WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

ЛЮБЧЕНКО Александр Александрович

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕГЛАМЕНТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ

Специальность 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)»

Научный консультант: доктор технических наук, доцент Когут Алексей Тарасович заведующий кафедрой "Радиотехнические и управляющие системы" ФГБОУ ВПО «Омский государственный университет путей сообщения»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Мещеряков Виталий Александрович заведующий кафедрой «Математики и информатики» филиала Всероссийского заочного финансовоэкономического института в г. Омске кандидат технических наук, доцент Семенова Ирина Ивановна доцент кафедры «Информационная безопасность» ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики», г. Новосибирск

Защита диссертации состоится 11 мая 2012 г. в 1400 ч. на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.250.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия» по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильнодорожная академия» по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира,5.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира 5, тел., факс: (3812) 65-03-23, e-mail: Arkhipenko_m@sibadi.org

Автореферат разослан 11 апреля 2012 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета ДМ 212.250.03, кандидат технических наук М.Ю. Архипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные методы моделирования и инженерного анализа с применением средств вычислительной техники играют важную роль на всех стадиях жизненного цикла технических систем, разрабатываемых и используемых в различных отраслях промышленности. Их надежное функционирование является основой безопасности любого технологического процесса и определяется рациональной организацией технического обслуживания (ТО). Применение систем автоматизации проектирования (САПР) на этапе опытно-конструкторских работ позволяет облегчить процесс разработки регламента ТО технических систем, способствует сокращению сроков создания и ввода в эксплуатацию образцов новой техники.

Объектом проектирования является регламент ТО, определяющий перечень выполняемых работ и их периодичность. Разработка регламента и определение периодичности работ основывается на анализе процесса эксплуатации и ТО, протекание которого зависит от множества факторов:

случайного возникновения различного рода отказов блоков и элементов устройств, временных параметров ТО и ошибок обслуживающего персонала при проведении профилактического обслуживания.

Построение аналитических моделей исследуемого процесса является сложной задачей, зависящей от конкретной предметной области и степени соответствия реальным процессам. Разработкой моделей для устройств технологической радиосвязи (ТРС) занимались Т.А. Филимонова, Г.Г. Держо, С.С. Лутченко. Работы, посвященные исследованиям методами имитационного моделирования, практически отсутствуют. Современное базовое программное обеспечение САПР, среда AnyLogic, система Matlab, отличается удобной визуальной разработкой моделей, однако значительные затраты машинного времени делают их недостаточно эффективными.

Таким образом, разработка специализированной САПР регламента технического обслуживания устройств ТРС является актуальной задачей.

САПР предназначена для разработчиков проектных организаций радиопромышленности при обосновании сроков обслуживания, а также для персонала центров связи, занимающегося разработкой технологических карт.

Целью диссертационной работы является автоматизация процесса проектирования регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи.

1. Выбрать и обосновать критерий эффективности процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

2. Разработать концептуальную и имитационную модели процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи, учитывающие влияние скрытых, ложных отказов устройств и ошибки обслуживающего персонала.

3. Выполнить экспериментальные исследования для верификации концептуальной модели, подтверждения адекватности имитационной модели и проверки её стационарных свойств.

4. Разработать инженерную методику и алгоритмы работы системы автоматизации проектирования регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

Объект исследований – процесс автоматизации проектирования регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

Предмет исследований – закономерности процесса автоматизации проектирования регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

Методы и средства исследований. Для решения поставленных задач были использованы методы теории случайных процессов, математической статистики, имитационного моделирования и теории оптимизации. Демонстрационные программные модули системы автоматизации проектирования были реализованы на языке С++ и в пакете Matlab.

Научная новизна работы состоит в следующем:

разработана имитационная модель процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи, учитывающая влияние скрытых, ложных отказов устройств связи и ошибки обслуживающего персонала;

разработан алгоритм работы САПР регламента технического обслуживания, позволяющий сократить сроки создания и ввода в эксплуатацию новых устройств технологической радиосвязи.

Практическая ценность работы заключается в разработке алгоритмов САПР регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи, позволяющих определять рекомендуемое значение рациональной периодичности обслуживания с учетом влияния скрытых, ложных отказов устройств связи и ошибок обслуживающего персонала.

