автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методология алгоритмизации управления и моделирования процессов оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов

На правах рукописи

СЕМЕНОВА Елена Георгиевна

МЕТОДОЛОГИЯ АЛГОРИТМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКТОРСКО -ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ

Специальность: 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (технические системы)»

05.13.18 - «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном университете аэрокосмического приборостроения

Научный консультант - доктор технический наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Варжапетян А.Г.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Климов Е.Н.

доктор технических наук, профессор Бубнов Ю.З.

доктор технических наук Шнуренко А.А.

Ведущее предприятие: Открытое Акционерное Общество «Холдинговая Компания «Ленинец»

Защита состоится «29» апреля 2004 г. в «/V» часов на заседании диссертационного совета Д223.009.03 при Санкт-Петербургском Государственном университете водных коммуникаций по адресу: 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д. 5/7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор У,

Кулибанов Ю.М.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Основой повышения эффективности процессов управления современными и перспективными транспортными средствами является нарастающее применение автоматизированных информационных и вычислительных систем, образующих в своей совокупности бортовые комплексы (БК). Бортовые комплексы, абстрагируясь от их назначения, схемотехнического и конструктивного исполнения, представляют собой совокупность функционально связанных систем (подсистем) и устройств, обеспечивающих с помощью радиоэлектронных средств управление транспортным средством и его оборудованием. Цель управления состоит в достижении желаемого (в смысле заранее принятых условий и критериев) результата в процессе этих действий.

Эффективность процессов автоматизированного управления транспортными средствами обусловлена тем, что в качестве базы знаний используются объектно-ориентированные математические модели и реализуются новые информационные технологии. Очевидно, что наиболее объективными и перспективными на данный момент являются модели, построенные на основе системного подхода.

Многоцелевой характер функционирования БК требует для обеспечения эффективности решения поставленных задач выполнения большого количества ограничений взаимосвязанных технических, экономических и эргономических показателей. Основным назначением бортовых комплексов управления транспортными средствами является организация информационного взаимодействия, как между элементами системы, так и с внешней средой.

Отличительной особенностью БК как сложной технической системы является динамичность изменения ее состояния в процессе эксплуатации, иерархичность структуры, использование средств аппаратного и

программного резервирования, что приво£щоСкНА1Ы№ИАД?$*%1 язей

3 Г БИБЛИОТЕКА

СЛ

» ОЭ »0 *** ^

3

между элементами, а также к корректировке системы управления (алгоритмы, задачи, способы и методы).

Комплекс научных исследований по внедрению информационных технологий и объектно-ориентированных структурных преобразований, а также организационно-практические мероприятия по совершенствованию процессов системного синтеза бортовых комплексов в целях повышения эффективности применения транспортных средств специального и гражданского назначения представляет собой крупную научно-техническую проблему, которая имеет народно-хозяйственное значение и может быть сформулирована следующим образом.

Научная проблема. Повышение эффективности производственных, технологических и информационных процессов разработки, изготовления и эксплуатации бортовых комплексов на основе использования новых информационных технологий и методов инжиниринга качества

Данная научно-техническая проблема направлена на развитие указанных в «Перечне критических технологий Российской Федерации» направлений: «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений», «Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (CALS-, CAD-, САМ-, САЕ-технологии)», «Компьютерное моделирование».

Центральным ядром этой научно-технической проблемы является развитие и/или совершенствование методов системного анализа и синтеза иерархических структур бортовых комплексов; моделирования процессов оптимизации системных свойств: показателей качества; информационного и программного обеспечения процессов разработки, изготовления и эксплуатации бортовых комплексов Такой комплекс методов требует разработки методологических основ алгоритмизации управления и моделирования процессов оптимизации конструкторско-техиологических параметров бортовых комплексов на основе концептуального и системного моделирования; а также формализации процесса формирования

класса альтернативных моделей для обоснования решений на различных этапах жизненного цикла транспортных средств. При этом должно быть научно обосновано информационное обеспечение процессов создания современных и перспективных бортовых комплексов, позволяющее осуществить рациональный выбор решений на различных уровнях иерархической структуры системы, а также использовать принципиально новые методы оценки качества бортовых комплексов с помощью функций потерь, поскольку традиционные методы допускового контроля оказываются для них экономически неэффективными.

Недостаточная проработанность указанной научно-технической проблемы настоятельно требует исследования и формирования теоретико-методологического аппарата управления качеством бортовых комплексов, включая процедуры структурирования функций качества, параметрического синтеза на этапе конструкторского и технологического проектирования, обеспечения робастности продукции. Разработка таких процедур может быть выполнена только путем создания рациональных процедур математического моделирования, отработки алгоритмов и комплексов программ, составляющих ядро системы автоматизации конструкторского и технологического проектирования современных и перспективных бортовых радиоэлектронных комплексов.

Эффективность такого подхода достигается достаточно полным анализом жизненного цикла бортовых радиоэлектронных комплексов транспортных средств путем их многоуровневого представления, структурирования описания, декомпозицией оптимизационных и информационных моделей, и применением системы взаимосвязанных понятий «критерий качества - базовая структура - коэффициент значимости элемента структуры» для формирования и выбора вариантов на каждом уровне.

Цель-работы и задачи исследования. Цель работы заключается в разработке методов и средств моделирования и управления процессами обеспечения качества бортовых комплексов транспортных средств на основе системного подхода и формирования аналитических и информационных моделей с учетом новых информационных технологий и методов инжиниринга качества на различных этапах жизненного цикла.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработана концепция системного подхода к моделированию сложных технических систем на основе формализации иерархии описаний и математических моделей бортовых радиоэлектронных комплексов применительно к таким этапам жизненного цикла изделий, как проектирование и производство, с учетом структуризации множества элементов синтеза в пространстве свойств.

2. Разработано программно-математическое обеспечение моделирования и оптимизации структурных элементов бортовых комплексов (на примере антенных устройств): методы расчета упругих и дилатометрических характеристик однонаправленных и многослойных композиционных структур; методы рационального армирования многослойных антенных устройств с учетом технологических погрешностей укладки монослоев;

3. Разработаны базовые принципы робастного проектирования бортовых комплексов, направленного на достижение таких значений управляемых параметров, которые минимизируют влияние дестабилизирующих факторов на характеристики качества.

4. Разработано программно-математическое обеспечение моделирования и

теоретические основы технологии изготовления антенных устройств из

полимерных композиционных волокнистых материалов (ПКВМ):

методы и модели параметрического синтеза технологических режимов

формования; методики организации технологического эксперимента,

алгоритмы и программы кластерного анализа результатов

6

технологического эксперимента; 5. Внедрены новые научно-обоснованные технические и технологические решения по использованию новых информационных технологий и методов инжиниринга качества при создании прецизионных антенных устройств для современных и перспективных бортовых радиоэлектронных систем и комплексов;

Объектом исследования являются бортовые комплексы транспортных средств, системы и процессы их разработки, изготовления и эксплуатации. Последовательное применение теоретико-методологического аппарата управления качеством бортовых комплексов осуществлено на примере сложнопрофильных зеркальных антенн, которые широко распространены в обзорных и прицельных РЛС. При этом, разработанный аппарат распространяется и на другие устройства БК.

Предметом исследования являются процессы разработки, технология производства бортовых радиоэлектронных комплексов, требования к системным характеристикам качества БК и их структурных элементов на различных этапах жизненного цикла с учетом реализации концептуальных и математических моделей для описания процессов разработки и изготовления бортовых комплексов.

Методы исследования. Методологической основой и общетеоретической базой исследования являются принципы системного анализа структуры и функционирования бортовых радиоэлектронных комплексов. Теоретической основой развития и повышение эффективности и качества бортовых радиоэлектронных комплексов является системология, теория принятия решений, метода теории оптимального управления, теории алгоритмов, теории баз данных, теории классификации, численных методов анализа и математического моделирования, теории планирования эксперимента и имитационного моделирования. Основные теоретические результаты подтверждены экспериментально при физическом

моделировании и при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Научная новизна. В результате проведенных исследований осуществлено теоретическое, экспериментальное и модельно-предсказательное обоснование и решение ключевых задач проблемы, имеющей важное народно-хозяйственное значение - создание методологических основ- принятия решений по совершенствованию и развитию процессов разработки и изготовления бортовых радиоэлектронных комплексов на основе использования:

• структурных, функциональных и математических моделей подсистем бортовых комплексов;

• новых информационных технологий и методов инжиниринга качества;

• научно-обоснованных методологических и теоретических решений для взаимосвязанных задач проектирования, технологии- изготовления и контроля структурных элементов БК;

• экспертных систем и статистических данных результатов разработки, изготовления и функционирования подсистем БК.

Основные новые результаты, полученные в работе и выносимые на защиту:

1. Методология моделирования сложных технических систем на основе формализации иерархии описаний и математических моделей бортовых радиоэлектронных комплексов применительно к таким этапам жизненного цикла изделий, как проектирование и производство, с учетом структуризации множества элементов синтеза в пространстве свойств.

2. Программно-математическое обеспечение моделирования и оптимизации

структурных элементов бортовых комплексов (на примере антенных

устройств): методов расчета упругих и дилатометрических характеристик

однонаправленных и многослойных композиционных структур; методик

рационального армирования многослойных антенных устройств

8

с учетом технологических погрешностей укладки монослоев; научно обоснованные рекомендации по выбору методов и схем армирования многослойных антенных устройств бортовых комплексов, обеспечивших повышенную точность изделий;

3. Комплекс математических моделей и методология исследования устойчивости схем армирования, к технологическим погрешностям углов ориентации монослоев, при. выкладке, отличающиеся от известных подходов учетом возможностей конкретного производства.

4. Критерии и методика параметрического синтеза технологических режимов формования структурных элементов бортовых комплексов, позволившие обеспечить. заданные уровни точности' сложнопрофильных изделий;

5. Критерии и методики, кластерного анализа. вариантов реализации структурных элементов бортовых комплексов, задаваемых как по количественным параметрам, так и по качественным характеристикам;

6. Программные комплексы для подсистем автоматизированного проектирования и моделирования подсистем бортовых комплексов, а также программы для автоматизации научных и промышленных экспериментов при исследовании композиционных материалов, позволившие сократить сроки и повысить качество разработки и изготовления БК.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при разработке, производстве и внедрении перспективных типов антенных устройств бортовых комплексов «Новелла» и «Морской змей» (ОАО «Научно-исследовательский институт системотехники»), системы организации питания и отвода тепла для фазированных активных решеток (ЗАО «НИТИ-Авангард»), разработке средств технического контроля и широкой номенклатуры технологического оснащения (ООО «Акрон»).

Материалы диссертационной работы использованы в проекте № 2986 Международного Научно-Технического Центра «Исследование планарных слоистых структур на основе диэлектрических и сегнетоэлектрических пленок с целью применения в радиоэлектронных устройствах миллиметровое диапазона длин волн».

Разработанные методики и алгоритмы структуризации функций качества и кластеризации экспертных оценок использованы при разработке «Проекта концепции приборно-метрологического обеспечения», проводимой по Государственному контракту № 1558/26 от 05.12.2003 г.

Результаты диссертационной' работы использованы в Санкт-Петербургском университете аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлениям 340100 -управление качеством и 200800 - проектирование и технология радиоэлектронных средств.

Апробация работы. Основные положения работы по мере ее выполнения представлялись на Всероссийских и Международных конференциях, семинарах, симпозиумах и выставках, в том числе:

на Всесоюзной Научно-технической конференции «Пути совершенствования технологических процессов, материалов и оборудования производства современных изделий радиоэлектроники», Минск, 1983 г.;

на Всесоюзном научно-техническом семинаре «Контроль изделий микроэлектроники и применение микропроцессорных средств вычислительной техники», Ереван, 1984 г.;

на Всесоюзной научно-технической конференции «Интегрированные производственные комплексы в радиоэлектронике и приборостроении», Ленинград, 1986 г.;

на Всероссийской научно-технической конференции «Оптические, радиоволновые, тепловые методы контроля качества материалов, изделий и

окружающей среды», Ульяновск, 1994 г;

10

на 2-м Международном Симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии, Санкт-Петербург, 1995 г.;

на Всероссийской научно-практической конференции

«Многофункциональные радиоэлектронные комплексы перспективных летательных аппаратов», Санкт-Петербург, 2001;

на 6 Международной научно-практической конференции «Современные технологии обучения», Санкт-Петербург, 2002;

на Международной научно-технической конференции «Instrumentation in Ecology and Human Safety», St. Petersburg, 2002;

на ежегодных научно-педагогических конференциях, профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского Государственного университета аэрокосмического приборостроения;

на заседаниях кафедры Конструирования и управления- качеством радиоаппаратуры СПбГУАП.

