автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Метод обнаружения и идентификации дефектов в электротехнических комплексах и автоматизированном оборудовании

• ж

х Эр-оо

) ■ ' —----Для служебного пользования

На правах рукописи

Чумаков Вадим Александрович

МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ И АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ОБОРУДОВАНИИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

А

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2000

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук профессор

Валентин Серафимович Дрогайцев

Научный консультант: кандидат технических наук доцент

Юрий Сергеевич Филиппов

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор

Коломейцев Вячеслав Александрович; кандидат технических наук Улыбин Вячеслав Иванович

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский

институт измерительной аппаратуры, г. Саратов

Защита состоится 24 марта 2000 г. в 13 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета К063.58.08 в Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан февраля 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.А. Казинский

- ^<асу<.АЯ госуддрр^

'ОСУДАРСТ^.-ННАЯ / О/^^ Отдел

БИБЛИОТЕКА ( Х( литературы

__2000__ | . ч. ограниченного

'■♦•^^полизоюния ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТБГ—

Актуальность работы. Актуальность разработки методов и средств анализа гепени работоспособности, идентификации отказов и скрытых дефектов сложных гсектротехнических комплексов и автоматизированного оборудования, распознава-ия причин их появления обусловлена постоянно возрастающей значимостью и от-етственностью выполняемых ими функций, многообразием й жесткостью технико-кономических требований, сложностью структурно-конструкторских решений, по-влением новых технологических процессов опытных и серийных производств.

Проблема обеспечения надежности на этапе проектирования объектов путем аннего выявления отказов, скрытых дефектов в структуре и конструкции объекта, бусловленных несовершенствами элементной базы, структурных, схемотехниче-ких, конструктивных решений и техпроцессов производства, распознавания при-ин появления аномальных состояний и принятия корректирующих мер в настоя-(ее время является открытой.

Наибольший вклад в развитие теоретических основ технического диагности-ования сложных динамических объектов внесли П.П.Пархоменко, А.В.Мозга-евский, Л.А.Мироновский и Е.К.Корноушенко. Тем не менее вопросы диагности-ования кратных и скрытых дефектов остаются актуальными и в настоящее время.

Технико-экономическая , значимость методов и средств идентификации ано-альных состояний и распознавания их причин на стадии проектирования электро-зхнических комплексов и автоматизированного оборудования (далее объекты) оп-еделяется положениями: создание сложных объектов с повышенной надежностью з элементов с конечной надежностью требует больших технических ресурсов, вре-енных и материальных затрат; трудоемкость анализа технических характеристик и адежности проектируемых объектов велика и продолжает расти; к настоящему эемени разрешены теоретические и инженерные вопросы сбора и анализа больших ассивов разнородной информации, позволяющей характеризовать технический эовень проектируемых объектов; формализованные процессы решения указанных [дач поддаются машинизации; методы и средства идентификации аномальных со-гояний объектов составляют инструмент для обоснования решений и корректирующих мер; цена поздних доработок объекта достаточно велика, и их результаты в ту половинчатости бывают в большинстве случаев несовершенными.

Актуальность решаемой проблемы определяется также необходимостью со-защения временного цикла проектирования электротехнических комплексов и ав-шатизированного оборудования, снижения затрат в условиях их серийного освое-ля и применения по назначению.

Цель работы. Разработка метода оценки степени работоспособности, обнажения и идентификации дефектов электротехнических комплексов и автоматизи-

рованного оборудования, предназначенного для обеспечения их надежности на эт пе проектирования и последующих периодах жизненного цикла.

Научная новизна.

1. Предложен новый формализованный метод обнаружения и идентификац! одиночных и кратных отказов и скрытых дефектов в сложных электронных, эле тротехнических и электромеханических комплексах с учетом воздействующих фа торов внешней среды.

2. Предложены формальные механизмы управления глубиной идентификац] дефектов в результате направленного преобразования структуры исходной моде; объекта, выявления информативных признаков и регламентирования процедур п нижения размерности модели идентификации аномальных состояний объекта.

3. Обоснован формализованный подход к распознаванию причин появлеи дефектов заданного подмножества.

