Содержание к диссертации
Стр.
Перечень условных обозначений 5
Введение 8
Глава /. Анализ состояния вопросов по испытаниям изделий и технических си стелі на надёжность, выборочным испытаниям и малым
выборкам 23
1Л. Общая методология оценки надёжности изделий и технических сис
тем 23
1.2. Общая методика испытаний на надёжность 25
1.3, Выборочные испытания 34
1А Оценка надёжности по результатам испытаний малых выборок 39
1.5* Особенности объекта испытаний — термодинамических систем
управления 42
1.6. Постановка задач исследования 52
Выводы по главе 1 52
Глава 2. Методика оценки надежности термодинамических систем
управления по результатам испытаний малых выборок 54
Анализ критерия малой выборки 54
Сравнительный анализ статистических методов оценки надёжности изделий и технических систем по результатам испытаний их малых выборок 59
23, Выбор наиболее эффективных методов оценки надёжности изделий
и технических систем по результатам испытаний их малых выборок 65
Метод, основанный на формуле Байеса 66
Метод, основанный на формуле Бернулли 71
2-3-3- Метод вкладов 72
23.4, Метод, основанный на математическом планировании экспе
римента 75
2.4- Разработка методики оценки надёжности термодинамических систем управления по малым выборкам с учётом особенностей этих систем 76
2.4.1. Анализ возможностей уменьшения объема испытаний при ис
пытаниях ТДСУ на надёжность по малым выборкам, оптимизация
объёма испытаний 76
2.4.1 Л. Уменьшение объёма испытаний при оценке надёжности с
помощью методов ускоренных испытаний 76
2.4Л .2. Некоторые другие возможности уменьшения объёма вы
борки при оценке надёжности 80
2,4.1.3. Оптимизация объёма испытаний на надёжность с помощью
априорной и апостериорной информации 83
Определение объёма выборки при опытной оценке надёжности ТДСУ по малым выборкам 93
Методика составления планов сокращённых по объёму испытаний ТДСУ 99
2*4.3.1. Основные положения 100
2.4-3-2. Выбор типовых структурных схем надёжности для анализа
плана испытаний 102
2.4,3-3- Планирование испытаний для типовых структурных схем
надёжности изделий 102
2.4.3.4. Планирование испытаний для последовательного соедине
ния типовых подсистем изделия -. 104
2-4.4. Оперативная оценка надёжности ТДСУ при испытаниях по ма
лым выборкам 107
2-5- Методика укрупняющего переформирования нескольких партий
одного и того же изделия перед проведением испытаний ПО
2.6. Организационно-методическое осуществление (схема) оценки на-
дёжности ТДСУ по малым выборкам 123
Выводы по главе 2 128
Гласа 3, Установление корреляционных связен между функционально-структурной схемой, конструкцией термодинамических систем управления при синтезе последних, их прогнозируемой надёжностью
н опытной оценкой их надёжности по малым выборкам 130
3.1- Прогнозирование надёжности ТДСУ при их разработке - 130
3,1 Л. Метод прогнозирования степени отработанности изделий 132
3.1.2- Метод оценки степени отработанности изделия по результатам
его изготовления и использования 133
3.1-3- Метод оптимизации экспериментальной отработки изделия 135
3.1.4. Методы прогнозирования и оценки показателей надёжности из
делия 135
Оптимизация проектного значения ВБР при ожидаемой оценке надёжности ТДСУ по малым выборкам 137
Оценка надёжности ТДСУ по малым выборкам с учётом их функционально-структурной схемы 143
3.3.К Основные положения 144
3.3-2. Оценка надёжности ТДСУ, выполненной в виде моноблока, по
малым выборкам ; 147
Случай априорного закона равномерного распределения отказности 147
Случай практического априорного закона плотности распределения отказности 148
3-3.3. Оценка надёжности ТДСУ, сконструированных по блочному
принципу, по малым выборкам 151
3.3.4. Оценка надёжности ТДСУ по малым выборкам в случае разно
родной информации о результатах испытаний 154
3.3.4.1. Дублированная ТДСУ 155
3-3.4-2. ТДСУ с мажоритарным резервированием по схеме "два из
трёх" 156
3.3.5. Дифференцированная оценка надёжности ТДСУ по их различ
ным функциям при испытаниях малых выборок 158
ЗА Разработка термодинамических систем управления с учётом ожи
даемых испытаний этих систем на надёжность по малым выборкам 163
3,4,1. Блочный метод конструирования и его влияние на оценку на
дёжности ТДСУ 163
3.4Л.1. Анализ влияния блочного метода конструирования на рас
чётную и опытную оценку надёжности ТДСУ 163
3.4Л-2. Метод выбора вариантов блочного конструирования ТДСУ
для сокращения объёма испытаний 169