Результаты исследования систем автоматического контроля геометрических параметров сложнопрофильных антенных устройств в 1986 году отмечены Серебряной медалью ВДНХ СССР.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 56 научно-технических изданиях, в том числе 4 монографии: «Технология производства антенн и устройств СВЧ», «Системы управления. Инжиниринг качества», «Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов», «Принятие решений о качестве, управляемом заказчиком», 29 научных статей, 22 тезисов докладов на Всероссийских и Международных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация представлена в форме рукописи, состоящей из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем работы составляет 292 страницы, в том числе 57 рисунков, 47 таблиц и список используемых источников из 147 наименований.

П. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована научно-техническая проблема, цель и задачи исследования.

В 1 главе представлены основы методологии системного синтеза бортовых радиоэлектронных комплексов. На основе сформулированных задач системного синтеза сложных технических объектов и анализа содержания основных этапов развития методологии системного синтеза определено и обосновано ее место в структуре, представляющей взаимодействие бортовых комплексов с внешней средой, в которой формируются элементы и подсистемы, а также отношения между ними с учетом многообразия внешних воздействий.

Рис. 1. Структура процесса системного синтеза технических объектов

В п. 1.2 сформулирована концепция системного синтеза бортовых комплексов и подтверждена целесообразность поэтапного исследования разрабатываемых комплексов (рис. 1). Определено, что среди выделенных этапов жизненного цикла (ЖЦ) бортовых комплексов (БК) наибольшим

приоритетом обладает ранний этап системного синтеза, поскольку именно на этом этапе должно быть принято решение о целесообразности построения системы, о путях реализации требуемых свойств на этапе конструкторско-технологической разработки. На этом этапе подлежит определению и конкретизации значимость элементов комплекса на основании наличия между ними определенной совокупности отношений, а также качество структурной схемы БК и эффективности, как самого комплекса, так и иных, сопряженных с ним, технических систем транспортного средства.

В п. 1.3 предложено при косвенной оценке эффективности функционирования бортового комплекса использовать предварительное задание суммарных затрат на каждом этапе:

где нижний индекс указывает число выполненных этапов, а верхний индекс - номер конкретного этапа, к которому относится та или иная характеристика.

Для обеспечения целочисленности количества экспериментов необходимо на каждом этапе итерационной процедуры производить корректировку оценки при заданных затратах. В этом случае задача распределения имеющихся ресурсов сводится к задаче линейного программирования:

(2)

решение которой учитывает ограничение величины ресурсов S для каждого (/+1) этапа.

В п. 1.4 показано, что при системном синтезе бортовых комплексов

особое значение приобретает структурирование требований к показателям

назначения БК, целью которого является выбор характеристик устройств

комплекса из условия минимизации его стоимости (Б) при заданном

значении показателя назначения Ф. Аналитическое решение такой

13

(3)

задачи на этапе разработки БК невозможно из-за отсутствия априорной информации о ф{х), где х — набор характеристик устройства, поэтому . решение сводится к двум процессам:

- к поиску начального приближения х0 из условия

где Ф - упрощенное аналитическое выражение для показателя Ф.

- к уточнению начального приближения по схеме хы =хк+Е1г к = 0,1,2,...

(4)

Если можно пренебречь затратами на компоновку БК, то стоимость бортового комплекса образуется суммой стоимостей устройств где

зависит от дисперсии погрешности и вероятности отказа

г _г

устройства. При </х = 0,й = <Гехр-2-или р- К, -а1п%»а

а

чГ

(5)

Поиск параметров зависимости (5) для конкретного типа устройств можно осуществить методом наименьших квадратов (МНК) по данным о совокупности прототипов.

Задача структурирования требований (ЗСТ) к показателям назначения заключается в оптимизации функции стоимости от вектора параметров F\x) при ограничении на его выбор. Решение ЗСТ сводится к решению уравнений Куна-Таккера:

{дгсиШ - А£гас1Ф ф(х)=р

В частном случае невозможности их построения (когда Ф задана алгоритмически) или сложности их сведения к конечному уравнению предложены итерационные процедуры решения ЗСТ, основанные на допущении о представимости Fи Ф отрезками ряда Тейлора.

Итерационная процедура уточнения с использованием приближенного градиента определяемых на имитационной

модели в последовательности получаемых точек, построена по схеме

где

(7)

Условия сходимости процедуры х,,;^ —> хш имеют вид ц + М^ <1

и = тах *

(¿-Уф,

'ьтт\ |

(

М = тах , ,,

4 ш

и '0=к-ф0|-

При линеаризации условий оптимальности решение ЗСТ сводится к двум итерационным процедурам - поиска и уточнения нулевого приближения с аналитическим расчетом поправок и условий сходимости. Предложенные процедуры обладают высокой сходимостью, а значение функции стоимости в предельной точке очень мало отличается от оптимального.

В главе 2 изложен концептуальный подход к структуризации параметров качества бортовых комплексов.

Ядром бортового комплекса, определяющим эффективность его применения, является алгоритмическое обеспечение, которое представляет собой совокупность законов обработки информации и управления, заложенных в информационно-вычислительную систему (ИВС), в состав которой входят датчики информации (радиолокационные, оптические, инфракрасные, навигационные, магнитные и иные измерители) и

15

)

вычислители, осуществляет информационное обеспечение процесса управления. Сущность процесса управления сводится к преобразованию векторов состояния цели хц, объекта управления х и требуемого движения хт в вектор А параметров рассогласования, непосредственно воздействующих на управляющую систему и являющихся фупкциями несоответствия требуемых и аналогичных текущих значений этих координат.

Бортовой комплекс является сложной многоуровневой иерархической многомерной системой, функционирование которой основано на использовании разнообразных физических принципов. Отсюда следует необходимость системного рассмотрения БК, базирующегося на едином подходе ко всем его составным частям с учетом их взаимного влияния друг на друга и на систему в целом. При реализации системного синтеза бортовых комплексов уточнены системные свойства, способы исследования и средств описания БК для выбранных проблемных областей.

Бортовые комплексы характеризуются дополнительными свойствами, приобретенными за счет иерархичности структуры, многоканальности и многофункциональности, наличия обратных связей, различного вида избыточности. Такие особенности структуры, как иерархичность структуры, многоканальность, многофункциональность, наличие обратных связей, в полной мере определяются первоначально выбранными структурами и способом введения избыточности. Коэффициенты значимости элементов, каналов, подсистем и устройств БК являются достаточной характеристикой введенной избыточности.

Устройства бортовых комплексов с точки зрения разрабатываемой

методологии представлены двумя классами объектов и процессов: с

дискретными фиксируемыми состояниями' (например, многоэлементные

антенные устройства с электронным или частотным сканированием) и с

непрерывным множеством состояний (например, апертурные антенны). Оба

класса систем характеризуются трудностями формализации: первый из-за

процессов возникновения и накопления нарушений при сохранении

16

работоспособности, а второй - из-за сложности аналитического описания.

В п.2.1 предложено использовать интегральный критерий качества (ИКК), выраженный в терминах целевой функции и определяющий функционирование системы, и связанные с ним понятия (коэффициенты значимости, базовые структуры), которые являются достаточными для решения задач обеспечения качества устройств БК. ИКК позволяет оценивать эффект целевого функционирования, а его показатели обладают свойствами измеримости, полноты и достоверности. Под целевым функционированием понимается такое целеустремленное поведение, когда система учитывает особенности окружения {X}, ориентируется и направляется • целью Т. Цель определена как подмножество конечных состояний системы в которых

она вступает в определенную связь с окружением:

Определение 1. Сложная система с допустимой потерей качества -такая система, в которой введение избыточности в ее исходную функционально-необходимую структуру обеспечивает присутствие в каждом элементе доли общесистемного свойства, определяемой его коэффициентом значимости, а для всей системы это свойство обеспечивает превышение, по крайней мере,- до заданного момента времени, минимально необходимого уровня интегрального критерия качества при деградации свойств отдельных элементов системы.

Специфика бортовых-комплексов, как сложных технических объектов, заключается в неразрывном единстве принимаемых схемотехнических, конструкторских и технологических решений. Именно поэтому эффективность создания бортовых комплексов основана на системного учете совокупности факторов, определяющих, с одной стороны, технико-экономические параметры новой техники, а, с другой стороны, требования и пожелания потребителей, распространяющиеся на все этапы жизненного цикла изделия.

Использование системных принципов при проектировании,

моделировании, производстве и эксплуатации БК требует, в свою очередь, уточнения понятийного аппарата, развития теории качества и разработки эффективных процедур управления качеством для этапов ЖЦ БК.

Активное управление качеством, ориентация на сопряженность тактико-технических характеристик изделия с требованиями потребителя, распространяющимися на различные этапы ЖЦ, предусматривает, в первую очередь, упор не собственно на продукцию, а на процессы управления качеством при ее разработке, производстве и эксплуатации.

Основной задачей при этом является измените идеологии процесса создания перспективных БК с использованием методов системного синтеза, учитывающих наличие избыточности, методов структурирования функций качества и робастного проектирования.

В п. 2.3 выделены и рассмотрены следующие уровни представления бортовых комплексов: целевой, концептуальный, уровень процессов, данных, задач, аппаратных средств, уровепь пространственного представления.

Для высших, наиболее обобщенных уровней представления систем важнейшее значение имеет выбор концепции, глобальной цели, а также формирование и структурирование данных, в том числе определяющих возможность локальных представлений. В п. 2.3 выполнена классификация уровней представления данных, которая включает следующие уровни: концептуальный, уровень реализации и физический уровень.

В техническом аспекте БК.вне зависимости от способа реализации, предложено рассматривать как системы обработки информации и анализировать их на основе информационной модели (ИМ), которая отражает процесс функционирования объекта разработки при взаимодействии с внешней средой. Представление БК информационной моделью основано на закономерностях, установленных для данной проблемной области.

Взаимосвязь информационных моделей уровней представления системы состоит в отображении ИМ вышестоящего уровня на ИМ нижестоящего

уровня, причем эти уровни не обязательно должны быть соседними.

18

Внутри уровней достигается разбиение, декомпозиция информационных описаний.

Достаточным набором для описания новой системы является совокупность трех описаний - функционального, морфологического и информационного. Однако указанная тройка описаний не является единственным и необходимым условием описания системы, поскольку возможно создание комбинированного описания, например, информационного описания с использованием методов морфологического анализа.

Предложенный в диссертации подход позволяет выделить целевое описание (целевую модель), включив в нее функциональное описание, выраженное в терминах целевых функций:

7:РхС/хО->Г, (9)

где множество векторов параметров,

и - множество векторов управляющих воздействий, П- множество векторов внешних возмущений, множество векторов выходных переменных.

Последующие уровни представляют системы с распределением аппаратных ресурсов, ресурсов времени, надежности. Поэтому наряду с информационными моделями и совместно с ними рассматриваются оптимизационные модели.

В п. 2.4 предложены использованные в оптимизационных моделях интегральные и многопараметрические критерии качества функционирования как БК в целом, так и составляющих его устройств. При этом для ИКК определены условия и области применимости мультипликативного и аддитивного представления критериальных функций для трех видов структур БК: основное соединение, многоканальная и произвольная.

Показано, что при оценке надежности БК, представляемых основным соединением, целесообразно пользоваться критериальной функцией

/>=1-0, «1-Х?,,

(10)

где — вероятность отказа 1-го элемента;

для оценки многоканальных БК со сложением функций каналов - Ру

л =1-02=1-5X91.

(11)

где коэффициент значимости канала по отношению выходной функции всей системы.

Для сложных систем произвольной структуры, не сводимым к явноканальным, из трех рассмотренных критериальных функций наиболее точное значение дает

^ЙМ*«.)

(12)

где Ки - коэффициент значимости • г-го элемента по отношению к выходной функции 1-го элемента.

При необходимости- перехода от мультипликативной формы критериальной функции к аддитивной и наоборот, используется свойство квазиэквивалентности функций:

(13)

где коэффициент значимости элемента структуры;

- вероятность отказа элемента структуры.

Для оценки качества сложнопрофильных элементов конструкций БК предложен критерий, использующий модификацию взвешенного МНК, позволяющий достаточно просто включать в себя весовые воздействия:

кф ={\тяу^[угг{х1)-у1(х1)] (со%ях,1о + р0),

(14)

где значение отсчета по абсциссе, теоретическое значение

ордипаты сложнопрофильного элемента конструкции, значение

ординаты деформированного сложнопрофильного элемента конструкции, - составляющая, регулирующая воздействие весовых коэффициентов.

Процедура решения многокритериальной задачи предусматривает использование не столько критериев, сколько целевых функций, лежащих в их основе или полученных из них методом редукции, эквивалентности, предпочтения. В случае принятия решения с учетом одной функции используется несколько функций цели, которым соответствуют одни и те же отношения эквивалентности и строгого предпочтения.

В диссертации' предложено рассматривать множество вариантов реализации, многокритериальную модель и векторный критерий выбора на этом множестве.

