обслуживания запичется в виде:
ݍ=(ܩ�∗∗,1,2,…,�,�птс,�св,ܭоп,�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅==1,2,…,�птс)=
=(〈(�,�н,Α,ܶ);(ܵ,�)〉,1,2,…,�,�птс,�св,ܭоп,�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅=1,2,…,�птс)==(⟨ሼ(�),н,�(݉�,��),ܶ|(�)∈�;н∈∈�н;�(݉�,��)∈Α;ܶ∈∈ܶሽ,{[((�),(�)),ݒ]|(�),(�)∈�;ݒ∈∈�}⟩,ܭоп,�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅,݆==1,2,…,�птс,݅≠݆)=(2)
=({((�)=н∙݁��(�,��)�,ܶ)|(�)∈�;н∈�н;�(݉�,��)∈Α,ܶ∈∈ܶ},ቄ(ቂ(�)==н∙݁�ೕ�(�ೕ,��ೕ)�+ݒ∙(݁��(�,��)�−1),ቃ)|(�),(�)∈∈�;ݒ∈�ቅ⟩,ܭоп;�пр(݉пр,�пр),�в(݉в,�в),ܨ/݅,݆==1,2,…,�птс,݅≠݆),݊=0,1,2,…;,≡.�,݈==1,2,…,ܮ;݇=1,2,…,ܭ;�птс=∑ܭ=1;|�|=�св.
На основании временной диаграммы (смN рисN2) и статической модели (2) запичем динамическую модель системы технического обслуживания:
ݍ=ەۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖ۔ۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖۖۓ(�)=н∙݁��(�,��)�+∑ݒ∙(݁�ೕ�(�ೕ,��ೕ)�−1)�птс=1,≠,
приሾ݊ܶ+�тоሿ൏�ሾ(݊+1)ܶሿ;(�)≅((݊+1)ܶ),
при
ሾ(݊+1)ܶሿ൏�ሾ(݊+1)ܶ+�ожሿ;(�)=((݊+1)ܶ)+(−1⋅�(݉�,��)|�(݉�,��)|)݁0.01�,приሾ(݊+1)ܶ+�ожሿ൏�[(݊+1)ܶ.�+�ож.�+�пр.�]==ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ,
(ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ)=н;(�)=ݓ(�),при[(݊+1)ܶ+�ож+�пр]൏�[(݊+1)ܶ+�ож+�пр+�в]=ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ,(ሾ(݊+1)ܶ+�тоሿ)=н;݅,݆=1,2,…,�птс,݅≠݆;݊=0,1,2,…;,≡.�,݈=1,2,…,ܮ;݇=1,2,…,ܭ;�птс=∑ܭ=1;|�|=�св.(3)
На основании временной диаграммы и статической модели получили динамическую модель системы технического обслуживанияNПредставленнаядинамическая модель системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратурыреализована на языке программирования Object Pascal в среде Borland Delphi для семейства операционных систем Windows, что подтверждается свидетельствами о государственной регистрации программ для ЬБЛ(«Лодель системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры» №2012618578) и позволяет проводить исследования процессов технического обслуживания.
Трйтпл йтрпмэипгбооьц йтупчойлпг1.Анисимов НN БN, Аеляков ПN АN, Петров БN АN Анализ системы технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры / Актуальные вопросы разработки и внедрения информационных технологий двойного примененияN XIIБсероссийская научнопрактическая конференция, 1T октября 2012года, сбN доклN/ БТНσ ББР «ББА»N–Ярославль, 2012.2.АыкадоровАNЙN,ЙульбакКNИN, КавриненкоБNЭN Нсновы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры : Тчебное пособие для студентов вузов / под редN БNЭNКавриненкоN –ЛN : Бысчая чкола, 1978–320 сN3.Аеляков ПN АN, Плакса ЭN АN, Тихонов БN АN Нбоснование структуры и параметров модели системы технического обслуживания / Бестник Боеннокосмической академии(филиал, гN Ярославль)N –Ярославль, 2012N–Быпуск 14.
