Гринда
Форум        |       Ссылки
 

 

Разработка модельного обеспечения
Разработка модельного обеспечения бортовых
систем управления готовностью


Булатов Алексей Витальевич, Степанов Илья Владимирович,
Турусов Сергей Николаевич

197376, Россия, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 5,
Санкт-Петербургский Государственный электротехнический университет,
кафедра Корабельных систем управления. E-mail: Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script

Аннотация

Работа посвящена актуальной теме поддержания готовности сложных организационно-технических систем. Рассматриваются модели основных составляющих комплексного показателя готовности. Вводятся понятия операционной, ситуационной и алгоритмической готовности персонала. Предлагаемые модели позволяют оценить уровень готовности организационно-технической системы с использованием системного подхода, учитывающего многоаспектность поставленной задачи.

Введение

Управление готовностью организационно-технических систем (ОТС) включает в себя оперативное управление персоналом и комплексом технических средств, управление техническим обслуживанием и ремонтом, управление запасами ресурсов. Системы управления готовностью (СУПГ) представляют собой специализированные информационно-управляющие системы, ориентированные на обеспечение информационных потребностей лиц, принимающих решения, и автоматизацию решения задач управления готовностью, включая контроль технологических процессов; планирование использования, обслуживания и ремонта технических средств, управления запасом ресурсов.

В ряде случаев принятие решений по управлению готовностью происходит в условиях резкого снижения готовности ОТС, которое обуславливается выводом из эксплуатации части оборудования, боевыми и аварийными повреждениями, недостатком ресурсов. Значительную сложность вызывает принятие решений по управлению готовностью ОТС в аварийном или предаварийном режимах, когда неверное решение может привести к катастрофическим последствиям.

Анализ состояния разработок в области управления готовностью показывает, что существующие и разрабатываемые системы обладают рядом недостатков, ограничивающими их применение, главным из которых является отсутствие законченных разработок в области создания модельного обеспечения для таких систем. Ядром СУПГ является развитое модельное обеспечение.

Серьезной проблемой при решении задач управления готовностью является отсутствие стандартизированных критериев, которые позволяют на основе единого подхода оценивать эффективность, - уровень готовности, разнородных элементов (различные по физическим принципам и быстродействию технические средства и системы, персонал и т.д.), входящих в состав ОТС.

В настоящей работе предлагается подход к формированию комплексного показателя готовности, позволяющего оценивать готовность отдельных технических средств и систем, готовность обслуживающего персонала, а также оценивать готовность ОТС в целом. Любую ОТС можно представить как совокупность технической, организационной и интерфейсной структур, обеспеченных заданным объемом ресурсов для выполнения установленных функций.

Организационная структура отражает взаимодействие персонала, управляющего сложным объектом, его соподчиненность, правила по управлению техникой. Организационная структура являясь, в значительной мере, отражением технической структуры, представляет собой набор ограничений на процесс управления эксплуатацией технических средств (ТС).

Техническая структура определяется функциями ОТС и задачами, решаемыми техническими средствами. Техническая структура включает в себя собственно технические средства, системы управления техническими средствами, каналы управления и передачи информации, составляющие комплекс технических средств (КТС).

Интерфейсная структура обеспечивает взаимодействие организационной и технической структур ОТС. Она включает специальные средства и методы, связывающие организационную и техническую структуры ОТС в единое целое: системы сбора, обработки и представления информации (средства индикации состояния объекта); системы поиска и представления управляющих решений лицу, принимающему решения (ЛПР); средства управления технической структурой ОТС (пульты оператора).

Интерфейсная структура ОТС включает в себя ряд специализированных технических средств, позволяющих оператору получать необходимую ему информацию о протекающих в технической структуре процессах, и управлять функционированием элементов технической структуры. Это означает, что при анализе ОТС интерфейсную структуру можно рассматривать как специфический элемент технической структуры.

При управлении элементами ОТС лицо, принимающее решения (ЛПР), должно иметь представление о характере процессов, происходящих на объекте (в том числе и в элементах системы) и способности объекта выполнять ожидаемые или требуемые действия. Таким образом, первым шагом принятия ЛПР любого управляющего решения является оценка текущего состояния элемента ОТС и его способности сохранить это состояние или изменить его на требуемое состояние в течении определенного периода времени.

