Введение к работе
Актуальность темы. Вопросами обеспечения надежности и безопасности объектов воздушного транспорта занимаются многие научные коллективы, инженерно-конструкторские и технологические подразделения предприятий промышленности, а также инженеры-эксплуатационники. При этом особенно важна роль инженерно-авиационной службы, которая непосредственно обеспечивает надежность и безопасность эксплуатации воздушного транспорта. Следует отметить, что указанная проблема становится все острее в последнее время, при этом частота возникновения неисправностей и авиакатастроф не снижается. Многие задачи, связанные с обеспечением надежности и безопасности авиационного транспорта, в нынешней экономической обстановке для своего решения требуют нестандартного подхода.
К числу обострившихся проблем, в частности, относится проблема проведения испытаний в условиях жестких ресурсных и финансовых ограничений, оценивание технических и эксплуатационных характеристик объектов воздушного транспорта по малым выборкам, по ограниченному числу измерений параметров и т.п., приводящих к возрастанию рисков как производителей авиационной техники, так и эксплуатационников.
Одной из мало изученных и важных задач является задача учета влияния на надежность и безопасность объектов воздушного транспорта так называемого человеческого фактора, т.е. влияния индивидуального или коллективного оператора (экипажа) на безопасность применения авиационной техники. Современный самолет является примером такой системы, обеспечение надежности и безопасности эксплуатации которой во многом определяется качеством теоретической и практической подготовки оператора.
По статистическим данным до 70% аварий, поломок и катастроф связано с ошибками летного состава. Вместе с тем известно, что отрасли машиностроительной промышленности, разрабатывающие и производящие наукоемкие комплектующие элементы и подсистемы, начиная с 90-х годов, находятся в глубочайшем кризисе, сопровождающемся сокращением объемов заказов и производства. Задача усложняется и тем, что около 70% объема производства запасных частей для авиакосмической техники и других сложных систем после распада СССР осталось в странах СНГ. В связи с этим многие функции контроля качества комплектующих элементов, а также многие центры экспериментального моделирования работы этих элементов в условиях эксплуатации, выключены из активной работы. Такие тенденции привели к тому, что служба обеспечения надежности объектов воздушного транспорта и тесно связанная с ней служба обеспечения безопасности значительно ослаблены. Современное состояние авиационной и космической промышленности отрицательно отразилось на таком важном показателе как аварийность, а также способствовало непредсказуемости процессов эксплуатации и использования воздушного транспорта.
Исходя из современных экономических требований в основу разрабатываемых в диссертации моделей управления системой испытаний положен «затратный» принцип, и в этом
главное отличие новых моделей оценивания эффективности испытаний от моделей, использованных ранее.
Отсюда можно сделать вывод, что в нынешней ситуации значительно возросла роль методов моделирования, прогнозирования надежности и безопасности отдельных элементов, блоков и подсистем, управляемых человеком и входящих в состав системы воздушного транспорта.
Научным базисом диссертации послужили работы многих известных ученых как в области теории и практики заводских испытаний, так и в области обеспечения надежности и безопасности воздушного транспорта на этапе эксплуатации. К таким работам в первую очередь относятся работы Воробьева В.Г., Кузнецова Н.И., Дедкова В.К., Маркова В.М., Барзиловича Е.Ю., Воскобоева В.Ф., Новикова B.C., Судакова Р.С., Волкова Л.И, Волкова Е.Б. и др. Фундаментальные работы в области надежности и безопасности систем выполнены крупными учеными: Гнеденко Б.В., Соловьевым Н.Д., Беляевым Ю.К., Каштановым В.А., Северцевым Н.А. и др.
Однако, ситуация, сложившаяся к настоящему времени в системе испытаний и эксплуатации объектов воздушного транспорта, обусловленная предельной изношенностью испытательного оборудования и значительным расходом ресурса авиационной техники, требуют разработки новых подходов к учету человеческого фактора в управлении ОВТ, поскольку роль этого фактора для воздушного транспорта является определяющей как в решении задач надежности управления, так и точности выполнения программ движения и безопасности движения. Подчеркнем, что решение поставленной задачи во многом опирается на результаты исследований в данной области таких авторов как Маньшин Г.Г., Воскобоев В.Ф., Шлаен М.Я., Креденцер Б.Г., Судаков Р.С., Ишин С.С. и др.
Целью диссертации является решение новой научно-практической задачи разработки методов управления системой испытаний и эксплуатации ОВТ, вытекающей из современных подходов к оцениванию эффективности системы испытаний и новых условий эксплуатации ОВТ. Новизна этих условий связана, во-первых, с деградацией испытательной базы и, во-вторых, с возросшей ролью человеческого фактора при управлении объектами авиационной техники, с продленным ресурсом.