Практическая ценность. Практическая ценность работы состоит в обоснов нии технической и экономической целесообразности использования единых мет дических, программных и автоматизированных аппаратных средств на этапах пр ектирования, производства и эксплуатации объектов рассматриваемых классов; постановке и разрешении задачи раннего обнаружения, распознавания и устранен) на стадии проектирования структурно-конструкторских и схемотехнических нес вершенств; в реализации методов и способов получения исходной информации условиях дефицита числа исследуемых объектов на стадии их проектирования; реализации метода идентификации кратных отказов и скрытых дефектов; в униве сальности основных положений работы, которые могут быть распространены 1 смежные классы объектов; в доступности методов и средств анализа сложных об ектов специалистам пониженной квалификации.

Реализация результатов работы. Теоретические результаты по основнь: положениям решенной задачи вошли в состав комплекта методических материал! из семи методик, предназначенных для обеспечения заданного уровня надежност автоматизированных комплексов и объектов специального назначения и управлеш процессами их проектирования в результате раннего обнаружения несовершенств проектных решениях и обоснованного устранения причин их появления. Компли методических материалов внедрен на предприятиях: АО КБ «Электроприбор» (С ратов); АО «СНИИМ» (Саратовский научно-исследовательский институт машин» строения); КБ ПО «Корпус» (Саратов); АО «САЗ» (Саратовский авиационный з вод); ЦНИИИА (Центральный научно-исследовательский институт измерительно аппаратуры); СВВКИУ РВ (Саратовское высшее военное командно-инженернс училище ракетных войск).

Решению данной проблемы предшествовала совокупность теоретических инженерных разработок по созданию методических и программно-аппаратнь

эедств анализа и технического диагностирования цифровых устройств и сложных тлоговых объектов специального назначения по заданиям головных н ведущих эедприятий ряда отраслей промышленности.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладываюсь: на Российской (Сзратов, 1994 г.) и четырех Международных научно-¡хнических конференциях «Методы и средства оценки и повышения надежности эиборов, устройств и систем» (Пенза, 1995-1998 гг.), на научно-технической кон-гренции в Саратовском высшем военном командно-инженерном училище ракет->1х войск (Саратов, 1996 г.), на ежегодных научно-технических конференциях и динарах СГТУ (Саратов, 1994-2000 гг.).

Публикации. Результаты диссертационной работы освещены в 12 публика-

1ЯХ.

Теоретические результаты работы нашли отражение в фундаментальных ис-[едованиях, проводимых кафедрой УВК в 1994-1998 гг. в рамках федеральных 50грамм по темам: СПИ-196; СПИ-208, шифр «Орбита»; СПИ-256, Технические шверситеты России; СГТУ-21; СГТУ-16.

Положения, выносимые на защиту

1. Формализованный метод обнаружения и идентификации одиночных и )атных отказов и скрытых дефектов в электротехнических комплексах и автомати-рованном оборудовании с учетом влияния критичных факторов внешней среды и этичных режимов функционирования.

2. Формальные механизмы управления глубиной идентификации дефектов в зультате направленного преобразования структуры исходной модели объекта, вы-ления информативных признаков и понижения размерности модели идентифика-ш аномальных состояний.

3. Формализованный подход к распознаванию причин появления дефектов за-нного подмножества в электротехнических комплексах и автоматизированном орудовании.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех ав и заключения, изложенных на 179 страницах, списка литературы из 104 наиме-ваний, 26 рисунков, 2 таблиц и 4 приложений на 79 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и направленность работы, представле-г её краткая характеристика и положения, выносимые на защиту.

В рамках разрешения проблемы обеспечения надежности на этапе проектиро-ния объектов путем раннего выявления аномальных состояний, их причин и при-тия корректирующих мер в работе поставлен и решен комплекс взаимосвязанных

задач, в основу которых положены формализованные методы и процедуры:

синтез и преобразование математических моделей анализируемых объектов; параметрическая идентификация по входу-выходу функциональных завис! мостей анализируемого объекта автоматизированными аппаратными средствами;

обоснование критериев количественной и качественной оценки выходных п; раметров для определения степени работоспособности, обнаружения отказов скрытых дефектов, снижающих заданный уровень надежности объектов;

планирование видов и объемов многофакторных ускоренных испытаний, opi ентированных на моделирование и идентификацию состояний объекта и их причин моделирование возможных аномальных состояний анализируемого объекта пространственно-временном представлении с целью установления лричиннс следственных связей между вход-выходными параметрами, заданными подмнож( ствами воздействующих факторов внешней среды, возможным перечнем аномал! ных состояний и исходными причинами появления этих состояний;

агрегирование информативных признаков аномальных состояний объекта; построение моделей, оптимизация процессов идентификации аномальных сс стояний и распознавания причин их появления;

алгоритмизация процесса принятия ранних и обоснованных человеке машинных решений по обеспечению заданных характеристик объекта;

агрегатирование по целевому назначению модульных автоматизированны контрольно-испытательных и диагностических комплексов.