Для оценки состояния элемента организационно-технической системы и ОТС как единого целого имеет смысл использовать критерии оценки качества функционирования системы. Подобные критерии могут рассматриваться как совокупность моделей оценки (формальный аппарат оценки) и системы шкал, позволяющую преобразовать вербальное или знаковое описание цели функционирования элемента ОТС в конкретные числовые значения показателя выполнения цели. В качестве такого показателя может, в частности, выступать готовность.

Готовность элементов ОТС следует рассматривать в двух аспектах [2].

   1. Готовность к использованию - способность элемента ОТС к дальнейшему использованию в текущем режиме функционирования (или эксплуатации). Готовность к использованию является оценкой способности выполнения установленных элементу функций в заданном объеме в момент времени t или в течении указанного периода времени T. Готовность к элемента ОТС к использованию будем обозначать g(t) или G(t).
   2. Готовность к переходу - способность элемента ОТС переходить из одного (текущего) режима функционирования (или эксплуатации) в другой. Готовность к переходу выступает как оценка способности элемента ОТС выполнить переход из одного режима эксплуатации Image в другой Image(или из текущего состояния в ожидаемое) за конечное время и с расходом ограниченного объема ресурсов. Готовность элемента ОТС к переходу будем обозначать G (Image-Image ) или G ij.

С учетом того, что большинство процессов в ОТС и ее отдельных элементах не могут быть описаны с достаточной точностью, имеет смысл говорить только об описании тенденций поведения элементов ОТС. При этом элементы ОТС заменяются моделью, исследование которой с определенной мерой достоверности позволяет прогнозировать изменение состояния данного элемента. Построение таких моделей возможно на базе вероятностного подхода.

В дальнейшем под готовностью элементов ОТС будем понимать гарантированную вероятность того, что рассматриваемый элемент способен выполнять свои функции или осуществить переход из одного состояния в другое.

В настоящей работе рассматривается вероятностный подход к оценке готовности сложных организационно-технических систем.

1. Структура готовности ОТС

Готовность ОТС складывается из готовности технической структуры ОТС (технической готовности) и готовности организационной структуры (организационной готовности). Для оценки готовности ОТС используется комплексный показатель готовности (КПГ), учитывающий готовности всех элементов, входящих в состав ОТС.

Структура готовности ОТС представлена на рис. 2.

Сформулируем требование к готовности ОТС.

Требование 1

ОТС находится в состоянии готовности, если все элементы, входящие в ее состав обладают готовностью не ниже заданной, т.е. находятся в состоянии готовности.

Аналогично можно сформулировать требования к готовности организационной и технической структур ОТС и готовности элементов, входящих в состав этих структур.

Рассмотрим модели готовности элементов ОТС с учетом структуры готовности ОТС (см. рис. 2).

2. Готовность элементов ОТС к использованию

2.1. Техническая готовность

В с1труктуре КТС можно выделить три основных составляющих: технические средства, системы управления ТС и системы передачи информации. Очевидно, что техническая готовность КТС определяется готовностью его составляющих. Т.е. готовность КТС определяется готовностью входящих в него отдельных ТС и систем управления ТС, а также готовностью систем передачи информации КТС. Рассмотрим содержание указанных составляющих.

2.1.1. Готовность технических средств

Готовность технических средств определяется тремя факторами: работоспособностью или техническим состоянием ТС; готовностью главного ресурса ТС; готовностью вспомогательных или обеспечивающих ресурсов.

Главным ресурсом будем называть собственный расходуемый ресурс ТС, обеспечивающий его способность выполнять поставленные перед ним цели. К главному ресурсу (ГР) можно отнести наработку на отказ, количество циклов использования, пробег и т.п.

Вспомогательными ресурсами будем называть ресурсы, обеспечивающие использование ТС по основному назначению. К вспомогательным ресурсам (ВР) можно отнести электроэнергию, масло, топливо и т.п.

2.1.1.1. Работоспособность технических средств

Работоспособным называется такое ТС, все диагностические признаки которого находятся в допустимых пределах. Для оценки технического состояния ТС используется коэффициент технического состояния. Коэффициент технического состояния TS - это показатель характеризующий степень соответствия диагностических признаков yi требованиям, предъявляемым к данному ТС.

Коэффициент технического состояния ТС можно получить в виде

Image, (1)

где: yi - диагностические признаки (ДП); t i - весовой коэффициент, отражающий вклад i-того ДП в оценку технического состояния ТС; Image - медиана области допустимых значений для i-того ДП; Image - отклонение i-того ДП от медианы области допустимых значений; n - число учитываемых ДП.