Объект исследования. Объектом исследований диссертации являются характеристики качества заводских испытаний ОВТ и характеристики надежности и безопасности эксплуатации объектов воздушного транспорта, управляемых человеком. Техническим объектом, на примере которого реализуется применение разработанных новых методов, является авиационный газотурбинный двигатель (ГТД).
Методы исследования. В качестве основных методов исследований в диссертационной работе использованы методы системного анализа, теории управления, теории вероятностей, теории
надежности, теории эффективности, математического и имитационного моделирования, теории принятия решений и квалиметрии.
Научная и практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке новых подходов к оцениванию характеристик системы испытаний, отвечающих современной ситуации в испытательном комплексе, и разработке новых методов оценивания роли человеческого фактора в обеспечении на практике безотказной и безаварийной эксплуатации ОВТ.
Практическая ценность работы. Практическая ценность диссертации заключается в разработке новых методов оценки надежности и безопасности объектов воздушного транспорта, управляемых человеком, и в частности, инженерных методов оценки безаварийной работы ГТД и их приложений. Предлагаемый метод впервые и в простой форме позволяет учесть фактор управления ОВТ человеком, что повышает объективность и достоверность оценки надежности, безаварийности и безопасности полетов.
Реализация результатов исследований. Новые научные результаты, полученные в диссертации, используются в практической деятельности ряда научно-производственных организаций (НПО им, С.А. Лавочкина, завод «Сокол», завод им. Климова и др.). Инженерные методики, разработанные в диссертации, используются в НИИ и КБ при расчетах надежности и безопасности ГТД с учетом фактора управления оператором.
Научная новизна работы. Разработаны новые методы оценивания характеристик системы испытаний ОВТ и результатов испытаний объектов воздушного транспорта с учетом показателей «затратности» испытаний. Предложен новый подход к оцениванию характеристик ОВТ как эргатических систем, на основе которого получены новые научные результаты по оценке надежности и безопасности объектов воздушного транспорта. Практическое применение разработанных в диссертации инженерных методик для ГТД в своей совокупности представляет новый подход к оценке эксплуатационной надежности объектов воздушного транспорта, управляемых человеком.
На зашиту выносятся:
- методика определения затрат, требующихся для выполнения типовой задачи с заданной
вероятностью при заданной стоимости однократного применения ОВТ;
методика оценивания качества заводских испытаний ОВТ по величине затрат на испытания и потерь в эксплуатации, обусловленных ограниченной достоверностью результатов испытаний;
методика расчета частичных потерь («недополучения» полезного эффекта), обусловленных погрешностями измерения при испытаниях и прогнозирования параметров ОВТ, и обоснован подход к оптимизации затрат на испытания и эксплуатацию ОВТ;
методика определения «достаточности» перечня контролируемых при испытаниях параметров, обеспечивающего адекватность модели ОВТ, построенной с использованием этих параметров, реальной действительности;
новый подход к оцениванию вероятности успешного выполнения задачи ОВТ, как комплексного свойства эргономической системы, с учетом безопасности управления и надежности работы ОВТ;
методика определения показателя безопасного управления ОВТ на основе критериев освоения оператором теоретических знаний и практических навыков, обеспечивающих безопасное управление.
- методика учета влияния оператора на надежность работы ОВГ, и методика определения
«коэффициента значимости неисправности».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены:
-
На международном симпозиуме «Надежность и качество» (INERNATIONAL SYMPOSIUM «Reliability & Quality»), Россия, Пенза, 21-30 мая, 2007.
-
На международной научной конференции «Проблемы системной безопасности». Москва, Центральный дом ученых РАН. 17.10 2007 г.
-
На 3-й Международной научно-технической конференции «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика» Рязань, ноябрь 2006.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, списка литературы из 108 наименований. Список публикаций по теме диссертации приводится в конце реферата.
![Разработка методов, моделей и алгоритмов прогнозирования и донозологической диагностики кожных болезней, имеющих представительство на проекционных зонах, с использованием нечеткой логики принятия решений и рефлексодиагностики [Электронный ресурс]](/i/i/4381/168311.png "Разработка методов, моделей и алгоритмов прогнозирования и донозологической диагностики кожных болезней, имеющих представительство на проекционных зонах, с использованием нечеткой логики принятия решений и рефлексодиагностики [Электронный ресурс] Ходеев Денис Владимирович")