Определим декартово произведение множеств пространством

вариантов реализации множество всех векторов вида:

Каждому из альтернативных вариантов соответствует точка в пространстве, характеризуемая вектором (комбинацией) показателей

где формирование осуществляется на основании нормативных требований.

Вариант не хуже варианта в смысле векторного критерия если выполняются неравенства

Знаки > ( < ) при сравнении значений векторного критерия О? для различных альтернатив (вариантов реализаций) берутся в зависимости от того, считается ли лучшей альтернатива при большем или меньшем значении критерия.

Если 3{а,) = 6:» (^Л т-е- справедливы все равенства 0} (а)) — (¿^ (Л^),

то варианты являются эквивалентными в смысле критерия

(15)

3=1.....п.

(16)

Основная особенность задачи многокритериальной оптимизации состоит в том, что ее решением является, как правило, не единственная точка, а множество оптимальных по Парето точек.

Пусть на множестве определены критерии Альтернатива

доминирует по Парето альтернативу если и

хотя бы для одного } такое неравенство является строгим.' Фактически это означает, что выбор а не позволяет получить по каждому критерию не меньшее значение выигрыша, а по одному - строго большее. Альтернативы, принадлежащие множеству для которых не существует доминирующих их допустимых альтернатив из называются эффективными или

оптимальными по Парето.

Сравнение альтернативных алгоритмов по векторному критерию позволяет сузить их исходное множество до множества оптимальных вариантов среди которых и производится окончательный выбор. По

существующей терминологией такое множество вариантов

определено как договорное множество.

Множество может содержать не один, а несколько эффективных

вариантов. Их отличия состоят в том, что каждый эффективный вариант предпочтительнее другого только по одному из показателей качества. Если показатели качества не ранжированы по значимости и представляются равноправными, вопрос выбора одного оптимального варианта из договорного множества требует специального рассмотрения.

Показано, что для задачи обеспечения качества устройств БК применимы априорная и апостериорная процедуры многокритериальной оптимизации.

При априорной процедуре не привлекается дополнительная информация, и векторная задача сводится к скалярной введением единого критерия. При этом предполагается, что комбинация показателей качества по этому критерию будет максимальной для наилучшей альтернативы.

Процедуры многокритериальной оптимизации апостериорного типа

выполняются на основе дополнительной информации, не использованной при формировании векторного критерия.

В главе 3 рассмотрена методология системного анализа и синтеза бортовых радиоэлектронных комплексов, в которой многоуровневое представление БК отражается последовательностью уточняющих моделей, обеспечивающих обоснованный и корректный переход от вербальных и вербальных оценок «голоса потребителя» (ГП) к комплексу технических характеристик, реализация которых и составит предмет разработки и освоения производства БК.

В п. 3.1 представлены основные аспекты методологии структурирования функций качества (СФК) применительно к различным этапам жизненного цикла БК. При реализации СФК последовательно формируются следующие описания многоуровневого представления бортовых комплексов:

Плановая матрица, которая переводит ГП в контрольные характеристики - двойники;

Матрица структурирования характеристик бортовых комплексов, которая переводит выходные данные плановой матрицы в характеристики продукции на предыдущих этапах; План процесса и контрольные карты, предусматривающие планируемые характеристики и средства их контроля.

Технологические инструкции, определяющие те операции, которые надо

проводить персоналу при измерениях в точках контроля.

Концепция последовательной формализации технических требований к

создаваемым бортовым комплексам упрощает получение общей модели БК,

состоящего из ряда подсистем (в том числе и виртуальных), повышает

эффективность оценки альтернативных вариантов разрабатываемых

устройств с учетом совокупности ограничений на этапах выбора концепции,

собственно разработки, производства и эксплуатации.

При заполнении матриц СФК предложено использовать методы

экспертных оценок, попарного сравнения, анализа иерархий, перевода

23

качественных градаций в количественные оценки, ранжирования и присвоения средневзвешенных оценок. Естественным ограничением при принятии решения о концептуальном облике конечного продукта является учет ограниченности имеющихся в организации материальных, производственных, интеллектуальных и иных ресурсов и проведения ряда параллельных проектов. Технические характеристики как БК в целом, так и образующих его устройств, в матрицах СФК получают комплексную оценку (табл. 1).

Таблица 1

Пример заполнения предплановой матрицы для антенного устройства БК

Характеристик Запрос Значимость запроса Требование потребителя Возможности конкурента Оценка целей разработки Уровень улучшения Точки продажи Вес строки Нормализованный вес строки, (%) Накопленный вес строки, (%) ' 1

Пространственная избирательность 92 2,9 3,9 3,5 1.21 1.5 167 28 28

Устойчивость к механическим. воздействиям 94 2,8 2,7 2.8 1.0 1.5 141 23 51

Устойчивость к климатическим воздействиям 87 4,5 3,7 4.7 1.04 1.5 136 22 73

Помехозащищенность 75 4,3' 4,1 4.3 1.0 1.2 90 14 87

Скорость сканирования 69 2,7 2,6 2,8' 1.04- 1.2 86 13 100

Суммарное значение 620 100

Последовательность матриц СФК определяет системные требования по мере перехода на следующие уровни (подсистема, конструктивный элемент, параметры технологического процесса и т.д.): от первичных потребительских свойств (требований к БК) к уточняющим и конкретизирующим инженерным параметрам, относящимся к устройствам, элементам конструкции, компонентам, технологии и т.д. (табл. 2,3,4).

Таблица 2

Требования к устройствам БК

Системное требование Требование к подсистеме Требование к устройству

Дальность действия РТС Эксплуатационная стабильность Устойчивость к климатическим воздействиям Устойчивость к механическим воздействиям

Пространственная избирательность антенного устройства Размер апертуры антенны Точность профиля Стабильность при эксплуатации Сектор сканирования Масса антенны

Мощность передатчика Уточнялись при разработке соответствующи устройств

Чувствительность приемника

Таблица 3

Требования к элементам конструкции и материалам

Требование к устройству Требования к компонентам конструкции - инженерные параметры компонента шлю Требования к элементам компонентов - материалам (ИПДК)

Точность профиля Применение дополнительных элементов конструкции (ребер жесткости, и т.п.) Минимальная плотность и высокие механическими свойства

Применение многослойных конструкций, схем армирования Полимерные композиционные волокнистые материалы

Масса антенны Минимизация толщины антенного отражателя Материалы с повышенными механическими свойствами

Эксплуатац. стабильность Минимизация ТКЛР конструкционных материалов Применение углекомпозитов

Таблица 4

Требования к конструкторско-технологическим параметрам

Требования к конструкторско-технологическим параметрам элемента конструкции формулируются для указанных в плановой матрице (табл. 1) запросов с учетом ранжирования инженерных параметров деталей конструкции (табл. 3). Оценка значимости этих параметров представлена в табл. 5.

Таблица 5

Оценка значимости в процессной матрице

Ранжированная значимость по запросу

Хар-ка Уст-вость к климатич. воздейств. Простр. изб-сть Уст-вость к механич. воздейств. Поме-хозащи-щен-ность Скорость сканиров. Муль-ипли-кант Накопленный вес%

Коробление х 8 10 5 10 5 20000 40

Продольный модуль упругости Е| 5 5 10 5 7 8750 57

Плотность р; б б 4 6 8 6912 71

Коэффициент армирования \|/„; 7 7 3 7 4 4116 79

Продольный КЛТРси 10 8 2 8 3 3840 87

Поперечный модуль упругости Е2 4 4 9 4 6 .3456 94

Поперечный КЛТРсц 9 9 1 9 2 1458 97

Прочность при растяжении а0 2 3 7 3 10 1260 99

Прочность при сдвиге тс 1 2 8 2 9 288 99,96

Ударная вязкость а 3 1 6 1 1 18 100

Суммарное значение 50098

В п. 3.3 рассмотрены особенности применения методов кластерного анализа при качественном представлении (экспертных оценках) альтернативных вариантов разрабатываемых устройств. Этот анализ направлен на повышение достоверности результатов применения процедур СФК при моделировании объектов, описываемых наборами качественных признаков, и исследовании структуры совокупности таких многоуровневых объектов.

В многокритериальном пространстве являющемся

26

декартовым произведением шкал критериев 6 = 0 х—б«.» каждый из альтернативных объектов (вариантов реализации бортового комплекса) х, представляется группой из п точек xl =(#1(')»•••И?,'"')» гДе точка д((,) имеет координаты: - оценка объекта х, по критерию

Q,, данная в-ым экспертом.

Для совокупности к объектов X — {х,,...,^}, оцениваемых п экспертами по критериям а,имеющим шкалы качественных оценок^,

введем множество значений оценок элементы которого определим следующим образом:

Множество б с элементами gJ^J = 1,...,й) задает свойства совокупности объектов X. Каждый объект хк е Xможет быть записан в виде:

(&)•&}, (18)

где равно числу экспертов, давших объекту

Совокупность объектов .ЛТ = {х,} вида х, = \nl(gJ)■gJ образует мультимножество (ММ).

Совокупность объектов X образует метрическое пространство (Х,ф, если для любых объектов а,в е x определена действительная функция ¿(А,В), называемая метрикой или расстоянием. Эта функция, задает отображение и удовлетворяет аксиомам метрики.

Задача кластеризации применительно к ММ сводится к разбиению исходной совокупности объектов на несколько групп на

основе сходства или различия их свойств С = .В п. 3.4 рассмотрены два

подхода к кластерному анализу: иерархический, когда число кластеров заранее не известно и неиерархический, когда число кластеров жестко задано. Каждый объект х, из исходной совокупности Х = {х,} представляет

собой ММ вида х, ={пХК,)*8, > гДе ",(£/) - число признаков g¡ у объекта х,. Матрица С = ||сЛ с элементами с^ =и(^),-/ = 1,...,/1 описывает

отношение между совокупностью объектов Хи множеством их признаков G, определяющих свойства объектов.

За основу выбора модели классификации ММ принимается предположение о том, что показатель различия/сходства между объектами ха,хье.Хи между группами объектов (кластерами) Хр,ХчеХ должен быть одного и того же типа, например, метрика вида с1{а,в) или х(а,в). Выражения для расстояний и мер сходства между кластерами ММ будут иметь вид:

(19)

Здесь

(20)

Для сравнительного исследования различных методов кластерного анализа ММ были использованы серии модельных экспериментов. В качестве исходных данных приняты совокупности из 20 объектов (к=20), оцениваемых 10 экспертами (п=10) по 4 критериям (т=4). Шкалы по всем критериям были разбиты на 5 оценок, т.е. к = 4 х 5 = 20.

Наиболее адекватные результаты при кластерном анализе экспертных оценок реализаций БК соответствуют совместному использованию линейной комбинации для слияния объектов в кластер и метрики для вычисления расстояний. Иерархический подход к анализу множеств является более устойчивым к начальным условиям и его можно рекомендовать к использованию даже в тех случаях, когда количество кластеров заранее

известно. В методах неиерархического анализа можно рекомендовать использование метрики как более устойчивой, и проведение возможно большего числа испытаний с различными начальными условиями для нахождения по возможности большего числа локальных экстремумов.

В п. 3.4 предложены методики алгоритмизации процедур робастного синтеза бортовых комплексов: выбора структуры и алгоритмического обеспечения БК, варианта конструкции и оптимизации конструкторско-техпологических параметров за счет уменьшения измеряемых вариаций технических характеристик (ТХ) в предположении о том, что эти ТХ настраиваются на номинальное или целевое значение.

Для стоимостной оценки потерь изготовителя и потребителя при отклонении характеристики от целевого значения предложена квадратичная функция потерь технического уровня (ФПТУ):

= (21) где потери в стоимостном выражении из-за отклонения от

целевого значения, у - измеренное значение характеристики продукции, т-целевое значение характеристики, к - экономическая константа (коэффициент потери технического уровня).

Виды функций потерь технического уровня сведены в табл. 6.

Таблица 6

Функции потерь технического уровня

Характеристика цели проектирования Вид функции потерь

Цель - номинальное значение (ЦНЗ) Ц>0 = ф2+(у-7и)г]

Цель - меньшее значение (ЦМЗ) Ь(у)=к(811 У)

Цель - большее значение (ЦБЗ) Цу) =к[1/п Ъ(1/у/]

Цель - смещенное (асимметричное) номинальное значение (ЦАНЗ) V(у) = к*(у-т)г приу>т Ь~(у)=к~(у-тУ приу

Примечание: в таблице дисперсия генеральной

совокупности.

В качестве критерия оптимизации робастности бортовых комплексов предложено использовать отношение сигнал/шум (С/Ш), основой которого является среднеквадратичное отклонение (СКО) среднего значения функции потерь, используемое для измерения вариабельности, при этом СКО модифицируется таким образом, чтобы сделать отношение С/Ш независимым от регулировки среднего к целевому значению.

Показано, что в зависимости от характера целевого значения ТХ отношение С/Ш принимает статическую или динамическую форму.

Статическая форма применяется тогда, когда целевые значения ТХ имеют фиксированное значение, а назначением робастного синтеза является достижение фиксированного целевого значения и минимизация дисперсии.