В первой главе определены классы и сформулированы характерные особей ности исследуемых объектов, отражающие сложность и трудоемкость анализа и технического состояния; обоснованы концепция, стратегия и структура систем! обеспечения надежности объектов на ранних стадиях проектирования и последую щих этапах жизненного цикла путем идентификации отказов и скрытых дефекты распознавания их причин и принятия корректирующих мер, предусматривающи обеспечение принципа единства методического обеспечения как для различны компонентов (объектов), так и для различных этапов их жизненного цикла, созда ние универсальных программно-аппаратных средств испытаний; сформулироваш принципы разработки и инженерной практической реализации предлагаемого мето дического обеспечения.

В качестве исследуемых объектов приняты электротехнические комплексь: автоматизированное оборудование и комплексные регуляторы управления силовы ми агрегатами летательных аппаратов.

Формализованный подход к реализации процедур идентификации аномаль ных состояний объектов опирается на детерминистские принципы и базируется а анализе движений вектора вход-выходных параметров Y(t)-(yi(t),...,ym(t))

y(t) =f(t, №)}, МО), {W(t)}, {V(0h {Q(t)}) : y(tq) =/, (t, y)e G0 (1

пространстве параметров Л"1, обусловленных управляющими воздействиями (и(1)}, нешними воздействующими факторами помехами У(1), структурно-

онструкторскими параметрами и аномальными процессами {{2(0}, происходящими объекте, и оценке по критериям отклонений (Ау) выходных или внутренних пара-(етров относительно номинальных значений и допусковых зон.

Во второй главе предложены формализованные методы углубленного анали-а и преобразования структуры объекта, выявления и упорядочения исходной ин-юрмации для идентификации одиночных и кратных отказов, скрытых дефектов и опознавания их причин, основанные на описании объекта математической моде-[ью, моделировании в пространственно-временном представлении признаков ано-1альных состояний в критичных режимах и условиях многофакторных испытаний.

Математические модели объектов рассматриваемых классов относятся к виду (етермшшрованных с сосредоточенными параметрами и описываются, в общем лучае, системами алгебраических и нелинейных дифференциальных уравнений, гозволягощими произвести декомпозицию объекта. Однако, в силу ограниченной точности, недостаточной глубины описания компонентов в модели системы, высо-сой сложности и проблематичности в настоящее время самого факта построения таких моделей для электронных, электротехнических и электромеханических ком-шексов промышленного назначения, иерархическая структура объекта представляйся функционально-аппаратурной моделью вида пространственного графа Э(Р, Р, А), а в качестве основного варианта, объединяющего исходную информацию >б объекте и способы решения задач всех этапов методического обеспечения, пред-южена многоуровневая модель вида логического направленного графа С(В, Е)щ, угражающего множество компонентов заданных уровней объекта с четко определенными функциями, топологические и функциональные связи, множество логических функций и условий прохождения информации по структуре объекта, опреде-тяющих процесс исполнения алгоритмов функционирования.

Представленные формализованные методы декомпозиции и преобразования моделей ориентированы на управление контролепригодностью, глубиной идентификации состояний, реализацию последующих этапов методического обеспечения и включают процедуры: разбиение объекта на составные компоненты посредством эпределения слабо связанных подсистем в системе, разбиения функций на подфункции, графа на подграфы; определение информационных путей, замкнутых контуров (циклов), минимальной совокупности ребер обратных связей, областей охвата зершин вход-выходными вершинами. Предложены показатели для обоснования направленности преобразования модели и оценки ее конечной структуры, по данным которой предусмотрено формирование перечней возможных состояний объекта.

Процедура идентификации вход-выходных параметров объекта экспериментально-аналитическим путем заключается в установлении функциональных зависи-

мостей (1) автоматизированными аппаратными средствами испытаний и включает обработку разнородных данных по принципу неравномерного дублирования. Для определения состояния объекта предложены критерии количественной оценки параметров, обнаруживающие явные отказы (Кн) и скрытые дефекты (К'П,К"П-«отклонение»; К'п - «дрейф» (2)) в результате проведения критичных многофакторных испытаний, учитывающие текущее состояние и ситуации предыстории.