3.4-2. Выбор кратности резервирования функциональных каналов при
проектировании ТДСУ для сокращения объёма испытаний 175
Выводы по главе 3 181
Глава 4. Практическая расчётная реализация методики оценки на
дёжности термодинамических систем управления по результатам ис
пытании малых выборок 183
4Л. Практическое применение методики оценки надёжности ТДСУ по
малым выборкам 183
4.1 Л. Принятие решения о допуске ТДСУ к применению и продлении
срока хранения ТДСУ 183
4ЛЛЛ. Примеры оценки надёжности ТДСУ, хранящихся в услови
ях Вьетнама 183
4 Л Л. 2. Проверка однородности выборок (партий) при укрупняю
щем переформировании партий ТДСУ 190
4Л-2. Оценка надёжности ТДСУ на этапах разработки и контрольные
испытания ТДСУ на надёжность в производстве 198
4.2. Анализ точности и достоверности оценки надёжности по малым
выборкам . 199
43- Технико-экономические аспекты реализации предложенной мето
дики 208
Выводы по главе 4 214
Общие выводы 216
Литература 219
Перечень условных обозначении
АИ - априорная информация;
ВБР - вероятность безотказной работы;
ВО - вероятность отказа;
КОИ - конечный огневой импульс;
ИЭ1Э ИЭ2 - изолирующие элементы;
МПЭ - математическое планирование экспериментов;
НОИ - начальный огневой импульс;
НОЭ — начальный огневой элемент;
ОбУ — объект управления;
ОИ — огневой импульс;
ПВУ - предохранительно-воспламенительное устройство;
ПДУ - предохранительно-детонирующее устройство;
ПОЭ1, ПОЭ2 - промежуточные огневые элементы;
ПК — показатель качества;
ПН - показатель надёжности;
ПтЭ — пиротехнический элемент;
СБ - система безопасности;
СОУ — системы огневого усиления;
СЧ - составная часть;
СИ - система инициирования;
ССН— структурная схема надёжности;
СЧ — составная часть;
ТД — техническая документация;
ТЗ - техническое задание;
ТДСУ - термодинамическая система управления;
ТУ - техническое условие;
ЭВМ — электронно-вычислительная машина;
а — ожидаемое количество нормальных изделий в партии;
b — ожидаемое количество бракованных изделий в партии;
с - приёмочное число;
D[x] - дисперсия;
F— функция распределения вероятностей;
J{Q) — плотность отказности изделия;
MQ) - априорная плотность отказности изделия;
F{Q) - распределение отказности изделия;
Fo(Q) — априорное распределение отказности изделия;
G - степень обработанное изделия;
Кф- коэффициент форсирования;
L — функция правдоподобия выборки;
Щрс\ —математическое ожидание (м. о,);
jV— число образцов партии испытуемого изделия;
R — функция надёжности;
п - объём испытаний (в частности объём выборки);
Яном — номинальный объём испытаний; лэ- число элементов в системе;
пкр - критический объём малой выборки; т - количество бракованных изделий в выборке; Р - вероятность безотказной работы (ВБР) изделия; Рп - нижний предел ВБР изделия (величины Р); Л* - верхний предел ВБР изделия (величины Р); Ръ — вероятность обеспечения безопасности ТДСУ;
Ра - вероятность активизации (подготовки к действию) ТДСУ при условии обеспечения безопасности;
Ру - вероятность устойчивости ТДСУ к помехам после активизации;
Р*- вероятность безотказной работы СИ и ОУ при условии обеспечения их помехоустойчивости;
Р*- вероятность безотказной выработки НОИ (при условии помехоустойчивости);
Роу- вероятность безотказного усиления НОИ огневым усилителем по мощности до требуемого уровня;
Pgpt — оптимальное значение величины Р;
Q- ВО изделия;
Qn - верхний предел ВО изделия;
Qw - нижний предел ВО изделия;
Cj — число сочетаний;
С - стоимость;
CfSah С^2уСва3 -связи между структурными элементами ТДСУ; /и - время цикла испытаний; Щх] - коэффициент вариации; а — риск поставщика; р -рискзаказчика;
а- средпеквадратическое отклонение (с. к, о.) случайной величины; у - доверительная вероятность, или доверительность, или уровень доверия;
уб - доверительная вероятность оценки надёжности безопасности;
/"-доверительная вероятность оценки надёжности работы огневого усилителя при условии его инициирования;
уй — доверительная вероятность оценки надёжности активизации ТДСУ при условии обеспечения её безопасности до момеЕїтаактивизации;
у* — доверительная вероятность оценки надёжности устойчивости ТДСУ к помехам (после активизации ТДСУ);
у% — доверительная вероятность оценки надёжности выработки начального ОИ (инициирования СОУ);
{Лы^ы //о/" помехи относительно СИ, СБ и ОУ соответственно;
ft — средняя ошибка выборки;
со - уровень значимости;
!РИ/ — факторы (внешние воздействия) для инициирования ТДСУ;
ЇРа/ - фактор активизации ТДСУ;
<Рі(у) - функция вклада.