Реализация результатов работы. Разработанное математическое обеспечение САПР передано в конструкторско-технологический отдел ОАО «Омский приборостроительный завод им. Н.Г. Козицкого» и контрольноремонтный пункт Омского регионального центра связи для опытной эксплуатации, а также используется в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Омский государственный университет путей сообщения».

На защиту выносятся:

1. Концептуальная и имитационная модели процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

2. Результаты проверки стационарных свойств имитационной модели, чувствительности и адекватности.

3. Алгоритм работы и структура САПР регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались, обсуждались на следующих конференциях: Юбилейной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития специальных систем радиосвязи и радиоуправления» (г. Омск 2008 г. ОНИИП); XV международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва 2009 г. МЭИ);

V международной научно-практической конференции «Наука и современность-2010» (г. Новосибирск 2010 г. Центр развития научного развития); II Всероссийской научно-практической конференции «Математическое моделирование, численные методы и информационные системы» (с международным участием) (г. Самара 2010 г. САГМУ); IX Всероссийской научнопрактической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2010)» (с международным участием) (г. Анжеро-Судженск 2010 г. филиал КемГУ); XV Всероссийской научнотехнической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании (НИТ-2010)» (г. Рязань 2010 г. РГРТУ); Международной научнотехнической конференции «Инновации для транспорта» (г. Омск 2010 г.

ОмГУПС); VIII Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве AS’2011» (г. Новокузнецк 2011 г. СибГИУ); XL международной научно-практической конференции «Неделя науки СПбГПУ» (г. Санкт-Петербург 2011 г. СПбГПУ).

Публикации результатов работы. По материалам исследований опубликовано 16 печатных работ, в том числе 6 статей в изданиях, рекомендованным ВАК.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников из 101 наименования и двух приложений. Общий объем диссертации 150 страниц машинописного текста, 50 рисунков, четыре таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи работы, указаны научная новизна и практическая ценность результатов исследований, представлена структура диссертации.

Первая глава. Выполнен анализ предметной области исследования, представлено описание объекта анализа – процесса эксплуатации и технического обслуживания (ТО) устройств технологической радиосвязи (ТРС), и объекта проектирования – регламент профилактического обслуживания.

Обоснован критерий эффективности процесса эксплуатации и ТО устройств ТРС, представляющий собой комплексный показатель надежности, коэффициент технического использования КТИ и ограничение в виде допустимой величины коэффициента готовности КГ. ДОП :

об КТИ f (Т ) max;

(1) К КГ Г. ДОП.

Целевая функция КТИ (Т ) записывается следующим образом:

об ТИСП (Т ) об КТИ (Т ) , (2) об ТИСП (Т ) ТРЕМ (Т ) ТТО(Т ) об об об где ТИСП (Т ), ТРЕМ (Т ) и ТТО(Т ) – средние длительности исправной раоб об об боты объекта, восстановительных ремонтов и ТО, соответственно.

Функция коэффициента готовности КГ (Т ) имеет вид:

об ТИСП (Т ) об КГ (Т ) . (3) об ТИСП (Т ) ТРЕМ (Т ) об об На основании зависимостей КТИ (Т ) и КГ (Т ) определяются величиоб об ны оптимальной ТОПТ и допустимой Т периодичности ТО:

ДОП ТОПТ arg max КТИ (Т ) ; Т КГ (КГ. ДОП ), (4) об ДОП где КГ – обратная функция коэффициента готовности КГ (Т ).

об В работе введено понятие рациональной периодичности технического обслуживания, определяемое как:

ТРАЦ min ТОПТ,Т. (5) ДОП Проведен обзор и анализ моделей исследования процесса эксплуатации и ТО устройств технологической радиосвязи. Обоснован выбор методов имитационного моделирования для выполнения проектных процедур анализа разработанной системы автоматизации проектирования.

Вторая глава. С помощью выбранного математического аппарата исследования разработана имитационная модель процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

Было составлено содержательное описание или концептуальная модель исследуемого процесса, представленного в виде случайной последовательности переходов из текущего фазового состояния Si в последующее S.

j Устройства технологической радиосвязи могут находиться в следующих состояниях: S1 – работоспособное; S2 – состояние разрегулировки системы; S3 – неработоспособное состояние по причине явного отказа; S4 – состояние ТО работоспособной системы; S5 – состояние ТО разрегулированной системы; S6 – состояние скрытого отказа; S7 – состояние ТО системы, находящейся в скрытом отказе; S8 – состояние ложного отказа.