О, если

1, если

У'/'-У*

Я"-у.

4У;

у',"-

■ ут У,

(!)

$5

>5'

(2)

ы ау:

Предложенный подход к организации и проведению испытаний ориентирован на решение совокупности взаимосвязанных задач: моделирование в жестких условиях отказов и скрытых дефектов, обусловленных несовершенствами проектных решений объекта и задействованных процессов производства; анализ и установление возможных физико-химических процессов, условий и механизмов их развития, способных привести к отказовым последствиям; формирование исходной последовательности контрольно-диагностических экспериментов и агрегирование максимально возможной совокупности признаков для обнаружения и идентификации аномальных состояний; установление причинно-следственных связей между аномальными состояниями и причинами их появления; накопление знаний для обоснования корректирующих мер по совершенствованию объекта и процессов производства.

Формализованный подход к планированию видов и объемов ускоренных испытаний включает определение поданным обучающих выборок /(¿) оптимальных уровней чисел нагрузочных циклов или времени приложения внешних

воздействующих факторов (/<,,,,), обеспечивающих наилучшие условия обнаружения аномальных состояний. Обоснование правомочности ускоренных испытаний опирается на определение коэффициентов ускорения с учетом эксплуатационных и нагрузочных коэффициентов.

Моделирование состояний объекта производится аналитическим способом и экспериментальным, основанным на построении предлагаемой трехмерной модели графического представления пространства вход-выходных параметров и подпространств, соответствующих признакам аномальных состояний объекта (Мипу)- Процесс формирования подпространств определяется выражениями:

«,(0\ И//Я тиV 2//;} }ук(1)\

Формализованный процесс агрегирования признаков аномальных состояние

л(0 =£(«.(*). 1Ш 0,(0.0)

(3)

>бъекта на начальном этапе включает определение их разделительных свойств с счетом представленных показателей качества модели параметрического пространна (Миунд, степени подобия и взаимного расположения признаков. Заключитель-!ый этап связан с формированием, согласно предложенной модели и критериям шформационной значимости, максимально возможной совокупности информатив-1ых и значимых признаков, представляющей основу для построения исходной мо-(ели идентификации аномальных состояний и распознавания причин.

В третьей главе предложены формализованные методы и обоснованы коли-[ественные критерии оптимизации процессов идентификации одиночных и крат-[ых отказов и скрытых дефектов исследуемых объектов, распознавания обусло-1ивших их причин в результате проведения критичных многофакторных ускорен-!ых испытаний; обоснованы показатели и определен способ управления глубиной щентификации и достоверностью результатов путем назначения дополнительных ¡онтрольных точек и повышения размерности конечной модели идентификации; лгоритмизирован процесс и предложена модель принятия ранних и обоснованных [еловеко-машинных решений по идентификации состояний объекта и распознава-шю причин для формирования корректирующих мер по совершенствованию струк-урно-конструкторских и схемотехнических вариантов исследуемого объекта на >анних этапах его проектирования и технологических процессов его изготовления.

В качестве исходной модели |дентификации состояний объекта, юличественно и качественно ха->актеризующей степень его работо-пособности, отражающей наилуч-цие условия обнаружения дефек-ов, предложена трехмерная матри-1а состояний В=\\ \\ттП рис. 1, де - заданное подмножество

[дентифицируемых состояний;

(Щ Ч'Г. Ур -

[сходная последовательность кон-рольно-диагностических экспери-!ентов; - ситуации, отражаю-цие состояния имитируемых воз-(ействующих факторов внешней реды. Модель учитывает динамические, функциональные, структур-ю-топологические характеристики Рис. 1. Исходная модель идентификации состояний [ особенности объекта и позволяет объекта

«7

/

п п

гг~г

ггт:

ТТГ7

/ 1

1 ... 1 ит 1

У1 ... У) Уш

& ... д, ... А*

: ' :

д* ... Д»

* :

д* рф

ч*'

яг

(«У

у

%

уг

%

в совокупности с предложенными критериями {KJ оценить их соответствие установленным требованиям. Обеспечивается управление глубиной идентификации за счет сочетания анализа структурных взаимосвязей компонентов с контрольными точками и использования разделительных свойств признаков в каждой контрольной точке.