Введение к работе
К настоящему времени качество практически всех разрабатываемых, производимых и эксплуатируемых изделий и технических систем (ТС) в передовых странах мира стало не просто дополнительным свойством относительно их функциональных, массогабаритных, эргономических и других свойств, а наиболее комплексным, иерархически наиболее высоким и общим их свойством. Теперь уровень качества изделий и ТС стал критерием их востребованности- Поэтому качество изделий и ТС стало также и критерием технико-экономической эффективности предприятий-разработчиков и изготовителей изделий и ТС. И более того качество изделий становится критерием качества предприятий-разработчиков и предприятий-изготовителей во всех аспектах их жизнедеятельности, поскольку качество разрабатываемых или производимых изделий не достижимо для самоокупаемых, конкурентоспособных предприятий без обеспечения качества их самих как систем с "целевой функцией" разработки или производства изделий.
Категория качества изделий и ТС является комплексной, выражающейся через частные свойства качества, среди которых очень важное, всё возрастающее, зачастую решающее и особое значение имеет надёжность. Главными причинами возрастающего значения надёжности являются усложнение и повышение наукоёмкости изделий и ТС, значительное количественное насыщение изделий и ТС множествами элементов, ужесточение условий их эксплуатации в окружающей среде, становящейся всё более и более техногенной, всё более насыщенной внешними воздействиями относительно изделий и ТС. Требования по обеспечению высокой надёжности приобретают решающее значение для изделий ответственного назначения, изделий повышенной стоимости и изделий с повышенной потенциальной опасностью их эксплуатации. Поэтому оценка надёжности изделий и ТС стала непременной составной частью процесса их разработки. Более того, эта оценка сопровождает теперь весь их жизненный цикл -от разработки до конца эксплуатации.
Особенность надёжности как свойства изделий и ТС в том, что её нельзя измерить обычным для других характеристик (величин) способом (путём физических измерений, с помощью измерительных приборов)- Но её можно количественно выражать на основе соответствующей теории - теории надёжности, в основой которой лежат теорий, вероятности, позволяющая аналитически определять показатели надёжности (ПН) изделий и ТС, и математическая статистика, позволяющая находить ПН с использованием опытных данных, которые, в свою очередь, получаются и накапливаются при испытаниях изделий и ТС в процессе их опытной отработки, установившегося производства и эксплуатации. При этом необходимо учитывать случайные отклонения конструктивно-технологических и, как следствие, функциональных параметров изделий и ТС от их номинальных значений (в установленных пределах отклонений). Поэтому ПИ изделий и ТС имеют в принципе вероятностный характер, тогда как остальные показатели качества могут рассматриваться как детерминированные. По существу надёжность изделий и ТС сводится к вероятности их безотказного функционирования (выполнения требуемых функций)* в заданных условиях эксплуатации. Изделия и ТС без достижения определённого, достаточно большого значения этой вероятности не могут быть признаны качественными. Отсюда вытекает практическая важность определения ПН, Однако достий&вмве достоверной расчётная оценка надёжности изделий и ТС весьма затруднительна. Действительно, во-первых, ПН (собственно показатели частных свойств надёжности) взаимосвязаны и не редко - сложным образом. Они могут отражать противоречивую оценку надёжности изделий и ТС. Так, например, изделие с высокой вероятностью безотказной работы (ВБР) может быть низкоремонтопригодным, а высокоремонтопригодное изделие может иметь низкую интенсивность отказов и т.д. Во-вторых, ПН взаимосвязаны с другими показателями качества - показателями технологичности, стандартизации и унификации, тех-
Вероятпость безотказного функционирования изделия или ТС, в частности ТДСУ, в данной диссертации понимается как общепринятая безотказной работы изделия или ТС в целом, а вероятность безотказного выполнения какой-либо отдельной функции изделия или ТС понимается как ВБР изделия или ТС относительно этой отдельной функции.
