ИЗВЕСТИЯ РАН. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, 2012, № 5, с. 50-67
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ
УДК 623.746.011
МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ АВИАЦИОННОГО ВООРУЖЕНИЯ
© 2012 г. Г. В. Воробьев, К. С. Пшеничная, О. В. Соколов, Е. М. Шнайпер
Москва, ФГУП ГосНИИАС Поступила в редакцию 14.06.11 г., после доработки 17.01.12 г.
На основе процессного подхода разработана методология системного анализа влияния эксплуатационно-технических характеристик на эффективность применения авиационных комплексов. Предложенная методология использует экспертные оценки и анализ иерархий и рассматривается на примере показателей контролепригодности. Проведен семантический анализ наиболее распространенных показателей контролепригодности, выделены векторы приоритетов, преобразованные в вектор влияния показателей контролепригодности на эффективность применения авиационного комплекса. Данные методы могут быть использованы для экспертизы авиационных комплексов и по другим эксплуатационно-техническим характеристикам.
Введение. Авиационные комплексы (АК) в качестве объекта оценки контролепригодности (КП) могут рассматриваться как сложные конгломеративные системы различающихся по требованиям к КП составных частей. Для конкретных блоков — объектов контроля (ОК) АК в нормативно-технической документации (НТД) вводится понятие системного и агрегатного уровня в зависимости от того, контролируется ли ОК без снятия с борта или со снятием, т.е. раздельно от бортовой системы контроля и остальной аппаратуры АК.
Системный уровень АК предполагает анализ КП для самолетных систем. Анализ на этом уровне предусматривает обеспечение КП систем и агрегатов без снятия с борта.
Агрегатный уровень оценки КП в АК используются для оценки систем подвесок (управляемых авиационных ракет, корректируемых авиационных бомб), а также авиационных пусковых устройств (АПУ), балочных держателей и прочих систем функционирования подвесок. Эти устройства на борту контролируются в ограниченном объеме (контроль целостности цепей, контроль готовности к пуску). В основном проверки осуществляются наземными средствами.
Система показателей контролепригодности (ПКП) связана с эффективностью применения (ЭП) АК через многоуровневые системы показателей, отношения внутри которых построены иерархически. Имеется один показатель верхнего уровня, несколько средних и несколько нижних уровней, при этом идея системного исследования взаимосвязи этих показателей может быть реализована в результате учета взаимного влияния и наличия иерархии в отношении [1, с. 94, 95]. Иерархический принцип анализа использовался, например, в [1—4].
1. Постановка задачи. Согласно НТД, на разрабатываемые объекты АК требуется среди прочих выдача заключений по КП. Перечень ПКП приведен в соответствующих НТД [5, с. 12], и в технических требованиях на конкретные АК. Кроме того, требования по КП задаются также в технических условиях на отдельные системы комплекса. Все многообразие этих показателей имеет различную значимость по отношению к конечной цели работы АК — применения по назначению. В связи с ограничением времени и информации часто перед экспертом возникает задача выбора приоритетов ПКП перед экспертизой. Аналогичная задача может возникнуть при нормировании и при задании ПКП для конкретных систем АК. Она может быть решена только с учетом анализа иерархии промежуточных показателей, по которой ПКП связаны с показателями ЭП. Таким образом, возникает задача построения адекватной модели связи показателей ЭП с первичными показателями КП и разработки соответствующего метода.
2. Семантический анализ и группировка (создание коалиций) для ПКП. В НТД для АК обычно заданы показатели, которые можно в результате семантического анализа разделить на группы [5, 6, с. 5—43], для системного (СУ) и агрегатного (АУ) уровней (табл. 1 и 2).
Акторы (параметры КП)
Силы Подцели Цели
Рис. 1. Схема иерархии на СУ
3. Методика анализа оценки влияния ПКП на ЭП. Набор характеристик КП АК (с учетом СУ и АУ) может быть описан вектором К = [1е; Ме; I; Ms; Аг, Ат; Rz; Rp; а; в; Pn; Gp; Yp; Ys; Уе; Ре; Te; Ое; ТТ; Р; Рр; О; R; Ь; Б; Са; Ск}, компоненты которого в значительной мере определяют ЭП АК. Вектор действителен как для СУ, так и для АУ.