Статические отношения С/Ш полезны при существовании одного переменного отклика. В двухшаговом процессе оптимизации, чаще всего рассматривается вид отношения ЦНЗ. Отношение С/Ш дает возможность определить коэффициент регулирования, так как оптимизирует существующее изделие. В этом случае очевиден и масштабный коэффициент, приводящий ТХ к целевому значению.

В свою очередь динамические методы позволяют оптимизировать систему относительно функции, а не ее производительности. Целью динамических методов является оптимизация ТХ, позволяющих получать диапазон выходных значений. В отличии от статических методов, имеющих только одно значение для оптимизации, динамические располагают множеством таких значений.

Показано, что статические методы в случае двухшаговой оптимизации

требуют наличия регулировочного фактора, который выполняет функции

масштабирования (технические характеристики перемещаются к целевому

значению без влияния на отношение С/Ш). В динамических процессах

существует ряд входных воздействий, которые имеют связь с выходными

откликами. Регулировочный фактор в случае динамических систем

выбирается до проведения эксперимента, что является основным

30

отличием между динамическим и статическим ЦНЗ.

В главе 4 рассмотрены вопросы алгоритмизации процессов моделирования устройств бортовых комплексов.

Показано, что использование новых информационных технологий и методов инжиниринга качества обеспечивает управление процессами оптимизации конструкторско-технологических решений и повышает эффективность процедур математического моделирования.

Для иерархических многоуровневых структур бортовых комплексов предложена трехуровневая система функций бортового комплекса, его подсистем и блоков подсистем (устройств), полученные решения для функций устройств БК образуют «морфологический ящик Цвикки» (табл. 7).

Таблица 7

Морфологический ящик для устройств БК

Частные функции антенных устройств БК Реализация функций устройств БК

Масса конструкционных элементов Профиль формообразую- ! щих поверхностей Взаимное расположение элементов Амплитудно-фазовое ! распределение | Термостабильность материалов конструкции | Механическая прочность | элементов конструкции Армирования многослойных конструкция

Пространственная избирательность 0 + + + + 0 +

Помехозащищенность 0 + + + + 0 +

Механическое сканирование + 0 + 0 0 + +

Устойчивость к механическим воздействиям + + + 0 0 + +

Устойчивость к климатическим воздействиям 0 + 0 + + +

Технологичность 0 - - 0 0 - +

Надежность 0 0 + + + + +

Примечание: использованы следующие обозначения: + сильная положительная связь, сильная отрицательная связь, 0 - нейтральная связь.

Для выбора вариантов решения из допустимого поля «морфологических ящиков» используется критерий сравнения альтернатив в виде

максимального значения некоторой обобщенной величины 5* (где к - индекс варианта морфологического ящика), то есть наилучшим признается вариант к', удовлетворяющий условиям:

5* =тах{5'}, (22)

(23)

где Д' - количественное выражение /-го учитываемого качества образца при варианте "морфологического ящика"; g¡ - принятый весовой коэффициент /-го качества образца; п - число учитываемых качеств образца.

В п. 4.2 представлено программно-математическое обеспечение моделирования армированных конструкций устройств БК. Задача расчета конструкций БК из композиционных материалов сведена к плоской задаче теории упругости ортотрошных или трансверсально-изотропных материалов. Для определения упругих характеристик монослоя использованы расчетные зависимости, полученные на основе полидисперсной модели и вариационных методов. Получены расчетные зависимости для матрицы жесткости «А» в осях координат ХОУддя каждого /-го слоя (/== 1,..., п), уложенного под углом Ф, к оси Х, а также для компонент тензора: - структурной усадки в осях XOY:

(24)

структурной усадки в осях XOY:

приведенные термоупругие силы и моменты;

I - вектор-столбец деформаций серединной поверхности; а.\,а.г — главные коэффициенты; К - вектор-столбец изменения кривизны поверхности; [5], [С], [Щ - подматрицы матрицы мембранно-изгибных жестокостей.

Элементы матрицы мембранно-изгибных жесткостей используются для расчета характеристик композиционной структуры в произвольной системе координат XOY с учетом термоупругих напряжений и деформаций при заданной системе армирования: матрицы жесткости всего пакета, модулей упругости вдоль осей X и У, модуля сдвига в плоскости XOY и коэффициентов Пуассона. Разработанная методика расчета реализована в виде программы и позволяет производить расчеты для произвольной схемы армирования (СА).

В п. 4.3 приведены результаты разработки алгоритмов и программных модулей моделирования сложнопрофильных элементов бортовых комплексов и исследование результатов моделирования СА формообразующих элементов бортовых комплексов из ПКВМ с целью разработки рекомендаций по выбору способов армирования, обеспечивающих низкое коробление изделий при наличии ограничений на их физико-механические свойства.

При анализе влияния схем армирования на коробление изделий из полимерных композитов исследованы однородные СА с прямолинейной укладкой как однопараметрические (перекрестные), так и многопараметрические: двухпараметрические и квазиизотропные.

В результате проведенных исследований определены перекрестные, двухпараметрические и квазиизотропные схемы, обеспечивающие теоретически минимальное коробление тонкостенных сложнопрофильных элементов бортовых комплексов, выполненных из полимерных композиционных материалов (рис. 2,3,4).

Рис. 2. Зависимость кривизны к от количества слоев для нечередующихся перекрестных схем армирования

Рис. 3. Зависимость кривизны к от угла укладки для нечередующихся перекрестных схем армирования

0 20 40 60 80 100 120 140 160' 180 кривизна X —кривизна Y - - • макс. откл.

а) а = 40°

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 кривизна X--кривизна У - - - макс. откл.

б) а = 60°

Рис. 4. Зависимость кривизн от угла укладки для

двухпараметрической схемы армирования:

Для оценки устойчивости схем армирования в п. 4.4 разработана программа моделирования чувствительности многослойных конструкций к погрешностям выкладки монослоев, использующая методику расчета коробления и метод статистического моделирования для расчета коробления пластины из полимерного композита, слои в котором уложены с малыми отклонениям от номинальных углов, причем угол укладки каждого слоя

считается независимой нормально распределенной случайной величиной. Результатами работы программы являются гистограммы выборочной функции распределения кривизна пластины и максимального отклонения формы для ряда значений-дисперсии углов-укладки слоев и зависимости вероятности и обеспечения заданной степени точности для различных значений СКО углов укладки монослоев (рис. 5).

16 л

<

ЬИ-

О X

е

4 X 0)

ф 10'

о

«с

3 в®

л X

Ь 6

о

4

40

Рис.5. Зависимость достигаемой степени точности А от величины допуска D на угол укладки при заданном уровне доверительной вероятности Р (Р=95%) для различных схем армирования. 1. 45,0, -45, -45,0,45; 2. 0,30, -30,0, -30,30,0; 3. 30, -30,60, -60, -60,60, -30,30; 4. 0, -30,30,45,90,45,30, -30,0; 5. 0,45, -45,90,0,90, -45,45,0; 6. 0, -60,60,45,90,45,60, -60,0.

Анализ устойчивости перекрестных и многопараметрических СА сложнопрофильных устройств бортовых комплексов показал, что:

перекрестные СА обеспечивают удовлетворительную точность в случае, если угол укладки ср < 10°, а погрешность укладки не превышает 1°; симметричные двухпараметрические СА реагируют на технологические погрешности укладки в зависимости от ее очередности; приемлемая точность может быть получена лишь в случаях, когда погрешность укладки не превышаем 1,5°;

симметричные квазиизотропные СА более устойчивы к погрешностям укладки, обеспечивают точность изделий, даже если погрешность укладки достигает 2,5°.

В главе 5 рассмотрены параметрические аспекты моделирования технологических процессов формообразования устройств БК.

Для управления характеристиками изделий, в том числе и точностными, необходимы определение их зависимостей от технологических факторов (температуры, давления, времени выдержки, скорости нагрева и охлаждения и др.). Однако сложность протекающих при формировании физико-химических процессов не позволяет описать влияние технологических факторов на основные характеристики полимерных композитов и качество изделий из них с помощью строгих математических моделей.

На основании анализа экспериментальных данных показано, что в окрестности оптимальной точки зависимость свойств полимерных композитов от технологических параметров может быть описана полиномом невысокой степени. Однако, часто расположение оптимальной области априорно неизвестно, что требует резкого увеличения числа экспериментов.

Работа в области максимальных градиентов параметра оптимизации приводит к его значительному изменению даже при несущественных изменениях технологических факторов, что определяет необходимость разработки системы допусков на отклонения технологических параметров при формовании, обеспечивающей заданное качество изделий. Такая система допусков построена на основе анализа регрессионных уравнений при условии предварительной проверки адекватности модели и статистической значимости ее коэффициентов.

Получены новые результаты исследования физико-механических и терморелаксационных характеристик полимерных связующих УП-322 и ЭНФБ, используемых при изготовлении антенных устройств бортовых комплексов, определены предпочтительные области их использования с учетом условий эксплуатации разрабатываемых объектов.

В табл. 7 приведены оптимальные режимы формования углекомпозита на основе связующих ЭНФБ и УП-332 по отдельным физико-механическим

характеристикам, полученным с помощью регрессионных зависимостей.

37

Таблица 7

Оптимальные режимы формования углекомпозита по отдельным

физико -механическим характеристикам

Режимы V. "п «и Тс Е а Г, а

формования связующее ЭНФБ

Т,,"С 90 70 70 70 90 90 70 80

tri, МИН 50 60 60 40 50 50 60 40

Ъ,°с 170 170 160 150 170 170 140 130

tT2, МИН 200 300 300 180 200 160 160 140

tpO, мин 20 30 30 40 20 30 50 50

РьМПа 0.5 0.2 0.3 0.3 0.5 0.5 0.2 0.1

tpl, мин 20 30 40 50 30 40 60 60

Р2, МПа 1.0 1.0 0.8 0.5 1.0 1.0 06 0.4

связующее ЭНФБ

Ть°С 110 100 100 90 110 110 90 100

tri, МИН 70 80 60 40 70 70 60 40

Т2,°С 180 180 180 170 180 180 160 150

tt2, МИН 240 360 300 200 240' 180 180 160

tpO, мин 20 30 30 40 20 30 50 50

Pi, МПа 0.5 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.3 0.2 '

tpl, мин 20 30 30 40 30 40 70 70

Р2, МПа 1.0 1.0 0.8' 0.6 1.0 1.0 0.7 0.5

Сравнение характеристик материалов для' методов вакуумного и пресскамерного формования, представлено в таблице 8.

Таблица 8

Сравнение методов и режимов формования

Характеристика Метод вакуумного Пресскамерный метод

формования Рекомендуемые Оптимальные

средн. СКО средн. СКО средн. СКО

связующее ЭНФБ

Ор, МПа 234.1 18.7 256.3 15.6 288.2 13.9

а„,МПа- 388.2 25.9 419.6 24.1 487.5 15.4

Тс, МПа 49.7 10.3 54.8 8.4 67.7 3.2

Еь МПа 119.8 13.5 132.7 10.2 143.4 7.1

Е2, МПа 9.5 1.2 10.8 1.0 11.6 0.6

агЮ7,1ЛС 6.5 0.6 6.0 0.4 5.5 0.3

а2107,1ЛС 42.2 3.3 38.4 2.1 33.2 1.6

а, Дж/см2 46 1.0 6.7 0.8 8.5 0.5

Ъ 1/м 1.42 0.15 1.23 0.09 1.05 0.03

связующее УП-332

Ор, МПа 254.4 16.1 281.3 13.8 311.5 12.4

сги,МПа 3972 19.8 441.7 16.2 519.7 15.4

гс,МПа 43.5 7.0 55.6 4.5 72.4 3.6

Ei, МПа 128.7 96 139.4 8.9 149.9 7.6

Е2, МПа 8.8 1.1 10.9 0.9 12.8 0.7

аг107,1/"С 9.3 0.9 8.6 0.6 7.8 0.4

а2Ю7,1ЛС 45.4 3.2 41.2 2.5 36.7 2.1

а, Дж/см2 8.1 1.1 10.3 0.8 13.2 0.6

у. 1/м 1 22 013 0.98 0 09 0 73 004

В п. 5.3 разработан программно-математический аппарат классификация объектов (вариантов технологических процессов) по количественным оценкам их схожести, и организация объектов классификации в кластеры в виде наглядных графических схем. Для оценки расстояния между объектами в многомерном пространстве признаков использовались меры Евклида и Махалонобиса (РМ). Алгоритм кластеризации основан на методе К-средних, предполагающем, что объекты принадлежат всем кластерам с определенной-функцией принадлежности.

Анализ характера зависимостей математического ожидания и СКО смещения центра кластера для параметра коробления подтвердил предпочтительность неиерархической кластеризации при использовании РМ для оценки как расстояния между объектами кластерами, так и между кластерами: СКО смещения центров кластеров на 35-40% меньшее по сравнению с результатами, основанными на расстоянии Евклида.