нической, экономической и технико-экономической эффективности, эргономическими, патентно-правовыми показателями и др. Таким образом, вследствие сложной корреляционной взаимосвязи ПН друг с другом и с другими показателями качества чрезвычайно затрудняется их расчётное нахождение* Поэтому до сих пор при оценке надёжности изделий и ТС играют и в ближайшей перспективе, очевидно, будут играть решающую роль их испытания на надёжность, в том числе выборочные испытания, включая испытания малых выборок, и оценка надёжности изделий и ТС по результатам испытаний.
Оценка надёжности термодинамических систем управления (ТДСУ) по результатам испытаний ограниченного объёма в сочетании с со схемотехническими и конструктивными методами обеспечения такой оценки является предметом исследования в данной диссертации.
Подлежащие рассмотрению в диссертации термодинамические системы управления, в том числе автономные ТДСУ, относящиеся к системам однократного действия, — объект исследования — предназначены для управления, в частности автономного, разнообразными физическими процессами (в объектах управления) с помощью огневых импульсов (воспламенительных и детонационных):
при обработке материалов с помощью взрыва — при формообразовании деталей, например при штамповке взрывом, в том числе при вырубке, выдавливании, при объёмном горячем и холодном формировании деталей сложной конфигурации;
при утилизации изделий путём их разделения, в частности резки или раздробления, на части;
при производстве взрывных работ в горнорудной промышленности с целью добычи полезных ископаемых;
в строительстве — для разрушения старых зданий, образования насыпей, котлованов или полостей в грунте, прокладки тоннелей;
при тушении пожаров;
в охранных системах, в том числе в системах охраной сигнализации;
в системах экстренного исполнения команд в аварийных ситуациях;
в некоторых спасательных системах, в средствах спасения экипажей самолётов (в системах катапультирования), морских судов (в надувных плотах);
в средствах для обеспечения принудительного схода горных лавин;
в метеорологических зондах (для отстрела из них контейнеров с метеорологической информации или для раскрытия их парашютов с целью их приземления);
в системах управления беспилотных летательных аппаратов, применяемых в частности для мониторинга окружающей среды;
в пороховых газогенераторах;
в фейерверочной технике И Т.Д.
ТДСУ в соответствии с их назначением (и с учётом их потенциальной опасности) состоят из следующих подсистем: системы инициирования (СИ), системы огневого усиления (СОУ) и системы безопасности (СБ). ТДСУ должны вырабатывать выходные пиротехнические импульсы только в требуемый момент или (и) в требуемом месте. От надёжности и точности ТДСУ зависит эффективность и качество в целом упрашгяемых с их помощью процессов (и объектов). Данная диссертационная работа ограничивается рамками только надёжности ТДСУ.
ТДСУ, по крайней мере их СОУ и СИ (вся СИ или её часть, содержащая начальные огневые элементы), являются системами однократного действия, поэтому их испытания на надёжность могут быть только выборочными. Более того, уже существует практика, развивающаяся в устойчивую тенденцию, оценки надёжности таких изделий в известных случаях по весьма ограниченным объёму, или, иначе, так называемым малым выборкам.
Малые выборки могут использоваться, по соображениям экономии расходов, и при испытаниях изделий многократного действия, когда применим принцип эргодичности для увеличения объёма испытания с целью повышения доверительной вероятности оценки надёжности изделий по результатам испытаний их малых выборок- Данная диссертационная работа ограничивается ма-
лыми выборками применительно только к ТДСУ, относящимся к изделиям и ТС однократного действия^ с учётом особенностей ТДСУ и возможности использования принципа эргодичности для испытаний их составных частей при выполнении соответствующих условий проектирования ТДСУ, рассматриваемых в предлагаемой методике оценки надёжности ТДСУ.
Методика оценки надёжности ТДСУ (в том числе АТДСУ), по результатам испытаний малых выборок является актуальной научно-технической задачей, что обусловлено следующими причинами:
Все более распространяющейся практикой промышленного выпуска сравнительно малочисленных партий изделий, подчиняющейся общей закономерности перехода развития техники с экстенсивного пути на интенсивный. Поэтому в случае выборочных испытаний таких партии оценка их надёжности сводится к оценке по малым выборкам.