Графически концептуальная модель может быть представлена в виде графа состояний, описывающего процесс эксплуатации и ТО устройств технологической радиосвязи (рисунок 1).

На основе концептуального описания исследуемого процесса была выполнена его математическая формализация с помощью модели полумарковского процесса с вложенной однородной цепью Маркова (ВЦМ).

Рисунок 1 – Граф процесса эксплуатации и технического обслуживания восстанавливаемых устройств технологической радиосвязи Модель полумарковского процесса задается параметрами:

вектором начального состояния ВЦМ:

P0 P10, P20, P30, P40, P50, P60, P70, P80 (6) ;

квадратной матрицей переходных вероятностей:

(11) 1 0 (1 F13)F12 (1 1)F13 (1 F13) 0 1F13 0 (1 F13) (1 F12) (1 F12) (11) 0 0 (1 1)F23 0 1F23 0 1(1 F23) (1 F23) 1 0 0 0 0 0 0 (12) P , (7) 0 (1 2)F 0 0 2F 0 2(1 F ) ТО ТО ТО (1 F ) ТО (12) 0 (1 2)FТО 0 0 2FТО 0 2(1 FТО) (1 FТО) 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 0 2 0 1 0 0 0 0 0 0 12 13 где F12 F12(T ) 1 e Tоб F13 F13(T ) 1 e Tоб F23 F23(T ) 1 e Tоб –,, об об об экспоненциальные функции распределения вероятностей переходов S1 S2, S1 S3 и S2 S3, соответственно;

FТО FТО(Т ) – функция распределения вероятности ошибки обслужиоб вающего персонала при ТО;

12, 13, 23 – интенсивности переходов S1 S2, S1 S3 и S2 S3, соответственно, 1/ч;

1, 1, 2 и 2 – ошибки первого и второго рода встроенных (1) и внешних (2) средств технического диагностирования, соответственно.

Матрица-строка плотностей распределения времени пребывания в состоянии Si перед переходом в следующее состояние S имеет вид:

j 13 F (13 12) e( 12 )T1,23 e T2, tП tН tА, tП, tП tР, Тоб, tП, tП, (8) где tП, tР, tН и tА – время проверки, регулировки, поиска неисправности и аварийного ремонта, соответственно, ч.

Имитационный алгоритм состоит из трех основных блоков.

Блок 1. Определение начального состояния процесса (индекс I) в соответствии с вектором начального состояния P0 ;

Блок 2. Генерация времени пребывания устройства ТРС в текущем состоянии I перед переходом в другое состояние на основании матрицы F;

Блок 3. Определение состояния, в которое перейдет устройство радиосвязи (индекс J) в соответствии с матрицей переходных вероятностей Pij при выполнении следующего неравенства:

f 1 f, (9) P R P, i const, j 1,n ij ij j1 jгде R – равномерно распределенное число на отрезке от 0 до 1.

После выполнения неравенства (9), искомое значение J равняется f.

Для вычисления оценок функций КТИ (Т ) и КГ (Т ) с требуемой точнооб об стью Т и заданным уровнем значимости проводились эксперименты для получения NP реализаций и усреднение по ансамблю для каждого значения Т.

об В соответствии с выражениями (2) и (3) формулы для вычисления оценок средних значений функций КТИ (Т ) и КГ (Т ) запишутся следующим об об образом:

Npm j 1 об об об КТИ (Т ) ,m 1,M ; (10) об T (Т ) T2j (Т ) T8j (Т ) Npm jj T (Т ) i об iNpm j 1 T1 (Т ) T2j (Т ) T8j (Т ) об об об КГ (Т ) ,m 1,M, (11) об Npm j1 j T (Т ) T6j (Т ) T8j (Т ) i об об об iгде Npm – количество реализаций функций КГ (Т ) и КТИ (Т ) ;

об об Ti j – суммарное время пребывания в состоянии Si для j-ой реализации;

M – количество сечений семейства реализаций, определяемое как T / T.

обMAX После достижения заданной точности осуществляется переход к следующему значению периодичности Т и вычисления производятся для об всех значений Т [Т,T ] с шагом Т.

об об обMAX об Программная реализация имитационной модели выполнена на языке объектно-ориентированного программирования С++ в виде интерфейсной функции для взаимодействия с системой Matlab.