Апробация разработанных алгоритма и программы кластеризации результатов моделирования технологии формообразования сложнопрофиль-ных элементов БК подтвердила эффективность предложенного аппарата обоснования режимов и параметров технологии, обеспечивающей повышение точности армированных устройств бортовых комплексов.

В п. 5.4 описаны технические средства и особенности метрологического обеспечения производства бортовых комплексов применительно к задаче обеспечения точности сложнопрофильных элементов антенных устройств.

В п. 5.5 разработаны алгоритмы и программные средства автоматизации операционного контроля устройств бортовых комплексов, исключающие методические погрешности контроля, обусловленные конечным диаметром-измерительного наконечника и неопределенность в исходной ориентации объекта контроля.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе сформулирована научно-техническая проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение - повышение эффективности производственных, технологических и информационных процессов разработки, изготовления и эксплуатации бортовых комплексов на основе использования новых информационных технологий и методов инжиниринга качества.

Решение этой проблемы в рамках данного научного направления позволило определить цели исследования диссертационной работы, в соответствии с которыми получено теоретическое обоснование и практическая реализация методов моделирования и оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов. Кроме того, реализованы системные методы, математические модели и алгоритмы теории принятия решений при управлении качеством устройств бортовых комплексов. Научные результаты, полученные в работе, представляют методологические основы процессов разработки и производства бортовых комплексов с использованием новых информационных технологий на основе системного подхода к структурной и объектно-ориентированной реализации и новых информационных технологий по моделированию - и управлению процессами управления качества бортовых комплексов в течении их жизненного цикла.

В процессе анализа предметной области, научных и прикладных исследований по моделированию устройств бортовых комплексов, выполненных статистических исследований и реализации- экспертных методов, а также компьютерного моделирования при принятии-решений получены следующие результаты:

1. Предложена и разработана методология моделирования сложных

технических систем на основе формализации иерархии описаний и

математических моделей бортовых радиоэлектронных комплексов

применительно к таким этапам жизненного цикла изделий, как

40

проектирование и производство, с учетом структуризации множества элементов синтеза в пространстве свойств.

2. Сформулирована, поставлена и решена задача структурирования требований к показателям функционирования многоуровневых бортовых комплексов.

3. Предложен и разработан программно-математический аппарат, реализующий методики кластеризации экспертных оценок альтернативных вариантов бортовых комплексов, задаваемых как качественными, так и количественными признаками.

4. Предложено и разработано программно-математическое обеспечение моделирования и оптимизации структурных элементов бортовых комплексов (на примере антенных устройств): методов расчета упругих и дилатометрических характеристик однонаправленных и многослойных композиционных структур; методов рационального армирования многослойных антенных устройств с учетом технологических погрешностей укладки монослоев; научно обоснованные рекомендации по выбору методов и схем армирования многослойных антенных устройств бортовых комплексов, обеспечивших повышенную точность изделий.

5. Создан комплекс математических моделей и методология исследования устойчивости схем армирования к технологическим погрешностям углов ориентации монослоев.

6. Разработаны критерии и методика параметрического синтеза технологических режимов формования структурных элементов бортовых комплексов, позволившие обеспечить заданные уровни точности сложнопрофильных изделий.

7. Разработаны программные комплексы для подсистем

автоматизированного проектирования и моделирования подсистем бортовых

комплексов, а также программы для автоматизации научных и

промышленных экспериментов при исследовании композиционных

материалов, позволившие сократить сроки и повысить качество

41

разработки и изготовления бортовых комплексов.

8. Реализация теоретических исследований и внедрение разработанных программно-математических комплексов при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в данной предметной области и учебном процессе:

при разработке, производстве и внедрении перспективных типов антенных устройств бортовых комплексов «Новелла» и «Морской змей» в ОАО «НИИ Системотехники»;

системы организации питания и отвода тепла для фазированных активных решеток в ЗАО «НИТИ-Авангард»;

при исследовании планарных слоистых структур на основе диэлектрических и сегнетоэлектрических пленок с целью применения в радиоэлектронных устройствах миллиметрового диапазона длин волн» (проект № 2986 Международного научно-технического центра); при * разработке «Проекта - концепции приборно-метрологического обеспечения» (Государственный контракт № 1558/26 от 05.12.2003 г.); при использовании в учебном процессе в Санкт-Петербургском университете аэрокосмического приборостроения при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлениям 340100 -управление качеством и 200800 - проектирование и технология радиоэлектронных средств.

Полученные результаты подтвердили эффективность и практическую реализуемость системной методики развития и совершенствования методов управления качеством в процессах моделировании и оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов, а также различных человеко-машинных (организационных, производственных организационно-экономических, информационных и управляющих) систем.

IV. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Монографит

1. Семенова Е.Г., Балашов В.М., Трефилов Н.А. Технология производства антенн и устройств СВЧ. - М.: Изд-во МГАП «Мир книги», 1992.-185 с.

2. Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г., Анохин В.А. и др. Системы управления. Инжиниринг качества. / Под ред. А.Г. Варжапетяна. М.: Вузовская книга, 2001. - 320 с.

3. Семенова Е.Г. Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов. - СПб.: Политехника («Машиностроение»), 2003.-186 с.

4. Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г., Балашов В.М., Варжапетян А.А. Принятие решений о качестве, управляемом заказчиком. - М.: Вузовская книга, 2004. - 328 с.

Учебныепособия:

5. Семенова Е.Г., Широков ВЛ. Автоматизация конструкторско-технологических работ. Учебное пособие. - Л.: ЛИАП, 1990. - 56 с.

6. Семенова Е.Г., Светлов А. А. Автоматизация конструирования РЭА Учебное пособие. - СПб.: СПбИАП, 1992. - 58 с.

7. Семенова Е.Г. Статистическая обработка результатов измерений. Учебное пособие. - СПб.: СПбГУАП, 1999. - 36 с.

8. Семенова Е.Г., Фролова Е.А. Автоматизация проектирования РЭА. Учебное пособие. - СПб.: СПбГУАП, 2001. - 60 с.

Научные статьи

9. Семенова. Е.Г. Построение дискретной математической модели процесса диагностики электронных систем. - Электронная техника, Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. М.: ЦНИИ «Электроника», 1984, вып. 6 (111), с. 34-37.

10. Семенова Е.Г. Формализация. распознавания отказов изделий электронной техники в условиях автоматизированного производства. -Электронная техника, Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. М.: ЦНИИ «Электроника», 1985, вып. 4 (115), с. 24-26.

11. Семенова Е.Г. Структурный синтез информационных технических систем. В кн. «Биомедицинские технические системы». Вып. 162. - Л.: ЛИАП, 1983, с. 25-29.

12. Семенова Е.Г., Гусман Ю.А. Оценка достоверности автоматизированных средств технологического контроля- и диагностики качества ЮТ. - Электронная техника, Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. М.: ЦНИИ «Электроника», 1985, вып. 6 (117), с. 64-68.

13. Семенова Е.Г., Косидлов Ю.А. Анализ распределения статических полей в ограниченных объемах РЭА. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. Технология производства и оборудование, 1985, вып. 2, с. 29-32.

14. Семенова Е.Г., Меткин Н.П., Балашов В.М. Координатная измерительная машина. - Обмен опытом в радиопромышленности, 1986, вып. 1, с. 80-82.

15. Семенова Е.Г., Балашов В.М., Гулюшин В.Л. Оценка информационных возможностей «внешнего канала» СВЧ измерительных схем. В кн. «Рассеяние и дифракция радиолокационных сигналов и их информативность. Л.: С31Ш, 1986, с. 85-87.

16. Семенова Е.Г., Трефилов Н.А. Анализ распределения поля в области фокусировки. В кн. «Рассеяние и дифракция радиолокационных сигналов и их информативность. Л.: СЗПИ, 1987, с. 21-27.

17. Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г. Исследование процессов распознавания погрешностей изготовления корпусных деталей РЭА в условиях ГПС. В кн. «Автоматические и автоматизированные системы в приборостроении». Л.: ЛИАП, 1988.

18. Семенова Е.Г. Процессы распознавания при контроле ИЭГ в

44

условиях ГПС. - Электронная техника. Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. М.: ЦНИИ «Электроника», 1988, вып. 2 (125), с. 64-68.

19. Семенова Е.Г., Дмитриев Е.В. Повышение достоверности оценки функционирования сложных систем. В кн. «Конструирование РЭА». Л.: ЛИАП, 1989.

20. Семенова Е.Г. Вопросы повышения > качества в САПР сложных систем. В кн. «Конструирование РЭА». Л.: ЛИАП, 1989.

21. Семенова Е.Г., Федотченко В.В. Анализ характеристик волноводного модулятора спектра. - Электронная техника. Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. М.: ЦНИИ «Электроника», 1990, вып. 5 (130). с. 19-23.

22. Семенова Е.Г., Днищенко А.Э. Оптимизация схем армирования высокочастотных экранов. Депонир. НИИЭИР, № 3-8785, опубл. сб. реф., 1990, вып. 10,ВИМИ.

23. Семенова Е.Г., Днищешсо А.Э. Определение дилатометрических характеристик углепластовых композитов. Депонир. НИИЭИР, № 3-8786, опубл. сб. реф., 1990, выл/10, ВИМИ.

24. Семенова Е.Г., Иванов»Ю.Н. Спецтема. Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. «Общие вопросы радиоэлектроники», 1991л вып. 10.

25. Семенова Е.Г., Днищенко А.Э. Спецтема. Вопросы специальной радиоэлектроники. Сер. «Общие вопросы радиоэлектроники», 1991, вып. 10.

26. Семенова Е.Г. Критерий качества антенных отражателей. В кн. «Радиотехнические устройства в системах измерения, контроля, автоматизации». - Ульяновск: УлПИ, 1994. - с. 81-86.

27. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Конструирование и технология изготовления прецизионных антенных устройств. Труды Санкт-Петербургской Инженерной Академии, 1996.-е. 114-129.

28. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Оптимизация технологии формования

антенных устройств из углекомпозитов. - Технология

45

приборостроения, 2003, № 3 (7). с. 72-80.

29. Семенова Е.Г. Методология структурирования функций качества. В кн. «Системность структур техники и бизнеса». - СПб.: Политехника «Машиностроение»), 2003. — с. 113-125.

30. Семенова Е.Г. Кластеризация параметров технических устройств. В кн. «Системность структур техники и бизнеса». - СПб.: Политехника «Машиностроение»), 2003.-е. 125-139.

31. Семенова Е.Г., Фролова Е.А. Многоуровневое представление бортовых комплексов в задаче обеспечения качества. СП6ТУАП, 2004. Депонир. в ВИНИТИ 12.02.2004, № 242-В2004.

32. Семенова Е.Г., Фролова Е.А. Критерии обеспечения качества устройств бортовых комплексов. СПбГУАП, - 2004. Депонир. в ВИНИТИ 12.02.2004, № 243-В2004.

33. Семенова Е.Г., Смирнов Ю.М., Фролова Е.А. Структурирование требований к показателям функционирования бортовых комплексов. СПбГУАП, 2004. Депонир. в ВИНИТИ 12.02.2004, № 244-В2004.

34. Семенова Е.Г., Балашов. В.М. Алгоритмы автоматизации операционного контроля антенных устройств бортовых комплексов. Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии, 2004, № 14.

35. Семенова Е.Г. Моделирование схем армирования и выбор оптимальных конструкторских решений сложнопрофильных. элементов бортовых комплексов. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, 2004.

36. Семенова Е.Г. Структурирование конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, 2004.

Авторские свидетельства, дипломы, патенты:.

37. Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г. Способ контроля фазированных антенных решеток. Авторское свидетельство № 1569750,1990.

Материалы научно-технических конференций

38. Семенова Е.Г., Барсегян Л.А. Структурная организация БИС контроллеров ВЗУ. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Развитие теории и техники хранения информации», М, 1983. с. 94-97.

39. Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г. Системотехнические принципы этапа структурного синтеза радиоэлектронной- аппаратуры. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования технологических процессов, материалов и оборудования производства современных изделий радиоэлектроники», Мииск,1983. с. 84-85.

40. Семенова Е.Г., Артемьева Н.Г. Технологическое обеспечение работоспособности СВЧ модулей. Материалы. Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования технологических процессов, материалов и оборудования производства современных изделий радиоэлектроники», Минск, 1983. с. 30-32.

41. Семенова Е.Г., Артемьева Н.Г. К построению модели динамического контроля изделий микроэлектроники. Материалы Всесоюзного научно-технического семинара «Контроль изделий микроэлектроники и применение микропроцессорных средств вычислительной техники», Ереван, 1984. с. 40-42.

42. Семенова Е.Г. Балашов В.М. Вероятностные показатели достоверности операций контроля и сортировки. Материалы Всесоюзного научно-технического семинара «Контроль изделий микроэлектроники и применение микропроцессорных средств вычислительной техники», Ереван, 1984. с. 24-25.