Требованиями экономичности испытаний на надёжность, которые могут быть удовлетворены путём испытаний малых выборок при условии достаточной доверительной вероятности и точности оценки надёжности, В последние годы экономические и временные ограничения, накладываемые на разработку новых изделий, становится всё более жёсткими, чтобы соответствовать современной гибкости экономики и повышать конкурентоспособность предприятий. Оценка надёжности по малым выборкам даёт большое преимущество в реализации таких требований.
Необходимостью оценки надёжности ТДСУ именно по малым выборкам вследствие физических особенностей функционирования этих систем управления, а именно однократности их действия (их узлы, содержащие огневые и пиротехнические элементы, при испытаниях по проверке их действия и ПН теряют свою работоспособность без возможности её восстановления).
Целесообразностью проведения испытаний малых выборок при оценке надёжности ТДСУ в процессе их длительного хранения для обоснованного допуска их к применению или продления срока их хранения, особенно в случае ограниченного восполнения запаса хранящихся изделий- Данное обстоятельст-
во обостряется вследствие того, что хранящиеся партии изделий могут использоваться по частям, в том числе в небольших количествах (и испытуемые выборки при этом будут малыми), и также из-за того, что фактические условия хранения изделий могут существенно отличаться от номинальных условий, а это вызывает необходимость избыточной проверки сохраняемости изделий в процессе их хранения (по сравнению с номинальными испытаниями на сохраняемость) и, как следствие, обуславливает повышенной расход изделий на соответствующие испытания, который, впрочем, может быть уменьшен именно за счёт малых выборок. Указанная проблема особенно важна при хранении изделий в тропических условиях Вьетнама, где хранятся и применяются отечественные и импортные ТДСУ.
Оценка надёжности по малым выборкам имеет большое практическое значение при разработке, производстве и эксплуатации ТДСУ и изделий вообще. Однако такая оценка в настоящее время затруднена из-за отсутствия общей методики такой оценки и её теоретического обоснования, в том числе оптимизации плана испытаний; существует научный и организационно-методический разрыв между пропюзированием надёжности на этапе проектирования и её опытной оценкой по малым выборкам на этапе отработки ТДСУ- Поэтому тема диссертационной работы: "Методика обеспечения оценки надежности термодинамических систем управления по результатам испытаний малых выборок'*, представляет научный интерес и является актуальной.
Тема диссертации утверждена Министерством образования Российской Федерации (письмо-разрешение исх. № 35.55-122.03.04 за подписью заместителя Министра Ю.В.Шленова от 26 июни 2003 г.).
Целью представленного в диссертации исследования является методическое обоснование практической возможности оценки надёжности ТДСУ, с учётом особенностей таких СУ, по результатам испытаний их малых выборок с определением при этом достоверности получаемой оценки. Достижение указанной цели позволяет (в рамках решения более общих задач по обеспечению качества изделий и ТС) сокращать обьём испытаний в необходимых случаях,
когда оценка надёжности возможна только по малым выборкам* или же в экономически обоснованных случаях, когда допустима такая оценка — по малым выборкам.
Осиовпылш задачами данного исследования, служащими для достижения поставленной цели, являются следующие:
Анализ критерия малых выборок при испытаниях на надёжность ТДСУ (в зависимости от числа образцов в партиях испытуемого изделия),
Сравнительный анализ возможных методов оценки надёжности изделий по малым выборкам. Выбор наиболее эффективных методов (с точки зрения экономичности и достоверности оценки надёжности изделий).
Разработка методики оценки надёжности ТДСУ по результатам испытаний их малых выборок с учётом функционально-структурных особенностей этих СУ и, как следствие, включение в данную методику дифференцированного подхода к вероятностям выполнения их функций. Приведение примеров практической расчётной реализации этой методики.
4. Установление корреляционных связей между функционально-
структурной схемой и конструкцией ТДСУ при синтезе последних, их прогно
зируемой надёжностью на этапе проектирования и опытной оценкой их надёж
ности по малым выборкам.
Разработка методики укрупняющего переформирования малочисленных исходных ТДСУ с целью преодоления затруднений при опытной оценке надёжности изделий по малым выборкам.
Анализ экономической эффективности при применении методики оценки надёжности ТДСУ по малым выборкам.
