Способ управления техническим состоянием сложных систем

 

Способ управления техническим состоянием сложных систем (CC) относится к области эксплуатации вооружения и военной техники и может быть использован при управлении техническим состоянием летательных комплексов. Технический результат заключается в возможности осуществлять управление техническим состоянием сложных систем адекватно уровню оперативно-тактического и оперативно-стратегического состояния вероятного противника. Сущность изобретения состоит в том, что для управления техническим состоянием сложной системы, имеющей контрольные выходы, с которых снимают контролируемые сигналы и подают их на входы измерительного прибора, который по сигналам с программного устройства производит операции измерений в заданные моменты времени, величину измеренного сигнала оценивают в анализаторе, куда с программного устройства вводят значения основного и дополнительного допусков на измеряемый параметр, который по результатам оценки формирует донесение "Норма" или "Не норма", передавая их на индикаторное устройство, с которого затем в управляющий объект (оператор или кибернетическое устройство), осуществляющий управление техническим состоянием СС и выдающий анализатору команду на оценку параметров системы по основному (угрожаемый период эксплуатации СС) или по основному и дополнительному (неугрожаемый период эксплуатации СС) допускам. 3 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации вооружения и военной техники (В и ВТ) и может быть использовано при управлении техническим состоянием летательных комплексов (ЛК).

Известен способ управления техническим состоянием сложных систем (УТС СС), где сложная система 1 на фиг.1 имеет контрольные выходы 2, с которых снимают контролируемые сигналы и подают их на входы 3 измерительного прибора 4, который по сигналам 5 с программного устройства 6 производит операции измерений в заданные моменты времени; величину измеренного сигнала 7 оценивают в анализаторе 8, куда с программного устройства вводят значения номинала 9 и допуска 10 на измеряемый параметр, если значение параметра находится в пределах допуска, то анализатор выдает по цепи 11 на индикаторное устройство 12 донесение "Норма", если значение параметра выходит за пределы допуска, то анализатор выдает донесение "Не норма" (см. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем: Учебное пособие. - М: Высшая школа, 1982, - С. 88).

Недостатком способа является управление техническим состоянием сложных систем по разомкнутому циклу, т.е. просто решение о "Норме" или "Не норме" параметров системы является недостаточным для оптимального управления состоянием сложной системы (СС).

Наиболее близким по технической сущности является способ управления техническим состоянием сложных систем, заключающийся в том, что сложная система 1 на фиг.1 имеет контрольные выходы 2, с которых снимают контролируемые сигналы и подают их на входы 3 измерительного прибора 4, который по сигналам 5 с программного устройства 6 производит операции измерений в заданные моменты времени; величину измеренного сигнала 7 оценивают в анализаторе 8, куда с программного устройства вводят значения номинала 9 и допуска 10 на измеряемый параметр, если значение параметра находится в пределах допуска, то анализатор выдает по цепи 11 на индикаторное устройство 12 донесение "Норма", если значение параметра выходит за пределы допуска, то анализатор выдает донесение "Не норма", которые по цепи 13 транслируют в управляющий объект 14, осуществляющий по результатам контроля управление по цепи 15 состоянием СС (см. Барзилович Е. Ю. Модели технического обслуживания сложных систем: Учебное пособие. - М: Высшая школа, 1982, - С. 88).

Недостатком такого способа является то, что управление техническим состоянием СС осуществляют по значениям параметров, соответствующим полной степени готовности системы к применению по назначению (угрожаемый период), другими словами, способ УТС СС не адекватен уровню оперативно-тактического и оперативно-стратегического состояния вероятного противника, причем, в не угрожаемый период такой способ обуславливает значительное избыточное превышение требуемой эффективности применения СС по назначению, что приводит эксплуатацию В и ВТ к чрезвычайно высоким затратам (обеспечиваемый гарантийный срок эксплуатации СС рассчитывают на угрожаемый период эксплуатации системы; время на понижение готовности и материальные затраты, связанные с заменой приборов, которые способны выполнить целевое назначение с заданными качественными показателями - ложное решение на замену).