43. Семенова Е.Г., Вершинина Л.П. Модель динамического контроля микросборок. Материалы Всесоюзного семинара по ГАП, Л., 1984. с. 45-47.

44. Семенова Е.Г. Количественные критерии пригодности деталей к

изготовлению в ГАП механообработки. Материалы Всесоюзного научно-

технического семинара «Состояние, опыт и направления работ

47

по комплексной автоматизации на основе ГАП, РТК, ПР», Пенза, 1985. с. 30.

45. Семенова Е.Г., Варжапетян А. Г. Системный подход при моделировании ГАП. Материалы Всесоюзного научно-технического семинара «Системы автоматизированного проектирования ГАП», Киев, 1985. с. 34-37.

46. Семенова Е.Г. Распознавание дефектных состояний РЭА. Материалы Всесоюзного научно-технического семинара «Радиотехнические методы и средства измерений», Томск, 1985. с. 126-127.

47. Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г., Балашов В.М. Идентификация текущего технического состояния элементов ГПС РЭА. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции» «Интегрированные производственные комплексы в радиоэлектронике и приборостроении», Л.: ЛДШП, 1986. с. 67-75.

48 Семенова Е.Г., Варжапетян А.Г. Распознавание отказов микроэлектронной-аппаратуры в условиях ГАП. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Прогрессивные методы конструирования и гибкое автоматизированное производство микроэлектронной аппаратуры», М., 1986. с. 28-32.

49. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Экспресс-анализатор влажности сыпучих материалов. Материалы Республиканской научно-технической конференции «Оптические, радиоволновые, тепловые методы и средства контроля качества материалов, изделий и окружающей среды», Ульяновск, 1994. с. 53-56.

50 Семенова Е.Г., Балашов В М СВЧ датчики экспресс-анализатора влажности сыпучих материалов. Материалы Республиканской научно-технической конференции «Оптические, радиоволновые, тепловые методы и средства контроля качества материалов, изделий и окружающей среды», Ульяновск, 1994. с. 57-59.

51. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Технология изготовления антенных

отражателей из полимерных композиционных материалов.

48

Материалы Международного симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии, СПб., 1995.

52. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Проектирование антенных отражателей из полимерных композиционных материалов. Материалы Международного симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии, СПб., 1995

53. Семенова Е.Г., Добросельский М.А. Автоматизация монтажа узлов бортового РЭО. Материалы Межведомственной научно-практической конференции НИЦ МА, СПб., 1996.

54. Семенова Б.Г., Балашов В.М. Информационные технологии в управлении инвестиционной деятельностью. Материалы IV Международной конференции «Современные технологии обучения», СПб.: ГЭТУ, 2000.

55. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Экономические предпосылки подготовки специалистов по инновационному менеджменту. Материалы IV Международной конференции «Современные технологии обучения», СПб.: ГЭТУ, 2000

56. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Инвестиционная привлекательность промышленности Северо-Западного региона. Сб. Материалы IV Международной конференции «Современные технологии обучения», СПб.: ГЭТУ, 2000

57. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Особенности проектирования тонкостенных конструкций из полимерных композитов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Многофункциональные радиоэлектронные комплексы перспективных летательных аппаратов». СПб., 2001.

58. Семенова Е.Г., Балашов В.М, Оптимизация технологии формования конструкций из полимерных композитов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Многофункциональные радиоэлектронные комплексы перспективных летательных аппаратов». СПб. 2001.

59. Семенова Е.Г. Методы Тагути в управлении . качеством.

49

Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Многофункциональные радиоэлектронные комплексы перспективных летательных аппаратов». СПб. 2001.

60. Semenova E.G. Algorithms of cluster analysis in, an assessment of qualitative alternatives. International conference «Instrumentation in Ecology and Human Safety». S.Petersburg, 2002. -p. 59-61.

61. Semenova E.G., Frolova E.A. Statistical Quality Management of Gas Micro sensors. International conference «Instrumentation in Ecology and Human Safety». S.Petersburg, 2002.-p. 62-63.

Печатается в авторской редакции

Подписано к печати 10.03.2004 Сдано в производство 10.03.2004

Усл.-печ.л. 2,7 Формат 60x84 1/16 Уч.-изд.л. 2,3

_Тираж 80 экз._Заказ № 85_

СПГУВК ИИЦ 198035, Санкт-Петербург, Межевой канал, д.2

ч -60 74

Введение

Список условных обозначений

1. Основы методологии системного синтеза сложных технических объектов

1.1. Предпосылки развития системного синтеза сложных технических объектов

1.2. Концепция системного синтеза бортовых комплексов

1.3. Косвенная оценка эффективности функционирования бортового комплекса

1.4. Структурирование требований к показателям функционирования бортовых комплексов

1.5. Результаты и выводы по главе

2. Структуризация параметров качества бортовых комплексов

2.1. Способы исследования и средства описания качества бортовых комплексов

2.2. Предпосылки развития теории качества бортовых комплексов

2.3. Многоуровневое представление бортовых комплексов в задаче обеспечения качества

2.4. Критерии обеспечения качества устройств бортовых комплексов

2.5. Результаты и выводы по главе

3. Методология анализа и синтеза бортовых комплексов

3.1. Анализ и структурирование функций качества бортовых комплексов

3.2. Методология структурирования конструкторско-технологических параметров устройств бортовых комплексов

3.3. Кластерный анализ экспертных оценок альтернативных вариантов бортовых комплексов

3.4. Алгоритмизация процедур робастного синтеза бортовых комплексов

3.5. Результаты и выводы по главе 4. Алгоритмизация процессов моделирования устройств бортовых комплексов в условиях внутренних и внешних шумов

4.1. Алгоритмизация моделирования устройств бортовых комплексов

4.2. Моделирование армированных конструкций бортовых комплексов

4.3. Моделирование схем армирования и выбор оптимальных конструкторских решений сложнопрофильных элементов бортовых комплексов

4.4. Обеспечение робастности устройств бортовых комплексов методами моделирования технологических погрешностей укладки монослоев

4.5. Результаты и выводы по главе

5. Параметрические аспекты моделирования технологии формообразования устройств бортовых комплексов

5.1. Управление базовыми физико-химическими процессами формообразования сложнопрофильных элементов бортовых комплексов

5.2. Параметрическое моделирование технологии формования устройств бортовых комплексов

5.3. Кластеризация параметров качества устройств бортовых комплексов

5.4. Технические средства метрологического обеспечения производства устройств бортовых комплексов

5.5. Алгоритмы автоматизации операционного контроля устройств бортовых комплексов

5.6. Результаты и выводы по главе

Актуальность проблемы. Основой повышения эффективности процессов управления современными и перспективными транспортными средствами является нарастающее применение автоматизированных информационных и вычислительных систем, образующих в своей совокупности бортовые комплексы (БК). Бортовые комплексы, абстрагируясь от их назначения, схемотехнического и конструктивного исполнения, представляют собой совокупность функционально связанных систем (подсистем) и устройств, обеспечивающих с помощью радиоэлектронных средств управление транспортным средством и его оборудованием. Цель управления состоит в достижении желаемого (в смысле заранее принятых условий и критериев) результата в процессе этих действий.

Эффективность процессов автоматизированного управления транспортными средствами обусловлена тем, что в качестве базы знаний используются объектно-ориентированные математические модели и реализуются новые информационные технологии. Очевидно, что наиболее объективными и перспективными на данный момент являются модели, построенные на основе системного подхода.

Многоцелевой характер функционирования БК требует для обеспечения эффективности решения поставленных задач выполнения большого количества ограничений взаимосвязанных технических, экономических и эргономических показателей. Основным назначением бортовых комплексов управления транспортными средствами является организация информационного взаимодействия, как между элементами системы, так и с внешней средой.

Отличительной особенностью БК как сложной технической системы является динамичность изменения ее состояния в процессе эксплуатации, иерархичность структуры, использование средств аппаратного и программного резервирования, что приводит к изменению связей между элементами, а также к корректировке системы управления (алгоритмы, задачи, способы и методы).

Комплекс научных исследований по внедрению информационных технологий и объектно-ориентированных структурных преобразований, а также организационно-практические мероприятия по совершенствованию процессов системного синтеза бортовых комплексов в целях повышения эффективности применения транспортных средств специального и гражданского назначения представляет собой крупную научно-техническую проблему, которая имеет важное хозяйственное значение и может быть сформулирована следующим образом.

Научная проблема. Повышение эффективности производственных, технологических и информационных процессов разработки, изготовления и эксплуатации бортовых комплексов на основе использования новых информационных технологий и методов инжиниринга качества.

Данная научно-техническая проблема направлена на развитие указанных в «Перечне критических технологий Российской Федерации» направлений: «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений», «Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (CALS-, CAD-, САМ-, САЕ-технологии)», «Компьютерное моделирование».

Центральным ядром этой научно-технической проблемы является развитие и/или совершенствование методов системного анализа и синтеза иерархических структур бортовых комплексов; моделирования процессов оптимизации системных свойств: показателей качества; информационного и программного обеспечения процессов разработки, изготовления и эксплуатации бортовых комплексов. Такой комплекс методов требует разработки методологических основ алгоритмизации управления и моделирования процессов оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов на основе концептуального и системного моделирования, а также формализации процесса формирования класса альтернативных моделей для обоснования решений на различных этапах жизненного цикла транспортных средств. При этом должно быть научно обосновано информационное обеспечение процессов создания современных и перспективных бортовых комплексов, позволяющее осуществить рациональный выбор решений на различных уровнях иерархической структуры системы, а также использовать принципиально новые методы оценки качества бортовых комплексов с помощью функций потерь, поскольку традиционные методы допускового контроля оказываются для них экономически неэффективными.

Недостаточная проработанность указанной научно-технической проблемы настоятельно требует исследования и формирования теоретико-методологического аппарата управления качеством бортовых комплексов, включая процедуры структурирования функций качества, параметрического синтеза на этапе конструкторского и технологического проектирования, обеспечения робастности продукции. Разработка таких процедур может быть выполнена только путем создания рациональных процедур математического моделирования, отработки алгоритмов и комплексов программ, составляющих ядро системы автоматизации конструкторского и технологического проектирования современных и перспективных бортовых радиоэлектронных комплексов.

Эффективность такого подхода достигается достаточно полным анализом жизненного цикла бортовых радиоэлектронных комплексов транспортных средств путем их многоуровневого представления, структурирования описания, декомпозицией оптимизационных и информационных моделей, и применением системы взаимосвязанных понятий «критерий качества — базовая структура - коэффициент значимости элемента структуры» для формирования и выбора вариантов на каждом уровне.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы заключается в разработке методов и средств моделирования и управления процессами обеспечения качества бортовых комплексов транспортных средств на основе системного подхода и формирования аналитических и информационных моделей с учетом новых информационных технологий и методов инжиниринга качества на различных этапах жизненного цикла.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработана концепция системного подхода к моделированию сложных технических систем на основе формализации иерархии описаний и математических моделей бортовых радиоэлектронных комплексов применительно к таким этапам жизненного цикла изделий, как проектирование и производство, с учетом структуризации множества элементов синтеза в пространстве свойств.

2. Разработано программно-математическое обеспечение моделирования и оптимизации структурных элементов бортовых комплексов (на примере антенных устройств): методы расчета упругих и дилатометрических характеристик однонаправленных и многослойных композиционных структур; методы рационального армирования многослойных антенных устройств с учетом технологических погрешностей укладки монослоев;

3. Разработаны базовые принципы робастного проектирования бортовых комплексов, направленного на достижение таких значений управляемых параметров, которые минимизируют влияние дестабилизирующих факторов на характеристики качества.

4. Разработано программно-математическое обеспечение моделирования и теоретические основы технологии изготовления антенных устройств из полимерных композиционных волокнистых материалов (ПКВМ): методы и модели параметрического синтеза технологических режимов формования; методики организации технологического эксперимента, алгоритмы и программы кластерного анализа результатов технологического эксперимента; 5. Внедрены новые научно-обоснованные технические и технологические решения по использованию новых информационных технологий и методов инжиниринга качества при создании прецизионных антенных устройств для современных и перспективных бортовых радиоэлектронных систем и комплексов;

Объектом исследования являются бортовые комплексы транспортных средств, системы и процессы их разработки, изготовления и эксплуатации. Последовательное применение теоретико-методологического аппарата управления качеством бортовых комплексов осуществлено на примере сложнопрофильных зеркальных антенн, которые широко распространены в обзорных и прицельных РЛС. При этом разработанный аппарат распространяется и на другие устройства БК.

Предметом исследования являются процессы разработки, технология производства бортовых радиоэлектронных комплексов, требования к системным характеристикам качества БК и их структурных элементов на различных этапах жизненного цикла с учетом реализации концептуальных и математических моделей для описания процессов разработки и изготовления бортовых комплексов.