Основными средствами и методами решения поставленных задач являются методы системотехнического анализа и синтеза, теория надёжности и эффективности систем, методы расчётного определения ПН, теория и методы оценки надёжности изделий по результатам испытаний, в том числе выборочных, теория проектирования и методы испытаний ТДСУ, а также теория вероятностей и математическая статистика.
В результате решения поставленных задач предложена методика оценки надёжности ТДСУ по малым выборкам с учётом особенностей функционирования этих изделий. Указанная методика и решения поставленных задач являются основными научными результатами диссертационной работы. При этом установлено, что для повышения достоверности указанной оценки целесообразно на стадии разработки ТДСУ закладывать в них резервирование их функциональных каналов и отдельных устройств и элементов (это следует делать ещё на этапе схемотехнического проектирования изделий), а также предусматривать выполнение по блочному принципу конструирования (на этапе конструирования).
Достоверность получаемых в диссертационной работе научных результатов основана на достоверности перечисленных средств и методов, применяемых для решения поставленных задач и достижения цели исследования.
Научная новизна диссертационной работы находится в области прикладной теории выборочных испытаний и теории надёжности систем управления и сводится к методике оценки надёжности ТДСУ, в том числе автономных, по результатам испытаний их малых выборок (от партий изделий) с учётом физических особенностей функционирования этих СУ и прежде всего однократности их действия, предъявляемых к ним жёстких требований по технике безопасности, дифференцированного подхода к вероятностям выполнения их функций и установления корреляционных связей между функционально-структурной схемой термодинамических систем управления, выбираемой при синтезе последних, их прогнозируемой при этом надёжностью, с одной стороны, и опытной оценкой их надёжности по малым выборкам при испытаниях, с другой. К научной новизне данной работы относится также методическое обоснование кратности резервирования функциональных каналов и целесообразности применения блочного метода конструирования ТДСУ, а также иерархических уровней их блоков (в связи с соответствующими уровнями выполняемых этими блоками функций и функциональных операций) в зависимости от требуемой достоверности оценки надёжности ТДСУ по результатам испытаний их малых выборок.
Научная новизна данной работы включает ещё и методику укрупняющего переформирования исходных партий ТДСУ, которая позволяет снизить общие затраты на испытания и применять опытную оценку надёжности ТДСУ по истечение сроков хранения, при восстановлении изделий и принятии решения о продлении сроков их хранения по малым выборкам, но всё же с наибольшим возможным объёмом этих выборок.
Практическая ценность полученных научных результатов, несмотря на то, что диссертационная работа носит расчётно-теоретический характер, заключается в предназначении предложенной методики для опытной, практической оценки надёжности ТДСУ по результатам испытаний малых выборок. Эта методика позволяет уменьшать обьём и время испытаний изделий, и поэтому она даёт экономический эффект как на стадии НИОКР, так и на стадии заводского производства изделий- Методика особенно эффективна в тех случаях, когда необходимо получать оценки и принимать решение о надёжности изделий и ТС в условиях ограниченного числа опытов (наблюдений или экспериментов), результатов измерений испытаний.
Данная методика нашла применение на одном из предприятий Вьетнама.
Кроме того, разработанная методика полезна как составная часть учебных курсов "Надёжность и эффективность систем управления", "Проектирование автономных информационных и управляющих систем" по специальности 220203 "Автономные информационные и управляющие системы "> а также учебных курсов "Проектирование и моделирование высокоэнергетических систем", "Управление высокоэнергетическими системами" и "Эффективность и надёжность технических систем" в Ханойском государственном техническом университете (ХГТУ) им, Ле Куй Дона (Вьетнам),
Предлагаемая методика позволяет корректировать разработку ТДСУ (выбирать их функциональные, структурные и принципиальные схемы, а также их конструктивные составные части) в расчёте на опытную проверку надёжности ТДСУ по результатам испытаний малых выборок, практикуемых всё чаще, причём с тенденцией их расширения.
В связи с изложенным па защиту выносятся следующие научные положения:
метод количественного определения объёма малых выборок при испытаниях партий ТДСУ на надежность;
методика оценка надёжности ТДСУ по результатам испытаний малых выборок; комплексный подход к разработке указанной с учётом функционально-структурных особенностей этих систем, дифференциации вероятностей выполнения их функций, с использованием априорной и апостериорной информации о надёжности систем;
установление корреляционных связей между выбором схемотехнических и конструктивных решения при разработке ТДСУ (в части резервирования их функциональных каналов и структурных элементов, блочного метода конструирования их составных частей), прогнозированием надёжности ТДСУ на стадии НИОКР, с одной стороны, и ожидаемой опытной оценкой их надёжности по результатам испытаний их малых выборок, с другой;
методика укрупняющего переформирования исходных партий ТДСУ (с проверкой однородности новых укрупнённых партий);
экономическая эффективность предложенной методики.