Третья глава. Исследованы методы сглаживания и интерполяции оценок выходных переменных имитационной модели. На основе критерия минимума среднеквадратичной ошибки СК и максимума коэффициента детерминации R2 для обработки оценок функции КГ (Т ) выбраны метод об скользящего среднего (СК 4,14 1012 ) и полиномиальная аппроксимация четвертой степени (СК 6,39 1012 и R2 0,9961). Наиболее подходящими методами обработки оценок функции КТИ (Т ) являются фильтр Саоб вицкого-Голея (СК 2,22 1010) и сглаживающая сплайн интерполяция (СК 7,831011 и R2 0,9964).

Проведены статистические эксперименты для оценки неизменяемых внутренних параметров имитационной модели, длительности модельного времени Тk и величины шага Т. Был выполнен анализ чувствительнооб сти модели к варьированию входных параметров методом приращений.

Матрица относительной чувствительности B представлена в таблице 1.

Элементы матрицы B определяют процент изменения ТОПТ при увеличении каждого входного параметра xj на 10 процентов ( xj 0,1 xj ).

Таблица 1 – Матрица относительной чувствительности для параметра ТОПТ xj Тk Т tП tР tН tА 1 1 2 12 13 об ТОПТ,% 3,8 5,2 6,7 18,8 1,6 25,2 14,9 2,2 3,2 2,7 2,4 1,9 8,Как видно из таблицы 1 модель наиболее чувствительна к изменению времени проверки tП (25,2%), интенсивности внезапных отказов (18,8%) и времени регулировки аппаратуры связи tР (14,9%). На основании данных таблицы 1 был определен порядок проведения оптимизационной процедуры: первый оптимизируемый параметр – Т, второй – Тk.

об С помощью разработанной имитационной модели и данных аналитического моделирования были получены оценки величины остаточной дисперсии So при изменении параметров: Т – от 100 до 2000 ч с шагом об 100 ч и Tk – от 5105 до 107 ч с шагом 5105 ч. Точность вычисления значений функций КТИ (Т ) и КГ (Т ) была выбрана равной 1105. График заоб об висимости величины остаточной дисперсии So от параметров имитационной модели Т и Tk приведен на рисунке 2.

об So 1Tk, ч Tоб, ч Рисунок 2 – График зависимости величины остаточной дисперсии So от параметров имитационной модели So J (Tk, T ) об Величина остаточной дисперсии So выбрана в качестве критерия оптимизации параметров Т и Тk. Вид целевой функции So J (Tk, T ) об об приведен в работе. Задача оценивания параметров Т и Тk, соответстоб вующих минимуму величины остаточной дисперсии So, сформулирована следующим образом:

So J (Tk, T ) min;

об 510 Tk 1ч; (12) 100 T 2000 ч.

об Решение оптимизационной задачи (12) было получено с помощью метода покоординатного спуска и алгоритма симплексного поиска. В результате выполнения программ минимизации были получены оценки Тk 10 106 ч и Т 600 ч при значении функционаоб ла J (T,Tk ) 4,96 109.

об Полученные оптимальные оценки параметров Тk и Т позволили об выполнить проверку соответствия концептуальной модели реальным процессам эксплуатации и ТО устройств ТРС. Для этого было рассмотрено два варианта статистических экспериментов.

В первом случае предполагалось, что контроль параметров устройств ТРС производится идеальными средствами технического диагностирования (СТД), когда 1 1 2 2 0, и обслуживающий персонал (ОП) не оказывает влияния на процесс ТО, т.е. FТО(Т ) 0. При этом базовая об модель из восьми состояний была упрощена до пяти за счет исключения состояний ложного и скрытого отказов. Анализ результатов показал, что значение оптимальной периодичности ТО ТОПТ составляет порядка 1000часов (11,5 лет) и превышает срок службы устройств радиосвязи 10 лет.

Основной анализ выполнялся для модели из восьми состояний, учитывающей ложные и скрытые отказы устройств связи, с параметрами СТД 1 0,01, 1 0,02, 2 0,005 и 2 0,05. Эксперимент проводился для двух вариантов: при вероятности ошибки персонала FТО(Т ) 0 и при об FТО(Т ) 0,126.