Цель изобретения заключается в том, чтобы вероятность ложного принятия решения на замену приборов при "Не нормах" в не угрожаемый период практически исключалась, экономилось время, силы и средства, для проведения мероприятий по перераспределению и обеспечению запасными инструментами и принадлежностями (ЗИП) для соответствующих СС, создать возможность параллельно осуществлять замену приборов, требующих длительного понижения готовности СС, что будет способствовать сокращению среднего времени понижения готовности на восстановление и, следовательно, повысит коэффициент дежурства и надежность всех СС в целом, при этом не снижать требуемую эффективность применения СС по назначению, виды контроля и планового технического обслуживания не изменять.

Требуемый технический результат достигается тем, что для управления техническим состоянием сложной системы 1 (фиг.1) она имеет контрольные выходы 2, с которых снимают контролируемые сигналы и подают их на входы 3 измерительного прибора 4, который по сигналам 5 с программного устройства 6 производит операции измерений в заданные моменты времени, величину измеренного сигнала 7 оценивают в анализаторе 8, куда с программного устройства вводят значения номинала 9, основного 10 и дополнительного 16 допусков на измеряемый параметр, если значение параметра находится в пределах основного допуска, то анализатор формирует донесение "Норма", если значение параметра выходит за пределы основного допуска в угрожаемый период эксплуатации СС, то анализатор формирует донесение "Не норма"; если значение параметра выходит за пределы основного допуска, но находится в пределах дополнительного в не угрожаемый период эксплуатации СС, то анализатор формирует донесение "Норма", если значение параметра выходит за пределы дополнительного допуска в не угрожаемый период эксплуатации СС, то анализатор формирует донесение "Не норма" по цепи 11 на индикаторное устройство 12, которые по цепи 13 транслируют в управляющий объект (оператор или кибернетическое устройство) 14, осуществляющий по результатам контроля управление по цепи 15 техническим состоянием СС и выдающий по цепи 17 анализатору команду на оценку параметров системы по основному (угрожаемый период эксплуатации СС) или по основному и дополнительному (не угрожаемый период эксплуатации СС) допускам.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что новое техническое решение отличается введением дополнительного допуска 16 на измеряемый параметр и цепи 17, по которой передают анализатору дополнительную команду на оценку параметров системы по основному (угрожаемый период эксплуатации СС) или по основному и дополнительному (не угрожаемый период эксплуатации СС) допускам. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна".

До даты подачи заявки из патентной и научно-технической литературы неизвестна такая совокупность существенных признаков, требуемая для решения данной технической задачи, что говорит об изобретательском уровне технического решения.

Сущность изобретения будет более понятна из рассмотрения графических изображений, где на фиг.2 изображен график изменения Рц при Q=Q_тр, на фиг.3 изображен график изменения Q при Р_ц=Р_ц,тр. На графиках изображены вероятность выполнения целевого назначения (Р_ц), вероятностный показатель фактического технического состояния ЛК (Q), фактическая вероятность успешного функционирования системы доставки ЛК (Р_д), заданный вероятностный показатель фактического технического состояния ЛК (Q_тр), заданная вероятность выполнения целевого назначения (Р_ц,тр), среднее значение вероятности выполнения целевого назначения (Р_ц,ср), среднее значение вероятностного показателя фактического технического состояния ЛК (Q_cp).

Покажем способ управления техническим состоянием ЛК на примере выполнения целевого назначения группировкой однотипных ЛК. Эффективность группировки полностью определяют вероятностью выполнения целевого назначения каждым ЛК (Р_ц,лк) Р_ц,лк = Р_дQ, где в Р_д включают вероятность безошибочного действия персонала за время не более заданного по доведению сигнала применения ЛК от средств управления до аппаратуры системы управления подготовкой и пуском; вероятность живучести ЛК, которая обусловлена качеством защищенности элементов ЛК и характером воздействия со стороны окружающей среды; вероятность успешного функционирования системы управления средств доставки в полете, в том числе в условиях внешних воздействий; вероятность преодоления средств поражения противника; вероятность успешного функционирования системы подрыва заряда.

В Q включают обобщенный показатель надежности всех подсистем ЛК (R) и обобщенный показатель точности ЛК (Р_т) Q = R•P_T.