Апробация научных положений, основных результатов выполненного исследования произведена в виде докладов на научно-технических конференциях и семинарах:
Всероссийской научно-практической конференции ''Конверсия, оборона, безопасность", посвященной 40-летнему Юбилею кафедры "Автономные информационные и управляющие системы" Пензенского государственного университета, Пенза, 17-19 октября 2003 г.;
научно-техническом семинаре на кафедре Н5 БГТУ "Военмех" им, Д.Ф, Устинова, Санкт-Петербург, 15 апреля 2004 г.;
научно-технической конференции на кафедре Н5 БГТУ "Военмех" им, Д.Ф- Устинова* Санкт-Петербург, 24 ноября 2004 г.;
Общероссийской научно-технической конференции "Вторые Уткинские чтения1', БГТУ "Военмех" им. Д,Ф. Устинова, Санкт-Петербург, 14-15 апреля 2005 г.
Шестой международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности конструкций и методы их решения", СПбГПУ, Санкт-Петербург, 14-17 июня 2005 г.;
научно-техническом семинаре на кафедре Н5 БГТУ "Военмех" им, Д.Ф-Устинова. Санкт-Петербург, 8 июня 2005 г.;
совместном научно-техническом семинаре кафедр ИЗ, Е1 и Н5 БГТУ "Военмех" им- Д-Ф. Устинова- Санкт-Петербург, 18 ноября 2005 г.;
научно-техническом семинаре на кафедре Н5 БГТУ "Военмех" им, Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург, 6 декабря 2005 г.
По теме диссертации опубликованы 15 научных статей:
Г Барбашов ГМ* , Фом Дык Хунг. Критерий малой выборки/ Известия Тульского государственного университета. Серия "Проблемы специального машиностроения"* Вып. 6 (ч. 2), Тула, ТулГУ, Мин, образования РФ, 2003. С. 134-136.
Барбашов Г.В., Фалі Дык Хунг. Определения оптимального объёма испытаний изделий на надёжность с помощью априорной и апостериорной информации/ Актуальные вопросы ракетостроения: Сб. статей. Вып. 3/ БГТУ "Военмех", СПб., 2004. С, 25-31.
Фом Дык Хунг. Уменьшение объёма испытаний при оценке надёжности систем управления с помощью методов форсированных испытаний/ Актуальные вопросы управления в организационно-технических системах: Сб- трудов БГТУ. Вып. 2/ БГТУ "Военмех", СПб-, 2004. С. 159-162.
Барбашов Ли,, Фалі Дык Хунг. Определения объёма испытаний при оценке надёжности систем управления по малым выборкам/ Актуальные вопросы управления в организационно-технических системах: Сб. трудов БГТУ. Вып. 2/ БГТУ "Военмех", СПб., 2004. С. Ъ9-АЪ.
5. Барбашов Г.В., Фом Дык Хупг. Методика составления планов сокра
щенных по объёму испытаний сложных изделий/ Актуальные вопросы ракето
строения: Сб. статей. Вып. 3/ БГТУ "Военмех", СПб., 2004. С. 19-25.
6, Барбашов Г.В., Фом Дык Хунг. Определение оптимального объёма ис
пытаний изделий на надёжность с помощью априорной и апостериорной
информации Вооружение, безопасность, конверсия. Часть К Пенза, ПТУ, Мин.
образования РФ, 2004- С. 33^2.
7- Барбашов Г,В., Фалі Дык Хупг. Дифференцированная оценка надёжности термодинамических систем управления по различным функциям при испытаниях по методу малых выборок/ Материалы Общероссийской научно-технической конференции "Вторые Уткинские чтения". Том 2- БГТУ "Военмех", Санкт-Петербург, 14-15 апреля 2005 г, С. 22-25.
8. Барбашов Г.В., ФамДыкХунг. Выбор кратности резервирования функ
циональных каналов при проектировании пиротехнических систем
управления/ Материалы Общероссийской научно-технической конференции
"Вторые Уткинские чтения". Том 2. БГТУ "Военмех", СПб., 14-15 апреля 2005
г. С- 26-29.