об Значение вероятности ошибки ОП определялось с учетом характера выполняемой работы, степени напряжения, уровня подготовки персонала и эргономических условий на основании выражения:

FТО PСИ РПР РИР РОВЗ, (13) где РСИ, РПР, РИР и РОВЗ – вероятности неточного получения информации от измерительных устройств, ошибки при принятии решения, неправильного исполнения решения при использовании эксплуатационной документации и ошибочного выполнения задачи, соответственно. Приняты следующие числовые значения: РСИ 0,006, РПР 0,065, РИР 0,05 и РОВЗ 0,005.

Графики зависимости оценок функций коэффициента готовности и технического использования от Т представлены на рисунке 3.

об Анализ зависимостей КГ (Т ) и КТИ (Т ) на рисунке 4 показал, что веоб об личина оптимальной периодичности ТОПТ составляет около 1500 ч (2 месяца) при FТО(Т ) 0, и 4000 ч (5,5 месяцев) для FТО(Т ) 0,126. Полуоб об ченная величина согласуется с типовыми интервалами от трех месяцев (около 2160 ч) до одного года (около 8640 ч), регламентируемыми отраслевыми инструкциями по ТО и ремонту устройств ТРС.

Таким образом, в работе с помощью имитационного моделирования подтверждено, что теоретическая модель на основе зависимостей КГ (Т ) об и КТИ (Т ) с учетом влияния скрытых, ложных отказов и вероятности ошиоб бок обслуживающего персонала соответствует реальным процессам ТО устройств технологической радиосвязи.

FТО (T ) об КГ (Tоб ) КТИ (Tоб ) FТО (Tоб ) TОПТ TОПТ T, ч об Рисунок 3 – Графики зависимостей функций КГ (Т ) и КТИ (Т ) при об об FТО (Т ) 0 (сплошная) и FТО (Т ) 0,126 (штриховая) об об Для проверки адекватности имитационной модели аналитической использовался критерий сравнения дисперсии, обусловленной моделью SY / X, и остаточной дисперсии So (методика Бородюка-Лецкого). Полученные оценки критерия ( 74,76 и 5,22) больше порогового значеKГ KТИ ния ( 2), поэтому подтверждается адекватность модели. Кроме того, П вычисленные оценки коэффициента детерминации 2 ( RК 0,999 и RК 0,979 ) близки к единице, что характеризует высоГ ТИ кую степень близости результатов имитационного и аналитического моделирования по шкале Чеддока.

Для исследования стационарных свойств модели была выполнена проверка статистических гипотез о равенстве выборочных средних, однородности дисперсий и нормальности закона распределения оценок КГ (Т ) и об КТИ (Т ). Количество реализаций средних значений функций N = 300, об уровень значимости выбран равным 0,05.

Результаты проверки показали, что оценки математического ожидания и дисперсии значений функций коэффициента готовности и технического использования однородны, а их распределения соответствуют нормальному закону для 70-80% сечений. Следовательно, программная реализация имитационной модели выполнена с сохранением стационарности исследуемого процесса эксплуатации и ТО устройств ТРС.

В четвертой главе предложена инженерная методика определения периодичности профилактических работ для последующей автоматизации процесса проектирования регламента ТО устройств ТРС.

Инженерная методика заключается в следующем.

1. Для разработанной имитационной модели определяются значения входных неизменяемых параметров:

а) интенсивностей внезапных отказов 13, разрегулировок 12 и внезапных отказов разрегулированной системы 23, которые рассчитываются на основании конструкторской документации и справочников об интенсивности отказов электронных компонентов;

б) ошибок диагностирования первого ( ) и второго рода ( ), встроенных (1) и внешних (2) средств контроля: 1, 1, 2 и 2 ;

в) времени проверки tП, регулировки tР, поиска неисправности tН и аварийного ремонта tА устройств ТРС на основе отраслевых инструкций по обслуживанию и ремонту оборудования радиосвязи;

г) вероятности ошибки оператора при проведении ТО FТО(Т ) и дооб пустимого коэффициента готовности КГ. ДОП по конструкторской документации или на основе расчетов;

д) максимальной величины периодичности ТО, Т. Рекомендуется об.max выбирать значения Т из интервала от 6 месяцев (4320 часов) до об.max 2 лет (17280 часов).

2. Проведение машинных экспериментов с помощью имитационной модели и получение оценок функции коэффициента готовности КГ (Т ) и об коэффициента технического использования КТИ (Т ).

об 3. Сглаживание и интерполяция оценок зависимости КГ (Т ) методом об скользящего среднего и полиномиальной аппроксимации четвертой степени, и оценок функции КТИ (Т ) фильтром Савицкого-Голея и методом об сглаживающей сплайн интерполяции.