Весовой коэффициент t i отражает важность i-того ДП и степень его влияние на техническое состояние рассматриваемого ТС. При определении t i возможен один из трех вариантов.

   1. Все ДП являются равнозначными: Image.
   2. ДП являются постоянными: Image.
   3. Изменяемые (варьируемые) ДП.

    * Изменение ДП с изменением времени Image.
    * Изменение весового коэффициента t i при изменении значений ДП yi Image, т.е., значение весового коэффициента t i тем больше (меньше), чем больше (меньше) отклонение ДП yi от медианы области допустимых значений для i-того диагностического признака.

Значение коэффициента технического состояния максимально (Image), в случае, если значения всех ДП соответствуют или близки к номинальным значениям. В этом случае можно говорить, что ТС работоспособно. Значение коэффициента технического состояния тем меньше, чем больше отклонение ДП от номинальных значений. В этом случае можно говорить, что ТС функционирует нештатно. При ImageТС полностью неработоспособно.

2.1.1.2. Готовность главного ресурса

Изменение главного ресурса ТС (RГ) с течением времени описывается функционалом следующего вида Image. Где: RГ - значение ГР в начальный момент времени, r - интенсивность использования (расхода) ГР в единицу времени.

Готовность ГР есть гарантированная вероятность того, что главный ресурс ТС будет достаточным для выполнения возложенных на него функций. Иначе говоря, готовность ГР есть вероятностная мера запаса главного ресурса. Готовность ГР r(t) можно оценить по формуле (2):

, (2)

где: R* - базовое (установленное) при проектировании ТС значение главного ресурса; Tj - время использования ТС в j-том режиме, характеризующегося интенсивностью расхода главного ресурса r j; m - число режимов использования ТС.

2.1.1.3. Готовность вспомогательных ресурсов

Готовность ВР характеризует наличие достаточного количества всех необходимых для штатного функционирования ТС вспомогательных ресурсов. Готовность ВР есть гарантированная вероятность того, что в любой момент времени t имеется достаточное для штатного функционирования ТС количество ВР. Готовность ВР является дискретной величиной, которая может быть определена выражением (3):

(3)

Значение определяется выражением

,

где: RВР - объем запаса ВР, реально имеющихся в системе; - расход ВР в единицу времени с учетом режима использования ТС (r ВР - интенсивность расхода ВР в рассматриваемом режиме использования ТС); - ожидаемое или фактическое время использования ТС; a - коэффициент потерь, характеризующий КПД ТС или возможные потери ВР в процессе их транспортировки, хранения и т.п.

Таким образом, готовность ТС есть гарантированная вероятность того, что ТС способно выполнять установленные функции в заданном объеме и с заданным качеством. Готовность ТС g(t) определяется выражением (4):

. (4)

2.1.2. Готовность систем управления техническими средствами

Готовность систем управления (СУ) определяется: работоспособностью и готовностью собственно аппаратуры управления, а также готовностью ВР, обеспечивающих функционирование системы управления. Готовность СУ есть гарантированная вероятность того, что СУ способна решать возложенные на нее задачи управления в полном объеме, обеспечивая при этом требуемое качество (необходимую точность) управления.

Так как аппаратура СУ представляет собой специализированные технические средства, то ее готовность и работоспособность можно оценивать, используя выражения (1), (2) для работоспособности, готовности ТС и готовности ВР.

Тогда готовность СУ gСУ(t) определяется выражением (5)

, (5)

где: - коэффициент технического состояния аппаратуры управления; - готовность аппаратуры управления; - готовность ВР аппаратуры управления.

2.1.3. Готовность систем передачи информации

Готовность систем передачи информации (СПИ) есть гарантированная вероятность того, что системы и каналы связи, передачи информации и управления способны обеспечивать информационные потребности всех элементов, входящих в состав ОТС, с необходимой полнотой и достоверностью. Готовность СПИ определяется готовностью каналов связи (КС), готовностью аппаратуры приема (АПИ) и аппаратуры передачи (АПЕ) информации.

Готовность СПИ gСПИ(t) определяется выражением (6):

, (6)

где: gКС(t) - готовность каналов связи; gАПИ(t), gАПЕ(t) - готовность аппаратуры приема и передачи информации; gпроп(t) - готовность передающего канала или вероятность того, что пропускная способность канала будет достаточной для передачи необходимой информации с требуемым качеством и в требуемом объеме.