Методы исследования. Методологической основой и общетеоретической базой исследования являются принципы системного анализа структуры и функционирования бортовых радиоэлектронных комплексов. Теоретической основой развития и повышение эффективности и качества бортовых радиоэлектронных комплексов является системология, теория принятия решений, методы теории оптимального управления, теории алгоритмов, теории баз данных, теории классификации, численные методы анализа и математического моделирования, теория планирования эксперимента и имитационного моделирования. Основные теоретические результаты подтверждены экспериментально при физическом моделировании и при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Научная новизна. В результате проведенных исследований осуществлено теоретическое, экспериментальное и модельно-предсказательное обоснование и решение ключевых задач проблемы, имеющей важное народно-хозяйственное значение - создание методологических основ принятия решений по совершенствованию и развитию процессов разработки и изготовления бортовых радиоэлектронных комплексов на основе использования:

• структурных, функциональных и математических моделей подсистем бортовых комплексов;

• новых информационных технологий и методов инжиниринга качества;

• научно-обоснованных методологических и теоретических решений для взаимосвязанных задач проектирования, технологии изготовления и контроля структурных элементов БК;

• экспертных систем и статистических данных результатов разработки, изготовления и функционирования подсистем БК.

Основные новые результаты, полученные в работе и выносимые на защиту:

1. Методология моделирования сложных технических систем на основе формализации иерархии описаний и математических моделей бортовых радиоэлектронных комплексов применительно к таким этапам жизненного цикла изделий, как проектирование и производство, с учетом структуризации множества элементов синтеза в пространстве свойств.

2. Программно-математическое обеспечение моделирования и оптимизации структурных элементов бортовых комплексов (на примере антенных устройств): методов расчета упругих и дилатометрических характеристик однонаправленных и многослойных композиционных структур; методик рационального армирования многослойных антенных устройств с учетом технологических погрешностей укладки монослоев; научно обоснованные рекомендации по выбору методов и схем армирования многослойных антенных устройств бортовых комплексов, обеспечивших повышенную точность изделий;

3. Комплекс математических моделей и методология исследования устойчивости схем армирования к технологическим погрешностям углов ориентации монослоев при выкладке, отличающиеся от известных подходов учетом возможностей конкретного производства.

4. Критерии и методика параметрического синтеза технологических режимов формования структурных элементов бортовых комплексов, позволившие обеспечить заданные уровни точности сложнопрофильных изделий;

5. Критерии и методики кластерного анализа вариантов реализации структурных элементов бортовых комплексов, задаваемых как по количественным параметрам, так и по качественным характеристикам;

6. Программные комплексы для подсистем автоматизированного проектирования и моделирования подсистем бортовых комплексов, а также программы для автоматизации научных и промышленных экспериментов при исследовании композиционных материалов, позволившие сократить сроки и повысить качество разработки и изготовления БК.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при разработке, производстве и внедрении перспективных типов антенных устройств бортовых комплексов «Новелла» и «Морской змей» (ОАО «НИИ Системотехники»), системы организации питания и отвода тепла для фазированных активных решеток (ЗАО «НИТИ-Авангард»), разработке средств технического контроля и широкой номенклатуры технологического оснащения (ООО «Акрон»).

Разработанные методики и алгоритмы структуризации функций качества и кластеризации экспертных оценок использованы при разработке «Проекта концепции приборно-метрологического обеспечения», проводимой по Государственному контракту № 1558/26 от 05.12.2003 г.

Результаты диссертационной работы использованы в Санкт-Петербургском университете аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлениям 340100 -управление качеством и 200800 - проектирование и технология радиоэлектронных средств.

Апробация работы. Основные положения работы по мере ее выполнения представлялись на Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференциях, семинарах, симпозиумах и выставках, в том числе: на Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования технологических процессов, материалов и оборудования производства современных изделий радиоэлектроники», Минск, 1983 г.; на Всесоюзном научно-техническом семинаре «Контроль изделий микроэлектроники и применение микропроцессорных средств вычислительной техники», Ереван, 1984 г.; на Всесоюзной научно-технической конференции «Интегрированные производственные комплексы в радиоэлектронике и приборостроении», Ленинград, 1986 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Оптические, радиоволновые, тепловые методы контроля качества материалов, изделий и окружающей среды», Ульяновск, 1994 г.; на 2-м Международном Симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии, Санкт-Петербург, 1995 г.; на Всероссийской научно-практической конференции

Многофункциональные радиоэлектронные комплексы перспективных летательных аппаратов», Санкт-Петербург, 2001; на 6 Международной научно-практической конференции «Современные технологии обучения», Санкт-Петербург, 2002; на Международной научно-технической конференции «Instrumentation in Ecology and Human Safety», St. Petersburg, 2002; на ежегодных научно-педагогических конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского Государственного университета аэрокосмического приборостроения (СПбГУАП); на заседаниях кафедры Конструирования и управления качеством радиоаппаратуры СПбГУАП.

Результаты исследования систем автоматического контроля геометрических параметров сложнопрофильных антенных устройств в 1986 году отмечены Серебряной медалью ВДНХ СССР.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 54 научно-технических изданиях, в том числе 4 монографии: «Технология производства антенн и устройств СВЧ», «Системы управления. Инжиниринг качества», «Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов», «Менеджмент качества. Принятие решений о качестве, управляемом заказчиком», 29 научных статей, 22 тезисов докладов на Всесоюзных, Всероссийских и Международных научно-технических конференциях и семинарах.

Структура и объем работы. Диссертация представлена в форме рукописи, состоящей из введения, пяти глав, заключения и приложений.

Общий объем диссертационной работы составляет 292 страницы, в том числе 57 рисунков, 47 таблиц и список используемых источников из 147 наименований.

Список условных обозначений

АУ — антенное устройство

БК — бортовой комплекс

ГП — голос потребителя

ДК — дом качества

РМ — расстояние Махаланобиса ик — инжиниринг качества икк — интегральный критерий качества ипдк — инженерные параметры детали компонента ипк — инженерные параметры компонента ипп — инженерные параметры проектирования

КЦФ — качество целевого функционирования

ЛПР — лицо, принимающее решение пм -плановая матрица, она же ДК

ПС — потребительские свойства пэ — планирование эксперимента

РП — робастное проектирование

СА — схема армирования с/ш — сигнал / шум

СФК — структурирование функции качества

УФ — управляющий фактор хк — характеристики качества

ШФ — шумовой фактор цнз — цель - номинальное значение

Результаты исследования терморелаксационных характеристик и определения температуры стеклования показывают, что при температуре эксплуатации менее 70°С для изготовления сложнопрофильных элементов бортовых комплексов более целесообразно применять ПКВМ на основе связующего УП-332, так как оно обеспечивает более низкий уровень остаточных напряжений в изделии и приводит к более высокой точности формообразующих поверхностей. С другой стороны, при наличии требований высокой прочности и жесткости в условиях высоких температур (до 140°С) эксплуатации необходимо использовать ПКВМ на основе связующего ЭНФБ.

Результаты анализа экспериментальных данных используются в дальнейшем для расчетов и исследования характеристик ПКВМ.

5.2. Параметрическое моделирование технологии формования устройств бортовых комплексов

Одним из наиболее ответственных этапов планирования эксперимента является построение модели, адекватной исследуемому процессу. Зависимость оптимизируемых параметров от входных факторов будем строить в виде полиномиальных регрессионных моделей, хорошо зарекомендовавших себя в практике планирования /131/. Результаты анализа литературных источников позволяют сделать вывод об экстремальном характере искомых зависимостей, поэтому полиномиальные модели должны включать квадратичные эффекты.

Выбор диапазонов варьирования факторов выполнен с учетом выполнения двух основных условий. Во-первых, механизм действия каждого фактора во всем диапазоне должен быть качественно одинаковым. Во-вторых, уровни факторов должны быть статистически различимы с учетом погрешности их задания и регистрации. Так, согласно первому условию, не рекомендуется выбирать давление формования более 1 МПа, т. к. это может сопровождаться разрушением волокон, а температура отверждения должна быть меньше температуры деструкции полимерной матрицы.

За центры варьирования примем такие значения параметров, которые наиболее близки к стандартным технологическим режимам отверждения исследуемых связующих. В этом случае единый план эксперимента позволяет не только значительно упростить обработку результатов, но и проводить их сравнительный анализ /21, 92/.

В табл.5.10 сведены крайние и средний уровни варьирования факторов.

Для построения искомых моделей необходимо иметь в распоряжении значения отклика в некоторых точках факторного пространства. Методы оптимального расположения экспериментальных точек изложены в /21, 92, 120/. Точки обычно делятся на две группы: ядро плана (вершины гиперкуба, соответствующие уровням факторов +1 и -1) и дополнительные точки, служащие для нахождения коэффициентов при квадратичных эффектах. Общее количество вершин гиперкуба для 8-ми факторов составляет 256; проведение и обработка результатов такого количества экспериментов практически невозможны, поэтому ограничимся 32 точками ядра плана эксперимента, что соответствует дробному плану 28"3. При выборе точек такого ДФЭ возникает задача оптимального расположения 32 точек в 256 вершинах. По результатам анализа литературных источников можно сделать о 5 вывод о том, что стандартных планов для ядра в виде ДФЭ 2 не существует, поэтому в качестве ядра примем, близкий к Б-оптимальному, т.е. обеспечивающий максимум определителя информационной матрицы.

Заключение

В работе сформулирована научно-техническая проблема, имеющая важное хозяйственное значение - повышение эффективности производственных, технологических и информационных процессов разработки, изготовления и эксплуатации бортовых радиоэлектронных комплексов на основе использования новых информационных технологий и методов инжиниринга качества.

Решение этой проблемы в рамках данного научного направления позволило определить цели исследования диссертационной работы, в соответствии с которыми получено теоретическое обоснование и практическая реализация методов моделирования и оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов. Кроме того, реализованы системные методы, математические модели и алгоритмы теории принятия решений при управлении качеством устройств бортовых комплексов. Научные результаты, полученные в работе, представляют методологические основы процессов разработки и производства бортовых комплексов с использованием новых информационных технологий на основе системного подхода к структурной и объектно-ориентированной реализации и новых информационных технологий по моделированию и управлению процессами обеспечения качества бортовых комплексов в течение их жизненного цикла.

В процессе анализа предметной области, научных и прикладных исследований по моделированию устройств бортовых комплексов, выполненных статистических исследований и реализации экспертных методов, а также компьютерного моделирования при принятии решений получены следующие результаты:

1. Предложена и разработана методология моделирования сложных технических систем на основе формализации иерархии описаний и математических моделей бортовых радиоэлектронных комплексов применительно к таким этапам жизненного цикла изделий, как проектирование и производство, с учетом структуризации множества элементов синтеза в пространстве свойств.

2. Сформулирована, поставлена и решена задача структурирования требований к показателям функционирования многоуровневых бортовых комплексов.

3. Предложен и разработан программно-математический аппарат, реализующий методики кластеризации экспертных оценок альтернативных вариантов бортовых комплексов, задаваемых как качественными, так и количественными признаками.

4. Предложен и разработан программно-математический аппарат моделирования и оптимизации структурных элементов бортовых комплексов (на примере антенных устройств): методов расчета упругих и дилатометрических характеристик однонаправленных и многослойных композиционных структур; методов рационального армирования многослойных антенных устройств с учетом технологических погрешностей укладки монослоев; научно обоснованные рекомендации по выбору методов и схем армирования многослойных антенных устройств бортовых комплексов, обеспечивших повышенную точность изделий.

5. Создан комплекс математических моделей и методология исследования устойчивости схем армирования к технологическим погрешностям углов ориентации монослоев.

6. Разработаны критерии и методика параметрического синтеза технологических режимов формования структурных элементов бортовых комплексов, позволившие обеспечить заданные уровни точности сложнопрофильных изделий.

7. Разработаны программные комплексы для подсистем автоматизированного проектирования и моделирования подсистем бортовых комплексов, а также программы для автоматизации научных и промышленных экспериментов при исследовании композиционных материалов, позволившие сократить сроки и повысить качество разработки и изготовления бортовых комплексов. 8. Реализация теоретических исследований и внедрение разработанных программно-математических комплексов при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в данной предметной области и учебном процессе:

- при разработке, производстве и внедрении перспективных типов антенных устройств бортовых комплексов «Новелла» и «Морской змей» в ОАО «НИИ Системотехники»;

- системы организации питания и отвода тепла для фазированных активных решеток в ОАО «НИТИ-Авангард»;

- при разработке «Проекта концепции приборно-метрологического обеспечения» (Государственный контракт № 1558/26 от 05.12.03 г.);

- при использовании в учебном процессе в Санкт-Петербургском университете аэрокосмического приборостроения при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлениям 340100 -управление качеством и 200800 - проектирование и технология радиоэлектронных средств.