4. Определение величины оптимальной периодичности обслуживания ТОПТ по полученным оценкам целевой функции КТИ f (T ), используя об метод золотого сечения.

5. Вычисление величины допустимой периодичности обслуживания Т по полученным оценкам целевой функции КГ f (T ) и величине ДОП об КГ. ДОП с помощью метода дихотомии.

6. Определение рекомендуемого значения рациональной периодичности технического обслуживания ТРАЦ на основании выражения (5).

В качестве программной поддержки инженерной методики в пакете Matlab и среде Visual C++ разработана САПР регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи. САПР имеет модульную структуру и содержит модули многовариантного анализа и параметрического синтеза, ГСА которых представлены на рисунке 4.

Начало Задание параметров модели Tоб Тоб;

Начало Массивы данных Нет Tоб Тоб.max модуля анализа Да Получение оценок Определение Решение задачи Топт = Имитация Кг(Тоб), Кти(Тоб), Топт = arg max Кти(Тоб) процесса ЭиТО Pi(Тоб) и Ti(Тоб), i=1,Сохранение Определение Решение задачи Тдоп = оценок = Кг-1(Кг.доп) Тдоп в массивы Определение Трац = SFlag = 1;

Tоб Tоб Тоб;

= min {Топт, Тдоп} Вычисление Да Определение статистических Kg(Tоб) Kg.dop Pi*(Трац) и Ti*(Трац) данных Нет Конец SFlag = 0;

Сглаживание и интерполяция массивов Конец а б Рисунок 4 – Графические схемы алгоритмов работы модулей многовариантного анализа (а) и параметрического синтеза (б) проектирующей подсистемы САПР Модули анализа и синтеза является составляющими элементами разработанной САПР, алгоритм работы которой представлен графической схемой на рисунке 5.

Для взаимодействия пользователя САПР с ее программным модулями с помощью редактора GUIDE пакета Matlab разработан графический интерфейс, представленный на рисунке 6.

Разработанная САПР была использована для оценки рекомендуемой величины ТРАЦ приемопередатчика УПП-1М возимой радиостанции РВ1М. Оценка ТРАЦ составила 2 месяца, что соответствует данным опытной эксплуатации блока, который в среднем отказывает через 3-5 месяцев.

Начало Входные Выбор устройства параметры ТРС из БД модели Модуль многовариантного анализа Увеличение значения Тоб.max Нет Моделирование завершено Да Модуль параметричесРезультаты кого синтеза расчета Вывод результатов расчета Конец Рисунок 5 – Графическая схема алгоритма работы САПР регламента технического обслуживания устройств ТРС Рисунок 6 – Интерфейс САПР регламента технического обслуживания устройств технологической радиосвязи ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Проведенный анализ жизненного цикла оборудования технологической радиосвязи и предшествующих исследований позволил обосновать критерий эффективности и ограничивающее условие для определения рациональной периодичности технического обслуживания устройств технологической радиосвязи.

2. Разработанная математическая модель процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи позволяет с помощью методов имитационного моделирования исследовать влияние срытых, ложных отказов блоков и элементов устройств, временных параметров ТО и ошибок обслуживающего персонала при проведении профилактического работ на процесс технического обслуживания и осуществлять оценку его рациональной периодичности.

3. Проведенные экспериментальные исследования позволили выполнить верификацию, подтвердить адекватность разработанной математической модели процесса эксплуатации и технического обслуживания устройств технологической радиосвязи и осуществить анализ ее статистических стационарных свойств.

4. Разработанная инженерная методика для определения рациональной периодичности технического обслуживания оборудования радиосвязи и алгоритмы работы системы автоматизации проектирования позволяют на стадии проектирования в автоматизированном режиме решать задачи анализа и выбора основного регламентируемого параметра технического обслуживания, периодичности профилактических работ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Любченко А.А. Система автоматизации проектирования регламента профилактического обслуживания промышленных средств технологической радиосвязи [Электронный ресурс] / А.А. Любченко // Инженерный Вестник Дона. – 2012. – № 1. – Режим доступа:

http://www.ivdon.ru/magazine/latest/n1y2012/657/ 2. Любченко А.А. Алгоритмы автоматизации проектирования регламента планового обслуживания изделий промышленной радиосвязи / А.А. Любченко // Известия Транссиба, №1 (9) / Омск: Изд-во ОмГУПС, 2012. – С. 84-92.