В данной постановке модель идентификации аномальных состояний описывается протоколом формируемых ситуаций и наблюдений

1 = </e, t, ¥<w>, V<">, T<R>, Y„ Z, >, fZJ = {Y,}, fS¡} s{Z¡}. (4)

Сценарии реализации множества направленных действий по достижению целей заданного множества {ZJ в общем виде могут быть описаны моделью вида

Мо = (Т, Аф, У, К, D, П, Z), (5)

где Аф - множество формализованных алгоритмов и процедур, представленных соответствующими совокупностями процедурно-информационных элементов (модулей).

Стратегия оптимизации модели, соответственно, процесса, идентификации аномальных состояний заключается в понижении размерности исходной модели в плане определения необходимой последовательности элементарных контрольно-диагностических экспериментов, достаточной для оценки работоспособности, обнаружения и распознавания с заданной глубиной отказов и скрытых дефектов требуемой кратности, с учетом критериев информационной значимости, стоимостных показателей и доступности исполнения экспериментов. Сущность процесса понижения размерности модели состоит в пошаговом разбиении идентифицируемых состояний на обнаруживаемые и необнаруживаемые до тех пор, когда подмножества сведутся к одному состоянию или группе неопределенности. Для обеспечения отбора наиболее эффективных элементарных контрольно-диагностических экспериментов предложены критерии количественной оценки их информационной значимости

Д, = (П: = + (6)

1-1

1, Г: L)=¿^ ■ь+к-п<;>■ 4>)/(«;> + а,;. (?)

Сформулированы условия, позволяющие произвести анализ достаточности информации модели, исключить избыточные и неинформативные элементы, ввести в модель недостающую информацию посредством обоснованного назначения дополнительных контрольных точек.

Обоснованы формализованная процедура определения перечня кратных дефектов, распознавание которых предопределено структурой объекта, и зависимости для формирования исходных моделей идентификации кратных аномальных состояний.

К

У", у: у! у', у'.

л, Рш Рш р,» Риг Ры,

р,1. Рш!и Р„п пт'1

Рис. 2. Конечная модель идентификации состояний объекта

Разработанный процесс пониже-дая размерности модели идентифика-;ии с целью получения конечной моде-[И, рис. 2, предусматривает два вариан-а. Первый вариант предназначен, глав-[ым образом, для подтверждения на-(ежности, идентификации скрытых дефектов, «слабых мест» объекта в кри-ичных условиях испытаний на этапе [роектирования и последующих перио-;ах жизненного цикла, предусматри-

ающих проведение полного комплекса испытаний на соответствие объекта техни-еским требованиям. Второй вариант предназначен для идентификации аномальных остояний в нормальных и критичных условиях на ранних этапах проектирования, огда количество явных отказов может оказаться большим, а также в эксплуатации ля обеспечения ремонтно-профилактических мероприятий.

Конечные результаты процедур идентификации состояний объекта выступают качестве симптомов и признаков и оставляют основу для построения сходных моделей распознавания ричин, обусловивших явные отка-а и скрытые дефекты.

Установление причинно-педственных связей между вход-ыми ситуациями {¥<а>.У0** эзможными аномальными состоя-аями и причинами, необходимых тя синтеза исходной модели рас-эзнавания причин, базируется на тссификации возможных состоя-то объекта и причин. В работе эедложен вариант базового переч-I классов причин, составляющий :нову стратегии формализма рас-)знавания причин, процессов при-1тия человеко-машинных реше-ш, формирования корректирую-их мер по управлению процесса-I проектирования объектов.

... ...

... V] V,' ... < ... <

Я, п\ ... а',, а], ... < о'п

• ... ... ...

л, П\ а>„ а> < ...

• ... ... • ...

К ... <1 ... < <н ...

: ... ...

По ... < < < 4 ...

1 ... ... ...

Рис. 3. Модель распознавания причин

(П)}, 1 — [1, О] - подмножество классов причин;

{П'}, ¡ = [1, Я] - подмножества причин заданных классов; {у'}, г = [1, Ь] - подмножество регистрируемых признаков, характеризующихУ-й класс аномальных состояний

Оптимизация процесса распознавания причин опирается на синтез и понижение размерности моделей, построенных по данным исходной модели идентификации с целью получения конечной модели распознавания причин, рис. 3. Предусмотрены два варианта практической реализации формализованных процессов иденти? фикации аномальных состояний и распознавания причин: но результатам всех видов испытаний и по принципу ситуационного управления активными действиями в процессах анализа технического состояния объекта, когда логический формализм, представляемый деревом распознавания, используется для обоснованного выбора локальных маршрутов исполнения действий по достижению промежуточных и конечных целей заданного множества {2), отражающих процесс идентификации аномальных состояний и их причин.