2.1.4. Готовность комплекса технических средств

Под готовностью комплекса технических средств или технической готовностью понимается способность элементов КТС сохранять свою готовность в допустимых пределах в течении определенного времени за счет возможности восстановления после сбоев и отказов, а также за счет проведения мероприятий по профилактике возможных отказов.

Для описания готовности КТС введем понятие элемента координированного управления. Элементом координированного управления (ЭКУ) будем называть структуру управления (рис. 3) включающую в себя одно или несколько технических средств, систему передачи информации, систему управления, решающую задачи управления подчиненными ей ТС.

КТС можно рассматривать как иерархию ЭКУ, включающую четыре основных уровня: ЭКУ нулевого уровня - локальные системы управления ТС; ЭКУ первого уровня - подсистемы (или группы ТС) КТС; ЭКУ второго уровня - системы КТС; ЭКУ третьего уровня - КТС как система координированного управления.

Готовность ЭКУ нулевого уровня можно определить как произведение готовностей элементов, входящих в состав ЭКУ

, (7)

где: gСУ(t) и gСПИ(t) - готовность систем управления и передачи информации; G(t) - показатель готовности ТС, входящих в состав ЭКУ.

 

Рис. 3. Состав элемента координированного управления.

Показатель готовности G(t) определяется с учетом особенности структуры конкретного ЭКУ и зависит от наличия в ЭКУ резервирования элементов и состояния элементов, находящихся в резерве (холодный или горячий резерв). Например, для ЭКУ без резервирования, показатель G(t) определяется как произведение готовностей ТС gj(t), входящих в состав ЭКУ (m - число ТС в составе ЭКУ)

.

Готовность ЭКУ i-того уровня иерархии (" i=1..3), в общем случае, представляет собой композицию готовностей ЭКУ нижестоящего уровня. Например, готовность ЭКУ i-того уровня можно определять или как произведение всех готовностей ЭКУ нижестоящего уровня или как минимальное значение готовности среди всех ЭКУ нижестоящего уровня , где: k - число ЭКУ (i-1)-того уровня, входящих в состав ЭКУ i-того уровня.

 

Таким образом, готовность КТС или техническая готовность определяется как композиция готовностей ЭКУ второго уровня (уровня систем КТС):

, (8)

где: - готовности ЭКУ второго уровня (систем КТС) определяются как композиция всех входящих в его состав ЭКУ нулевого и первого уровней; n - число систем КТС (ЭКУ второго уровня).

 

2.2. Организационная готовность

2.2.1. Биологическая готовность персонала

Биологическая готовность персонала - это характеристика, отражающая способность персонала сохранять свою биологическую работоспособность и выполнять предписанные функции. Нарушения биологической работоспособности определяются процессами, протекающими в организме человека, его подверженностью различным заболеваниям.

Биологическую готовность (БГ) персонала имеет смысл рассматривать только для случая замкнутой автономной системы (например, для судов, находящихся в автономном плавании) . Это обусловлено тем, что в неавтономных системах, например на атомной электростанции, существует возможность “самовосстановления персонала”. В этом случае, БГ может рассматриваться как вероятность отсутствия у персонала биологических отказов и можно предполагать ее близкой к единице.

В работе [1] выдвигается предположение, что модель БГ должна быть аналогична модели аппаратурных отказов технических средств. Это означает, что при построении модели БГ применяется гипотеза простейшего потока отказов.

Ординарность и стационарность потока биологических отказов можно принять для достаточно большого периода времени, например, года. Исходя из предположения, что время реабилитации человека при биологическом отказе включает собственно время восстановления (лечения) и время полного восстановления первоначального состояния организма (реабилитация), гипотезу простейшего потока отказов можно считать достоверной [1].

С учетом наличия в замкнутой системе возможностей восстановления персонала при биологических отказах и возможностей организации профилактических мероприятий по предотвращению биологических отказов персонала можно сформулировать четыре основных модели биологической готовности.

2.2.1.1. Модель БГ персонала в замкнутой системе без возможности восстановления персонала (модель 0):

(9),

где: l б - средняя интенсивность биологических отказов персонала (1/час); D l б - интенсивность биологических отказов персонала при большой продолжительности работ (свыше 10 часов).