3. Любченко А.А. Определение рациональной периодичности технического обслуживания систем связи с подвижными объектами / А.А. Любченко, Е.Ю. Копытов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, №1 / Москва: Изд-во «Научтехлитиздат», 2012. – С. 20-24.

4. Любченко А.А. Оценка периодичности профилактического обслуживания технических систем на основе модели полумарковского процесса / Е.Ю. Копытов, А.А. Любченко // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, №2 (24), ч.2 / Томск:

Изд-во ТУСУР, 2011. – С. 300-305.

5. Любченко А.А. Концептуальная модель процесса эксплуатации систем автоматики и связи с учетом ошибок диагностирования первого и второго рода / А.А. Любченко, Е.Ю. Копытов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, Вып.2 / Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2011. – С. 247-250.

6. Любченко А.А. Количественный анализ ошибок диагностирования в моделях процессов технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры / Е.Ю. Копытов, А.А. Любченко // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии, №1 (107) / Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. – С. 313-318.

В других изданиях:

7. Любченко А.А. Анализ процессов технического обслуживания элементов сложных технических систем / А.А. Любченко // Известия Транссиба, №1 (5) / Омск: Изд-во ОмГУПС, 2011. – С. 88-94.

8. Любченко А.А. Применение имитационного моделирования для определения вероятностных характеристик комплексных показателей надежности элементов радиоэлектронных систем / А.А. Любченко // V международная научно-практическая конференция «Наука и современность – 2010», 4 октября 2010 г. / Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. Часть 2. –С.

246-251.

9. Любченко А.А. Количественная оценка комплексных показателей надежности восстанавливаемых систем средствами статистического моделирования / А.А. Любченко // IX Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2010)», 19 – 20 ноября 2010 г. / Анжеро-Судженск: Изд-во Том. ун-та, 2010. Часть 1. – С. 34-38.

10. Любченко А.А. Анализ структуры системы для определения местоположения подвижного состава на основе спутниковой навигации / А.А.

Любченко // Известия Транссиба, №3 (3) / Омск: Изд-во ОмГУПС, 2010. – С. 83-88.

11. Любченко А.А. Применение имитационного моделирования для анализа процессов функционирования автоматизированных систем сбора и передачи данных / А.А. Любченко // XV Всероссийская научнотехническая конференция студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании (НИТ-2010)», 17 – 19 ноября 2010 г. / Рязань: Изд-во РГРТУ, 2010.

– С. 149-150.

12. Любченко А.А. Автоматизация проектирования технических систем с учетом периодичности обслуживания на этапе их последующей эксплуатации / С.В. Бартош, Е.Ю. Копытов, А.А. Любченко // Труды VIII Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве AS’2011», 10-12 ноября 2011 г. / Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2011. – С. 190-195.

13. Любченко А.А. Алгоритм имитационного моделирования процессов технического обслуживания элементов информационноизмерительных систем / Е.Ю. Копытов, А.А. Любченко // II Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Математическое моделирование, численные методы и информационные системы», 14 – 15 октября 2010 г. / Самара: Изд-во САГМУ, 2010. – С. 141-145.

14. Любченко А.А. Количественный анализ эффективности процессов эксплуатации и техобслуживания систем радиосвязи методами функционального моделирования / Е.Ю. Копытов, С.С. Лутченко, А.А Любченко // Сборник научных статей научно-технической конференции с международным участием «Инновации для транспорта», 15 – 16 декабря 2010 г. / Омск: Изд-во ОмГУПС, 2010. Часть 1. – С. 254-258.

15. Любченко А.А. Оптимизация процессов технического обслуживания устройств радиосвязи с применением имитационного моделирования / Е.Ю. Копытов, С.С. Лутченко, А.А. Любченко // Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на Западно-Сибирской железной дороге», 30 ноября 2010 г. / Омск: Изд-во ОмГУПС, 2010. – С.

135-138.

16. Любченко А.А. Моделирующий алгоритм процесса функционирования и профилактического обслуживания технических систем / С.В. Бартош, А.А. Любченко // XL международная научно-практическая конференция «Неделя науки СПбГПУ»,5-10 декабря 2011 г. / СПб.: СПбГПУ, 2011.

Часть XV. – С. 24-26.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.