Для СУ здесь и в дальнейшем приняты следующие обозначения:
инструментальная погрешность системы контроля бортовой аппаратуры — 1е,
Акторы (параметры КП) Силы Подцели Цели
Рис. 2. Схема иерархии на АУ
методическая погрешность систем контроля — Ме,
инструментальная погрешность систем контроля подвесок — I,
методическая погрешность систем контроля подвесок —
риск заказчика — Лг,
риск поставщика — Лр,
полнота контроля — Рп,
глубина поиска отказов — Ор,
Таблица 1. Системный уровень
Группа(коалиция) показателей Наименование показателей Условное обозначение Примечание
ПКП, носящие Инструментальная погреш- 1е
метрологический ность системы контроля бор-
характер товой аппаратуры Методическая погрешность систем контроля бортовой аппаратуры Ме
Инструментальная погреш- I Обычно для подвесок на борту произ-
ность систем контроля водятся только контроль целостности
подвесок цепей и готовности к пуску
Методическая погрешность Ms
систем контроля подвесок
Достоверность Риск заказчика Ъ Я1 и Яр точно могут быть оценены
контроля только методом моделирования при-
Риск поставщика Яр менения АК, а задача экспертизы
сводится к проверке этих расчетов
Обеспеченность Полнота контроля Рп Расчет полноты контроля, как указы-
контролем вается в НТД, производится для минимально необходимой структуры системы, которая включает перечень элементов и логическую схему, необходимую для выполнения заданных функций системы
Глубина поиска отказов Ор Глубина контроля определяется структурной минимальной единицей, до которой можно оценить отказ
ПКП, характеризу- Унификация точек подвески Ур
ющие уровень стан- и контроля
дартизации Унификация параметров сти- Уs
и унификации мулирующих сигналов
Показатели произ- Время бортового контроля Ус
водительности и быстродействия Средняя продолжительность контроля Рс
при контроле
Показатели обеспе- Обеспеченность системами Р Под жизненным циклом контроля
ченности системами контроля в полете на системном уровне понимаем: кон-
контроля жизнен- Обеспеченность системами Рр О Я троль при ремонтно-восстановитель-
ного цикла АК контроля при подготовке к полету Обеспеченность системами контроля при регламентных работах и осмотрах Обеспеченность системами контроля при ремонтно-вос-становительных работах ных работах, при регламентных работах, при подготовке к полету, в полете
унификация точек подвески и контроля — Ур,
унификация параметров стимулирующих сигналов — У,
время бортового контроля — Ус,
средняя продолжительность контроля — Рс,
обеспеченность системами контроля в полете — Р,
обеспеченность системами контроля при подготовке к полету — Рр,
обеспеченность системами контроля при регламентных работах и осмотрах О,
обеспеченность системами контроля при ремонтно-восстановительных работах — Я.
Таблица 2. Агрегатный уровень
Группа(коалиция) показателей Наименование показателей Условное обозначение Примечание
ПКП, носящий Инструментальная погреш- А1
метрологический ность систем контроля
характер Методическая погрешность систем контроля Ат
Достоверность Ошибка первого рода а Достоверность как вероятность лож-
контроля ного бракования (ошибка первого
Ошибка второго рода в рода) и пропуска негодного изделия (ошибка второго рода) по каждому контролируемому параметру
ПКП, характеризу- Унификация точек подвески Ур Выражается в долях или в процентах
ющие уровень стан- Унификация параметров Уз
дартизации и унификации стимулирующих сигналов
Показатели произ- Средняя трудоемкость кон- Те
водительности, троля авиационных систем
быстродействия подвесок (АСП)
при контроле Относительная трудоемкость контроля АСП Среднее время поиска отказов с заданной глубиной контроля Средняя продолжительность контроля АСП Ое Т/ Ра
Показатели обеспе- Обеспеченность системами Оа Под жизненным циклом контроля
ченности системами контроля при регламентных на агрегатном уровне понимаем:
контроля жизнен- работах и осмотрах контроль при регламентных работах
ного цикла и осмотрах, при ремонтно-восстано-вительных работах, хранения в вариантах А, Б, В, контроль целостности цепей, готовности к полету и подготовке к полету
Обеспеченность системами Ла Готовность № 3 (поблочное хранение)
контроля при ремонтно-вос-
становительных работах
Хранение АСП — вариант А Ь Готовность № 2 (хранение на складе)
Хранение АСП — вариант Б Б Готовность № 1 (наземная эксплуатация)
Хранение АСП — вариант В ^
Обеспеченность системами Р
контроля в полете
Обеспеченность системами Рр
контроля при подготовке
к полету
Экономические Относительная стоимость Са
показатели специализированной аппаратуры контроля Стоимость проведения контроля Ск
Для АУ здесь и в дальнейшем приняты следующие обозначения: инструментальная погрешность систем контроля — Л1, методическая погрешность систем контроля — Ат, ошибка первого рода — а,
Рис. 3. Схема построения иерархии показателей качества
ошибка второго рода — в, унификация точек подвески — Yap,
унификация параметров стимулирующих сигналов — Yas,
средняя трудоемкость контроля авиационных систем подвесок (АСП) — Te,
относительная трудоемкость контроля АСП — Oe,
среднее время поиска отказов с заданной глубиной контроля — Tf,
средняя продолжительность контроля АСП — Pc,
обеспеченность системами контроля при регламентных работах и осмотрах — Оа,
обеспеченность системами контроля при ремонтно-восстановительных работах — Ra,
хранение АСП —вариант А — L,
хранение АСП — вариант Б — D,
хранение АСП — вариант В — S,
обеспеченность системами контроля в полете — Cs,
обеспеченность системами контроля при подготовке к полету — Pt,
относительная стоимость специализированной аппаратуры контроля — Са,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.