9- Фом Дык Хунг. Основные положения методики оценки надёжности термодинамических систем управления по их малым выборкам/ Материалы общероссийской научно-технической конференции "Вторые Уткинские чтения". Том 2. БГТУ "Военмех", СПб., 14-15 апреля 2005 г. С- 113-116.
10. Фолі Дык Хунг. Оценка надёжности термодинамических систем
управления по результатам испытаний с учётом априорной информации о на
дёжности этих систем/ Материалы Общероссийской научно-технической кон
ференции "Вторые Уткинские чтения". Том 2. БГТУ "Военмех", СПб., 14-15
апреля 2005 г. С. 117-120.
11, Фом Дык Хупг. Функционально-структурный анализ и синтез термо
динамических систем управления в аспекте надёжности/ Актуальные вопросы
управления в организационно-технических системах: Сб. трудов БГТУ. Вып. 3/
БГТУ "Военмех", СПб., 2005. С. 93-96.
Фалі Дык Хунг. Блочный метод конструирования и его влияние на оценку надёжности пиротехнических систем управления/ Актуальные вопросы управления в организационно-технических системах: Сб- трудов БГТУ, Вып. 3/ БГТУ "Военмех", СПб., 2005. С. 97-100.
Фалі Дык Хунг. Оценка надёжности пиротехнических систем управления по результатам испытаний малых выборок/ Материалы IV Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности конструкций и методы их решения", СГТбГПУ, СПб., 14—17 июня 2005 г. С. 408-112.
БарбашоеГЖ , Фолі Дык Хунг. Дифференцированный метод оценки надёжности пиротехнических систем управления по малому числу испытаний/ Вестник Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы. № 2[9], СПб., 2005 г. С, 69-72.
Барбашов Г.В. , Фолі Дык Хунг. Учёт априорной информации при оценке надёжности пиротехнических систем управления по выборочным испытаниям/ Вестник Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы. № 3[10], СПб-, 2005 г. С- 85-87.
Научные и практические результаты диссертационной работы внедрены при выполнении госбюджетной НИР № У-16-3504 в Балтийском государственном техническом университете "Военмех", а также на ОАО "Ту-Кыонг" (Вьетнам), Эти результаты использованы в учебном процессе БГТУ на кафедре "Автономные информационные и управляющие системы" - в дисциплинах "Надёжность и эффективность систем управления" и "Проектирование автономных информационных и управляющих систем" по специальности 220203, и также в учебном процессе Ханойского технического университета им, Ле Куй Дона (Вьетнам) на кафедре "Энергетические установки" в дисциплинах "Проектирование и моделирование высокоэнергетических систем", "Управление высокоэнергетическими системами" и "Эффективность и надёжность технических систем".
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов и списка использованной литературы,
В первой главе приведён обзор публикаций по теме диссертации, а именно изложен анализ состояния вопросов по оценке надёжности изделий и ТС по результатам испытаний их малых выборок, а также анализ более общих вопросов: общей методологии оценки надёжности изделий и ТС, выборочных испытаний и особенностей рассматриваемого в диссертации объекта исследования -ТДСУ, В результате этого анализа поставлены (выбраны, перечислены и обоснованы) задачи исследования, решению которых посвящены последующие главы диссертации.
Вторая глава посвящена разработке методики оценки надёжности ТДСУ по результатам испытаний малых выборок- Выполнен сравнительный анализ возможных методов оценки ТДСУ по результатам малых выборок и выбраны из них наиболее эффективные методы, включённые в разработанную методику. Дано количественное определение понятия малой выборки путём введения критерия малых выборок. Предложены методы определения оптимального объёма испытаний ТДСУ и методы оценки надёжности (ПН) по результатам испытаний малых выборок ТДСУ с учётом их особенностей и определением доверительных вероятностей получаемых при этом оценок надёжности.
Третья глава посвящена установлению корреляционных связей между функционально-структурной схемой, конструкцией ТДСУ при синтезе последних, их прогнозируемой надёжностью на стадии разработки и опытной оценкой надёжности по малым выборкам.
В четвертой главе содержатся примеры практической расчётной реализации методики оценки надёжности ТДСУ но результатам испытаний их малых выборок, освещены экономические аспекты реализации предложенной методики.
Основные выводы по отдельным главам обобщены в общих выводах диссертационной работы.
Объём диссертации — 227 стр., диссертация содержит 22 рисунка, 31 таблицу и список литературных источников из 102 наименований.