Получение параметров l б и D l б возможно с помощью методики, изложенной в работе [3] или путем поиска аналогий. Первый путь применим в тех случаях, когда имеется возможность получить статистику, характеризующую деятельность персонала в системе (в т.ч., операционные, алгоритмические и биологические сбои и отказы). Второй путь может быть применен в тех случаях, когда сбор статистики затруднен или невозможен, но оценить деятельность персонала в системе (организационной структуре) можно используя известные аналоги.

2.2.1.2. Модель БГ персонала в замкнутой системе с восстановлением после биологического отказа (модель 1):

. (10)

При

, (11)

где: - вероятность восстановления работоспособности персонала при биологическом отказе; tВ - время восстановления (лечения) персонала; - время наступления биологического отказа; l л, l р - интенсивность лечения и реабилитации персонала после биологического отказа.

2.2.1.3. Модель БГ персонала в замкнутой системе с восстановлением после биологического отказа и мероприятиями по повышению БГ (модель 2):

(12)

При

(13),

где: - вероятность повышения готовности персонала при мероприятиях по профилактике; - время начала профилактических мероприятий, направленных на предотвращение биологических отказов; tПР - время профилактики отказов; l р - интенсивность мероприятий по профилактике биологических отказов.

 

2.2.1.4. Модель БГ персонала в замкнутой системе с восстановлением после биологического отказа и мероприятиями по предупреждению биологических отказов (модель 3):

(15)

,

где: - вероятность восстановления персонала с учетом мероприятий по предупреждению биологических отказов.

2.2.2. Функциональная готовность персонала

Функциональной готовностью персонала будем называть способность персонала сохранять свою работоспособность (в процессе профессиональной деятельности) во время выполнения поставленных перед ним задач (несения вахты, выполнения работ и т.п.). В течении вахты можно выделить три периода, оказывающих существенное влияние на способность человека выполнять свои функции: период врабатывания, период нормальной работы, период усталости и снижения работоспособности. Модель функциональной готовности (ФГ) должна учитывать специфику состояния оператора в каждом из указанных периодов.

Таким образом, ФГ персонала можно определить как

, (16)

где: - вероятность появления ошибок врабатывания в начальный период работы или несения вахты; - вероятность появления ошибок, вызванных усталостью оператора в процессе несения вахты; t0, tвахт - момент начала вахты (работы) и длительность вахты (работы); , - среднее время врабатывания и проявления усталости оператора; ЭП - эргономический показатель, характеризующий приспособленность (удобство) рабочего места для работы человека.

2.2.3. Операционная готовность персонала

Операционная готовность персонала состоит в своевременном и безошибочном выполнении биологически работоспособным персоналом требуемых действий. В составе операционной готовности необходимо различать алгоритмическую и ситуационную готовность.

Алгоритмическая готовность (АГ) - способность оператора безошибочно и своевременно выполнять предписанные ему действия (работы). АГ представляет собой оценку способности оператора безошибочно и своевременно выбрать один из возможных алгоритмов по управления.

Ситуационная готовность (СГ) - способность оператора своевременно и безошибочно выполнять действия соответствующие сложившейся ситуации. СГ есть оценка способности оператора осуществлять выбор (или поиск возможных действий) и реализацию определенных действий, обеспечивающих приведение управляемой системы в заданное состояние при ограниченном времени реакции на сложившуюся ситуацию.

 

2.2.3.1. Алгоритмическая готовность

Алгоритмическая готовность оператора зависит от: функциональной готовности оператора ; вероятности выбора оператором правильного алгоритма управления ; вероятности безошибочного выполнения выбранного алгоритма (где A - совокупность всех возможных действий оператора (алгоритмов)) в сложившейся в управляемой системе ситуации ; вероятности своевременного выполнения выбранного алгоритма Ai -.

Таким образом, алгоритмическая готовность оператора определяется выражением (17):

, (17)

где: - момент выбора алгоритма .

2.2.3.2. Ситуационная готовность

Ситуационная готовность представляет собой вероятность того, что в течении ограниченного времени оператор найдет такое адекватное и безошибочное для данное ситуации, управление Ui, что объект управления перейдет в требуемое состояние за допустимое время. СГ зависит от в основном от соотношения быстротечности управляемого процесса и времени, затрачиваемого на оператором на поиск адекватного управления Ui.