В отличие от показателя Q, заданный уровень которого Q_тp поддерживают системой эксплуатации и полностью его контролируют на соответствие основному допуску, показатель _д зависит от состояния системы оружия вероятного противника, ее оперативно-стратегических и оперативно-тактических характеристик. Поэтому величину Р_д могут изменять в больших пределах (теоретически от 1 до 0), что неминуемо приводит к необходимости увеличивать наряд ЛК для выполнения целевого назначения при уменьшении _д. На фиг.2 показано, как изменяется вероятность выполнения целевого назначения Р_ц при условии поддержания Q = Q_тp (УТС ЛК осуществляют по способу, указанному в прототипе) и изменении Р_д от 1 до некоторого значения Р_д,min по закону Р_ц = 1 - (1 - Р_дQ_тр)^N, где N - количество ЛК в наряде, которое дискретно увеличивается на единицу, мгновенно повышая Р_ц (показано в нижней части фиг.2), когда Р_ц достигает значения Р_ц,тр.

На фиг. 2 видно, что среднее значение р_ц,ср (показано пунктиром) превышает Р_ц,тр и при Р_д --> 0 среднее значение Р_ц,ср --> Р_ц,тр. Причем, чем больше Р_д (что характерно для мирного времени - не угрожаемый период), превышение Р_ц,ср над Р_ц,тр все более значительно, что позволяет сделать вывод о наличии избыточности по Р_ц при УТС ЛК по способу, указанному в прототипе.

Теперь потребуют, чтобы Р_ц = Р_ц,тр при любом значении Р_д (заявляемый способ УТС СС). Тогда возможное изменение Q выглядит, как показано на фиг.3. Здесь пунктиром показано изменение Q_cp.

Анализ чертежей свидетельствует о том, что для мирного времени (Р_д достаточно большое) уровень Q_э рассматривают как значение эксплуатационного (дополнительного) допуска на точностную и надежностную характеристики технического состояния ЛК, обеспечивающие требуемую эффективность выполнения целевого назначения. При этом виды контроля и планового технического обслуживания не изменяют, но решение по управлению техническим состоянием (решение на замену приборов) принимают при выходе фактической характеристики Q из эксплуатационного (дополнительного) допуска Q_Э. Информацию же о выходе фактической Q из основного допуска _тр хранят, и при появлении первых признаков угрожаемого периода (активизация военных действий вероятного противника) осуществляют перевод управления техническим состоянием ЛК по способу, представленному в прототипе, т.е. перевод на режим заданной технологии поддержания Q ≥ Q_tp, либо в не угрожаемый период выход точностной и надежностной характеристик Q за пределы основного допуска устраняют планомерно с учетом имеющихся сил и средств.

Формула изобретения

Способ управления техническим состоянием сложных систем, заключающийся в том, что сигналы с контрольных выходов сложной системы подают на входы измерительного прибора, по сигналам с программного устройства производят операции измерений в заданные моменты времени, величину измеренного сигнала оценивают в анализаторе, в который с программного устройства вводят значение допуска на измеряемый сигнал, причем, если значение измеренного сигнала находится в пределах допуска, то с анализатора выдают на индикаторное устройство донесение "Норма", если значение измеренного сигнала выходит за пределы допуска, то с анализатора выдают донесение "Не норма", донесения транслируют в управляющий объект, осуществляющий управление состоянием сложной системы, отличающийся тем, что к упомянутому основному допуску с программного устройства вводят в анализатор значение дополнительного допуска на измеряемый сигнал, и с выхода управляющего объекта на вход анализатора передают команду на оценку измеренных сигналов по основному допуску в угрожаемый период эксплуатации сложной системы, а в неугрожаемый период эксплуатации оценку измеренных сигналов производят по основному и дополнительным допускам, при этом, если в неугрожаемый период эксплуатации сложной системы значение измеренного сигнала выходит за пределы основного допуска, но находится в пределах дополнительного допуска, то с анализатора формируют донесение "Норма", если значение измеренного сигнала выходит за пределы дополнительного допуска, то с анализатора формируют донесение "Не норма".

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3