ЧИСЕЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ БАГАТОКОМПОНЕНТНОЇ СХЕМИ
14.09.2021 21:57
[1. Інформаційні системи і технології]
Автор: Бердник О.М., к.т.н., Національний авіаційний університет, м. Київ;
Карпенко Д.В., студент, Національний авіаційний університет, м. Київ
В процесі експлуатації складних авіаційних систем одним з основних питань є питання про те, як забезпечити їх надійну роботу. Підвищення надійності багатокомпонентних систем, в свою чергу, дозволить раціонально змінити обсяг і терміни робіт по їх обслуговуванню.
Для оцінки надійності багатокомпонентних схем необхідно побудувати розрахункову математичну модель, яка б дозволила описати структуру та надати можливість чисельного аналізу поведінки показників системи в залежності від зміни параметрів її компонент.
Існують різні підходи щодо вирішення даної проблеми. Наприклад, у роботі [1] пропонується методика розрахунку, яка базується на зведенні імовірнісно-алгебраїчної моделі структурно-складної системи з багатьма станами до сукупності моделей структурно-складних систем з двома станами (робота, відмова). Автор роботи [2] запропонував модель оптимізації багатокомпонентної схеми деякого набору послідовно зв’язаних компонент шляхом знаходження оптимальної кількості компонент-дублерів за умови двох типів обмежень (по вартості і вазі) з використанням принципів динамічного програмування.
Чисельний розрахунок надійності багатокомпонентної схеми, що базується на ідеї використання компонент-дублерів для забезпечення безвідмовної роботи системи, проведено на розробленому програмному модулі «Задача про надійність» (рис.1). Коректність роботи програми перевірено шляхом вирішення тестової задачі з [2]: багатокомпонентна схема складається з п'яти послідовно з'єднаних компонентів, для кожного з яких відомі надійність, ваговий коефіцієнт та вартість, величина максимально допустимої ваги складає 104, а максимальної вартості схеми – 100. Результати чисельного розрахунку, проведені за допомогою розробленого програмного модуля, наведено на рис. 1.
Рис.1. Інтерфейс програмного модуля
Зокрема, визначено, що максимально можлива надійність схеми при заданих обмеженнях становить 0,90632, оптимальна ж кількість компонент-дублерів: для нульового блоку – 2, для першого – 3, для другого – 4, для третього – 3 і для четвертого – 2.
При обчисленні надійності схеми за умови відсутності дублерів (коли ймовірність безвідмовної роботи є добутком значень надійності кожної з основних компонент) отримано значення 0,29835. Таким чином, оптимізація схеми забезпечила втричі вищу надійність її роботи.
Розроблений програмний модуль може бути використаний як складова у прикладному програмному забезпеченні для підвищення надійності та ефективності роботи багатокомпонентної схем.
Література:
1. Сукач Е.И. Методика расчета показателей надежности многокомпонентных структурно-сложных систем со многими состояниями. – Информатика. 2011;(3(31)):13-21.
2. Беллман Р. Прикладные задачи динамического программирования – М. : Наука. Главная редакция физ.-мат. лит-ры, 1965. — 460 с.