Модель СГ персонала можно записать в виде

, (18)

где: tП - время реакции оператора на сложившуюся ситуацию; tТ - время, необходимое для изменения функционирования оборудования в соответствии с управляющим воздействием оператора; tав - время возникновения опасных ситуаций в объекте управления.

С учетом возможной ошибки при выбора управляющего воздействия Ui модель СГ персонала можно переписать следующим образом

, (19)

где: - вероятность безошибочного выбора адекватного и безопасного управления (Ut- множество допустимых для текущей ситуации управлений).

2.2.4. Готовность персонала

Под готовностью персонала или организационной готовностью понимается способность персонала сохранять биологическую, функциональную и операционную готовность в допустимых пределах в течении определенного времени за счет возможности восстановления после биологических сбоев и отказов, а также за счет организации комплекса профилактических мероприятий, направленных на повышение биологической готовности и предотвращение отказов.

2.2.4.1. Готовность единицы персонала

Готовность персонала в замкнутой системе определяется его биологической, функциональной и операционной готовностью. Обобщенная модель готовности единицы персонала может быть записана в виде

, (20)

где: ,, - биологическая, функциональная и операционная готовности персонала; - приведенная модель биологической готовности персонала в период несения вахты (работы); - приведенная модель биологической готовности персонала в период нахождения в резерве; - значение приведенной готовности персонала в начале периода отдыха; - длительность одного цикла использования персонала; T1, T2, T3 - период несения вахты (работы персонала), период нахождения персонала в резерве и период отдыха персонала; k -номер цикла использования персонала (k=0,1,2,...).

Индекс i в записи означает, что при оценке БГ персонала может быть использована одна из четырех рассмотренных в п. 2.2.1 моделей биологической готовности (i=0,1,2,3).

Операционная готовность определяется спецификой деятельности сотрудника. В том случае, когда деятельность оператора связана с ситуационным управлением (реагированием на развитие управляемого процесса), то операционная готовность определяется через ситуационную готовность . В тех случая, когда деятельность сотрудника связана с выбором стратегии управления или алгоритмов (последовательностей действий) операционная готовность определяется через алгоритмическую готовность .

2.2.4.2. Готовность подразделений

Готовность подразделения определяется готовностью (работоспособностью) сотрудников этого подразделения. При этом полагается, что подразделение готово к выполнению своих функций, если в подразделении, состоящем из единиц персонала имеется работоспособных единиц персонала, достаточное для обеспечения деятельности подразделения в полном объеме (). Здесь - минимальное количество персонала, необходимое для нормальной деятельности подразделения.

Таким образом, готовность подразделения, входящего в состав организационной структуры ОТС , определяется зависимостью

, (21)

где: - количество работоспособных единиц персонала подразделения, текущий уровень готовности () которых соответствует допустимым значениям готовности . Оператор есть мощность подмножества работоспособных (готовых к выполнению своих функций) сотрудников подразделения. Его счетное значение соответствует числу работоспособных сотрудников подразделения .

2.2.5. Организационная готовность

Готовность организационной структуры или организационная готовность определяется готовностью всех подразделений, входящих в состав организационной структуры ОТС. В общем виде организационную готовность можно описать следующей зависимостью

, (22)

где: k - общее число подразделений в составе ОТС; kОВ - число особо важных подразделений, готовность которых должна быть обеспечена при любых условиях; kНГ - число неготовых вспомогательных (не относящихся к особо важным) подразделений; kГП - число готовых вспомогательных подразделений (); - минимальное значение готовности, допустимое для организационной структуры ОТС.

Готовность характеризует минимально допустимое число вспомогательных подразделений, готовность которых должна быть обеспечена. определяется следующим отношением (при условии, что все особо важные подразделения готовы)

,

где: , - допустимое число готовых и неготовых вспомогательных подразделений.

 

2.3. Комплексный показатель готовности

Комплексный показатель готовности включает в себя показатели готовности организационной, технической и интерфейсной структур. В общем виде КПГ представляет собой композицию технической и организационной готовности при условии наличия необходимого для нормального функционирования ОТС запаса ресурсов R(t)

. (23)

Сформулируем требование о готовности ОТС.

Требование 2

ОТС находится в состоянии готовности (или способна выполнять установленные функции), в том и только в том случае, когда готовность организационной и технической структур лежит в области допустимых значений и имеется запас ресурсов R(t) достаточный для эффективного функционирования системы.