Предложенные методические и аппаратные средства оценки степени работоспособности объектов, идентификации аномальных состояний и их причин отвечают требованиям логического формализма, что обеспечивает человеко-машинный процесс принятия решений.

Для накопления и анализа информации, необходимой для принятия человеко-машинных решений, направленных на формирование корректирующих мер по совершенствованию объекта на ранних этапах его проектирования и техпроцессов его изготовления, предложен алгоритм, объединяющий результаты последовательности циклов испытаний составных компонентов и объекта в целом с учетом динамики изменения параметров во времени.

В качестве модели принятия решений в процессе реализации алгоритма предложена модель в виде дерева решений, отражающая маршруты исполнения активных действий по идентификации состояний объекта и распознаванию их причин в результате реализации соответствующих циклов многофакторных ускоренных испытаний.

В четвертой главе предложен подход к целевому агрегатированию автоматизированных контрольно-испытательных и диагностических комплексов (КИДК), ориентированный на реализацию предложенных методов, алгоритмов и процедур анализа технического состояния объектов рассматриваемых классов, предполагающий максимальное использование готовых программных и аппаратных модулей обеспечивающих исполнение типовых алгоритмов.

Процесс агрегатирования КИДК представлен тремя укрупненными этапами:

1. Обоснование совокупности решаемых задач, структуризация формализованных методов и алгоритмов анализа объектов, формализация активных действий.

В результате определяется исходная совокупность классов процедурно информационных элементов (формализованных процедур), ориентированных н: реализацию аппаратными функциональными модулями, предопределяющая иерар хические уровни моделей алгоритмов исполнения формализованных методов I

уровни распределения аппаратных устройств в структуре КИДК.

2. Синтез альтернативных (конкурирующих) вариантов структур комплекса и выбор оптимального варианта, включающий: обоснование необходимой совокупности классов аппаратных модулей; выбор по заданным критериям и показателям необходимого состава аппаратных модулей соответствующих классов каждого альтернативного варианта; обоснование структурной организации комплекса; выбор оптимального варианта.

Стратегия целевого синтеза комплексов базируется на реализации динамического и алгоритмического параллелизма и предполагает два возможных подхода: в первом подходе предпочтение отдается непосредственно динамическому и алгоритмическому параллелизмам; второй подход, предполагает синтез структуры КИДК по остаточному принципу относительно алгоритма наиболее трудоемкого анализа определяющего по структурной сложности и динамизму объекта.

Предложена многоуровневая структура базового ядра комплекса с централизованным управлением, обеспечивающая реализацию алгоритмов анализа в динамических режимах, выполнение в реальном времени объемных и интеллектуальных работ по обработке информации, характеризующей техническое состояние объекта.

Предложена совокупность количественных показателей, регламентирующих процедуру обоснования структурной организации программно-аппаратных средств комплекса и порядок распределения по иерархическим уровням его структуры функциональных устройств и средств обмена между ними.

3. Определение достаточности функционачьно-управляющих и вычислительных средств комплекса и оценка технико-экономической эффективности разрешения заданных проблем, опирающиеся на использование предложенных критериев, позволяющих произвести корректировку структуры комплекса дополнительным включением недостаточных (исключением избыточных) аппаратных модулей.

Для описания формализованных алгоритмов анализа объектов и представления структурно-функциональной архитектуры КИДК предложено использовать модели вида логических направленных графов.

Для повышения эффективности практического применения агрегатируемых автоматизированных КИДК рекомендована многоместная организация анализа объектов и составных компонентов, имеющих пониженную размерность.

В заключении формулируются основные выводы и результаты работы.

В приложениях приведены: пример реализации методов представления объекта математической моделью и оптимизации процесса идентификации аномальных :остояний для управляющего функционального аппаратного модуля; алгоритмы, программы исполнения формализованных процедур и акты внедрения результатов заботы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Основные выводы и результаты работы заключаются в следующем:

1. Обоснована организационно-техническая структура комплексного исполь зования методических и автоматизированных аппаратных средств оценки степеш работоспособности и идентификации аномальных состояний сложных электротех нических комплексов и автоматизированного оборудования в условиях их проекта рования, серийного изготовления и на этапе эксплуатации.