 

Таким образом, готовность ОТС к использованию определяется выражением

. (24)

 

3. Готовность элементов КТС к переходу из режима в режим

Каждый из трех режимов эксплуатации элементов КТС, - использование по назначению, техническое обслуживание и ремонт, хранение, - может быть разбит на ряд подрежимов. Каждый режим или подрежим представляет собой функционал следующего вида [1], где - есть соответственно вектор состояния элемента КТС, потребность или расход элементом КТС ресурсов и техническое состояние элемента КТС в момент времени tk.

Способность элемента КТС к переходу из режима в режим (® ) определяется следующими основными факторами:

   1. Существует поверхность , построенная в пространстве переменных , отражающая связь между различными режимами , такая, что точки и принадлежат этой поверхности (). Иначе говоря, существует принципиальная возможность перехода из режима в режим .
   2. Время tij, затрачиваемое на выполнение перехода ® , конечно и не превышает максимально допустимое время перехода Tпер (). Следует отметить, что в некоторых случаях время рассматривается как специфический вид ресурса.
   3. Объем ресурсов Rij, затрачиваемый на переход ® , ограничен и не превышает допустимого значения Rпер ().

Готовность ТС к переходу одного режима (или подрежима) в другой определяется как вероятность трех указанных событий. Полагая указанные события совместными и считая их условно независимыми [2] готовность ТС к переходу Гij можно записать как

. (25)

Вероятности и можно полагать равной единице, если выполняются условия и выполняются, и равной нулю в противном случае.

Вероятность существования поверхности , удовлетворяющей условию , определяется на основании соотнесения текущего состояния ТС, определяемого текущими значениями вектора состояния и техническим состоянием ТС (), с тем, которое должно быть получено в результате перехода (, ). Полученные результаты отображаются на графе межрежимных переходов. В том случае, если на графе существует хотя бы один путь, связывающий вершины и , то можно говорить, что условие выполнено и считать, что . В этом случае переход ТС из режима в режим возможен. В противном случае, вероятность существования поверхности равна нулю и, соответственно, переход из режима в режим невозможен. Это означает, что готовность ТС к переходу (Гij) равна нулю.

4. Заключение

Предлагаемые модели готовности позволяют с единых методологических позиций проводить анализ процессов, протекающих как в организационной, так и в технической структурах ОТС. Подобные модели могут применяться для оценки текущего и прогнозирования возможного изменения состояния различных элементов ОТС.

Возможность прогнозирования изменения состояния позволяет, во-первых, организовать такую систему обслуживания (технического и деятельности персонала), которая позволит минимизировать затраты ресурсов и исключить (или минимизировать) возможные отказы и сбои (например, обслуживание по состоянию). Во-вторых, возможно выявление различного рода “узких” мест (например, выявление недостатка запаса ресурса, тенденции к снижению работоспособности важных элементов и т.п.), позволяющее принять меры по предупреждению возможных негативных последствий таких “узких” мест для функционирования ОТС.

Литература

   1. Фокин Ю.Г. Оператор-технические средства: обеспечение надежности. -М.: Воениздат, 1985.
   2. Степанов И.В., Турусов С.Н. Модельное обеспечение процесса принятия решений по эксплуатации технических средств морских подвижных объектов. //Тез. докл. XXIV Всеросс. конф. по управлению движением кораблей и специальных аппаратов, Москва, 1-2 июня 1997 г.
   3. Степанов И.В., Турусов С.Н. Принятие решений по управлению готовностью подвижных объектов. //Тез. докл. XXV Всеросс. конференции по управлению движением кораблей и специальных аппаратов, Рыбинск, 24-25 июня 1998.


 
25 ноября 2017

суббота


Новости
16 марта 2007
cостоялся постоянно действующий научно-технический семинар "Системы обработки информации и управления".

Подробнее...
 





отремонтировать на Мерседесе GL-класса коробку-автомат

Copyright © 1998-2017 Входит в Центральный Военно-Морской Портал. Использование материалов портала разрешено только при условии указания источника: при публикации в Интернете необходимо размещение прямой гипертекстовой ссылки, не запрещенной к индексированию для хотя бы одной из поисковых систем: Google, Yandex; при публикации вне Интернета - указание адреса сайта. Вопросы и предложения. Создание сайта - компания ProLabs.
Рейтинг@Mail.ru