2. Предложены формализованные процедуры управления глубиной анализа i идентификации аномальных состояний в результате направленного преобразование исходной структуры модели испытуемого объекта.

3. Разработан формализованный подход к выявлению в процессе моделирова ния объекта в критичных условиях и режимах причинно-следственных связей меж ду возможными аномальными состояниями объекта и воздействующими фактора ми, определению характерных свойств, информативных и значимых простых i сложных признаков, составляющих основу процесса идентификации состояний распознавания причин и принятия решений.

4. Обоснованы критерии количественной и качественной оценки степени ра ботоспособности, обнаружения явных отказов и скрытых дефектов объекта, учиты вающие информацию текущих ситуаций и событий предыстории.

5. Разработан метод идентификации одиночных и кратных отказов и скрыты) дефектов, учитывающий информацию о критичных режимах функционирование испытуемого объекта и воздействующих факторах внешней среды, обеспечиваю щий направленное управление процессом достижения требуемой глубины идентификации.

6. Сформулированы и обоснованы механизм распознавания возможных причин, обусловивших появление соответствующих аномальных ситуаций, и модел! принятия решений, отражающая порядок формирования вывода по данным совокупности разнородных испытаний.

7. Разработан подход к целевому агрегатированию автоматизированных контрольно-испытательных и диагностических комплексов.

Основные положения работы изложены в следующих публикациях:

1. Дороднов C.B., Чумаков В.А. Критерии оценки технического состояния, используемые для автоматизированной настройки сложного технического объекта // Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов устройств и систем: Сб. докл. науч. конф. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та, 1997. - С.27-28.

Дородное C.B., Чумаков В.А. Метод идентификации ненастроенных состояний // Проектирование и техническая диагностика автоматизированных комплексов: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1997. - С.119-121.

Дрогайцев B.C., Дороднов C.B., Чумаков В.А., Давыдов Д.А. Классификация параметров в задачах анализа сложных технических объектов // Проектирование и техническая диагностика автоматизированных комплексов: Межвуз. науч. сб. -Саратов: СГТУ, 1995. - С.4-18.

Дрогайцев B.C., Чумаков В.А., Говоренко Г.С., Ушаков В.А. Диагностирование состояний технических объектов по данным ускоренных испытаний // Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза, 1996. -4.1. - С.26-28. Дрогайцев B.C., Чумаков В.А., Гуляев Д.А., Коваленко К.А., Данилина С.Ю. Идентификация отказов и распознавание их причин по данным многофакторного анализа объекта // Проектирование и техническая диагностика автоматизированных комплексов: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1998. - С.94-103. Куранов В.В., Чумаков В.А. Экспертный подход к решению проблемы обеспечения надежности при проектировании сложных систем // Методы и средства оценки и повышения надежности приборов, устройств и систем: Тез. докл. Российской науч.-техн. конф. - Пенза, 1994. - С.37-38.

Филиппов Ю.С., Колотов A.B., Чумаков В.А. Формирование механизма вывода с /четом времени экспертизы при техническом диагностировании // Актуальные троблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и шстем: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза, 1996. - 4.1. - С.43-44. Филиппов Ю.С., Куранов В.В., Чумаков В.А. Использование оценок правдопо-юбности при исследовании надежности систем // Методы и средства оценки \ повышения надежности приборов, устройств и систем: Тез. докл. Междунар. иуч.-техн. конф. - Пенза, 1995. - С.26-27.

Чумаков В.А., Давыдов Д.А. Диагностирование кратных дефектов // Актуальные гроблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и истем: Сб. докл. науч. конф. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та, 1997. - С.25-26. Чумаков В.А., Давыдов Д.А. Обнаружение отказов и скрытых дефектов в анало-овых устройствах и системах // Проектирование и техническая диагностика ав-оматизированныхкомплексов: Межвуз.науч.сб.-Саратов: СГТУ, 1997.- С.28-32. Чумаков В.А. Диагностирование замкнутых контуров в сложных аналоговых истемах // Проектирование и техническая диагностика автоматизированных омплексов: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1997. - С.49-53. Чумаков В.А., Филиппов Ю.С., Дороднов C.B. Построение моделей диагности-ования дефектов // Методы и средства оценки и повышения надежности прибо-ов, устройств и систем: Тез. докл. Российской науч.-техн. конф. - Пенза, 1994. -:.И. - С.23-24.