Полученные результаты подтвердили эффективность и практическую реализуемость системной методики развития и совершенствования методов управления качеством в процессах моделировании и оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов, применимых также для различных человеко-машинных (организационных, производственных организационно-экономических, информационных и управляющих) систем.

1. Управление движущимися объектами: Учебн. пособие/Под ред. А.А.Елисеева и A.A. Оводенко. М.: Изд-во МГАП «Мир книги», 1994. -427 с.

2. Гаскаров Д.В., Истомин E.H., Кутузов О.И. Сетевые модели распределенных автоматизированных систем. СПб: Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отделение, 1998. -353с.

3. Волкова В.Н., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. - 325с.

4. Бутов A.C., Гаскаров Д.В. Транспортные системы: моделирование и управление. СПб: Судостроение, 2001. - 552с.

5. Управление в условиях неопределенности /Под ред. проф. А.Е. Городецкого. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. - 398с.

6. Кулибанов Ю.М. Основы создания сложных информационных систем. -СПб.: ГУВК, 1998.-71с.

7. Джонсон Р., Каст Ф., Розенцвейг Д. Системы и руководство. М.: Сов. радио, 1971.-286 с.

8. Захаров В.Н. Интеллектуальные системы управления: основные определения и понятия // Известия АН. Теория и системы управления. 1997, № 3.

9. Растригин JI.A. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Сов.радио, 1980. - 228с.

10. Джонс Дж. К. Инженерное конструирование. М.: Мир, 1976. - 376с.

11. Ю. X. Вермишев. Основы автоматизации проектирования. М.: Радио и связь, 1988.-278с.

12. Кухтенко А.И. Об аксиоматическом построении математической теории систем // Кибернетика и вычислительная техника. Киев: Наукова думка, 1976. с. 3-25.

13. Денисов A.A., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. -JL: Энергоиздат, 1982.-288с.

14. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985. 200с.

15. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. Л.: Машиностроение, 1985. - 199с.

16. Садовский В.Н. Основания общей теории систем: Логико-методологический анализ. М.: Наука, 1974. - 279с.

17. Гаскаров Д.В., Голинкевич Т.А., Мозгалевский A.B. Прогнозирование технического состояния и надежности радиоэлектронной аппаратуры. -М.: Советское радио, 1974. 223с.

18. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998.-319 с.

19. Сабинин О.Ю. Статистическое моделирование технических систем. -СПб.: Изд-во ГЭТУ, 1993. 64с.

20. Клир Дж. Системология автоматизация решения системных задач. -М.: Радио и связь, 1990. - 220с.

21. Семенова Е.Г. Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов. СПб: Политехника, 2003. - 186с.

22. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. -М.: Мир, 1978.-418с.

23. Математическое моделирование: методы описания и исследования сложных систем /Под ред. A.A. Самарского. М.: Наука, 1989. — 271с.

24. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. М.: Мир, 1978. - 311с.

25. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование и организация систем -М.: Радио и связь, 1991. 224с.

26. Пупков К.А. Интеллектуальные системы: исследование и создание. М.: Изд-во МГТУ, 2003. - 345 с.

27. Динамическое моделирование и испытания технических систем / Под ред. И.Д. Кочубиевского. М.: Энергия, 1988. - 303с.

28. Шаракшане A.C. Оценка характеристик сложных автоматизированных систем. — М.: Машиностроение, 1993. 271с.

29. Михалевич B.C., Волкович B.JI. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука, 1982. - 266с.

30. Смирнов Ю.М. Системное проектирование комплексов управления летательными аппаратами: Учебное пособие. СПб: Изд-во СПбГТУ, 1996.- 120с.

31. Ванг С.Б., Смирнов Ю.М. Обоснование методы субоптимального распределения требований к характеристикам проектируемых систем. Труды СПбГТУ «Вычислительная техника, автоматика и радиоэлектроника», 1997, № 469, с. 119-129.

32. Семенова Е.Г., Смирнов Ю.М., Фролова Е.А. Структурирование требований к показателям функционирования бортовых комплексов. СПбГУАП, 2004. Депонир. в ВИНИТИ 12.02.2004, № 244-В2004

33. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. -279с.

34. Ермаков С.М., Мелас В.Б. Математический эксперимент с моделями сложных стохастических систем. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета, 1993. - 268с.

35. Геминтерн В.И., Гаврилов С.И. Анализ технико-экономической эффективности систем автоматизированного проектирования. — М.: Информэлектро, 1986. 31с.

36. Хилл П. Методы проектирования и обоснования решений. Пер. с англ. Под ред. В.Ф. Венды. М.: Мир, 1983. - 259с.

37. Бертсекас Д. Условная оптимизация и методы множителей Лагранжа. Пер. с англ. Н.В. Третьякова. Под ред. Е.Г. Гольдштейна. М.: Радио и связь, 1987.-398с.

38. Молодцов Д.А. Устойчивость принципов оптимальности. М.: Наука, 1987.-280с.

39. Кини Р., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981. - 560с.

40. Козлов В.Н. и др. Бортовые системы управления полетом. СПб.: Изд-воГТУ, 1999.-136с.

41. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. -М.: Радио и связь, 1991. 608с.

42. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов/ Под ред. А.П. Гладкина. М.: Радио и связь, 1996. - 336с.

43. Меркулов В.И., Лепин В.Н. Методы синтеза и анализа авиационных систем радиоуправления. М.: Радио и связь, 1997 (4.1 и ч.2), 1998 (Ч.З и ч.4)

44. Баклашов Н.И. Натурный эксперимент: информационное обеспечение экспериментальных исследований. -М.: Радио и связь, 1982 303с.

45. Информационные технологии в испытаниях сложных объектов: методы и средства / Под ред. В.М.Египко. Киев: Изд-во «Лань», 1997. - 320с.

46. Кондратенков В.А., Исаев С.А., Ипатко И.В. Вопросы теории надежности технических систем. Смоленск: Изд.во Смоленского университета, 1998. — 169 с.

47. Волгин Л.Н. Оптимальное дискретное управление динамическими системами. -М.: Наука, 1986. 291с.

48. Кемени Дж. Введение в конечную математику. М.: ИЛ, 1963. - 351с.

49. Пересада В.П. Практика научно-технического прогнозирования и программно-целевого планирования. Л.: ЛДНТП, 1990. - 37с.

50. Поляков А.О., Лачинов В.М. Инфродинамика открытых систем. СПб: СПб Технический университет, 1999. — 219с.

51. Гаскаров Д.В., Францев Р.Э. Автоматизированные системы управления. СПб: Судостроение, 2003. - 135с.

52. Игнатьев М.Б., Фильчаков В.В., Осовецкий Л.Г. Активные методы обеспечения надежности алгоритмов и программ. — СПб.: Политехника, 1992. 287с.

53. Лефевр В.А. Конфликтующие структуры. М.: Институт психологии РАН, 2000.-131с.

54. Букатова И.Л., Михасев Ю.И., Шаров A.M. Эвоинформатика: теория и практика эволюционного моделирования. -М.: Наука, 1991. 205с.

55. Канащенков А.И. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем: Возможности и ограничения. М.: ИП РЖР, 2002. - 175с.

56. Ильичев A.B. Устойчивое развитие и безопасность сложных систем. -М.: ВЦ РАН, 2001.-190с.

57. Белый О.В., Копанев A.A., Попов С.С. Системология и информационные системы. СПб: ГУВК, 1999. - 332с.

58. Воробьев H.H. Принцип оптимальности Нэша для общих арбитражных схем. В кн. Теоретико-игровые вопросы принятия решений. Л.: Наука, 1978.

59. Небылов A.B. Гарантированные точности управления. М.: Наука. Физматлит, 1998. - 304с.

60. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. М.: Советское радио, 1975. 368с.

61. Васильев В.И., Иванюк А.И., Свириденко В.А. Моделирование систем гражданской авиации. М.: Транспорт, 1988. - 312 с.

62. Балашов В.М., Семенова Е.Г., Трефилов H.A. Технология производства антенн и устройств СВЧ. М.: Изд-во МГАП «Мир книги», 1992. - 185с.

63. Коршунов Г.И. Обеспечение качества сложных систем. СПб.: СПГУВК, 2001.-83 с.

64. Самойленко В.И., Шишов Ю.А. Управление фазированными антенными решетками. М.: МФТИ, 1984. - 240 с.

65. Бахрах Л.Д., Курочкин А.П. Голография в микроволновой технике. -М.: Советское радио, 1979. 310 с.

66. Акофф Р. Эмери Ф. О целеустремленных системах. М.: Советское радио, 1974.

67. Армстронг Дж. Р. Моделирование цифровых систем. М.: Мир, 1992. -174 с.

68. Варжапетян А.Г., Глущенко В.В. Системы управления: исследование и компьютерное проектирование. -М.: Вузовская книга, 2000. 328с.

69. Семенова Е.Г., Дмитриев Е.В. Повышение достоверности оценки функционирования сложных систем. В кн. «Конструирование РЭА». Л.: ЛИАП, 1989.

70. Варжапетян А.Г., Анохин В.А., Семенова Е.Г. и др. Системы управления. Инжиниринг качества /Под ред. А.Г. Варжапетяна. М.: Вузовская книга, 2001. - 320 с.

71. Кулибанов Ю.М., Кутузов О.И., Жерновкова С.Л., Завьялов Н.М. Имитационное моделирование: статистический метод. СПб: Судостроение, 2003. - 131с.

72. Варжапетян А.Г., Коршунов Г.И. Обеспечение качества технических средств автоматизации. Л.: Машиностроение, 1984. - 232 с.

73. Антенны: современное состояние и проблемы / Под ред Л.Д. Бахраха, Д.И. Воскресенского. М.: Советское радио, 1979. - 208с.

74. Дубов Ю.А. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов системы. СГТУ, Саратов, 2000. - 295 с.

75. Стандарт Р.50.1-2000. САЬ8-технологии. М., 2000.

76. Винограй Э.Д. Основы общей теории систем. -Кемерово: 1993. -248с.

77. Лаврентьев Н. Боевое применение авиации ВМС стран НАТО// Зарубежное военное обозрение. 1992, № 12, с. 47-52.

78. Фикс М.Е. Зеркальные антенны// Радиоэлектроника за рубежом. 1985, № 4, с. 1-22.79. Стандарты ИСО 9000:2000.

79. Глудкин О.П. и др. Всеобщее управление качеством. М.: Радио и связь, 1999.- 600 с.

80. Адлер Ю.П. Новое направление в статистическом контроле качества -Методы Тагути. М.: Знание, 1988. - 28 с.

81. Робастность в статистике. Подход на основе функций влияния: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 512 с.

82. Борисов Ю.П. Математическое моделирование радиосистем. М.: Советское радио, 1976. - 220 с.

83. Семенова Е.Г., Фролова Е.А. Многоуровневое представление бортовых комплексов в задаче обеспечения качества. СПбГУАП, 2004. Депонир. в ВИНИТИ 12.02.2004, № 242-В2004.

84. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. М.: Наука, 1986.

85. Семенова Е.Г. Методология структурирования функций качества. В кн. «Системность структур техники и бизнеса». СПб.: Политехника («Машиностроение»), 2003. - с. 113-125.

86. Стандарт. Методология IDEF0. М.: Мета-технология, 1993.

87. Семенова Е.Г., Фролова Е.А. Критерии обеспечения качества устройств бортовых комплексов. СПбГУАП, 2004. Депонир. в ВИНИТИ 12.02.2004, № 243-В2004.

88. Семенова Е.Г. Критерий качества антенных отражателей. В кн. «Радиотехнические устройства в системах измерения, контроля и автоматизации. Ульяновск: Изд-во УлПИ, 1994. с. 81-86.

89. Варжапетян А.Г., Глущенко В.В., Глущенко П.В. Системность процессов создания и диагностики технических структур. СПб.: Политехника («Машиностроение»), 2004. - 186с.

90. Сулливан Л.П. Структурирование функции качества. Курс на качество, 1992, №3-4, с. 156-157.

91. Варжапетян А.Г., Семенова Е.Г., Балашов В.М., Варжапетян A.A. Менеджмент качества. Принятие решений о качестве, управляемом заказчиком. М.: Вузовская книга, 2003. - 328 с.

92. Cohen Lou. QFD: How to Make QFD Work for You Addison Wesley Longman Inc. 1995.

93. Daetz D., Barnard В., Norman R. Customer Integrated. The QFD Leader's Guide for Decision Making. John Willey & Sons 1995. 220p.

94. Жук M.C., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. М.: Энергия, 1973. - 420 с.

95. Гуртовник И.Г., Спортсмен В.Н. Стеклопластики радиотехнического назначения. -М.: Химия, 1987. 160 с.

96. Крутько А.Т., Яманов С.А. Полимерные материалы в зеркальных антеннах СВЧ диапазона. Обзор // Зарубежная радиоэлектроника, 1978, №4, с. 123-134.

97. Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер. с англ. / Под ред. Э. Фитцера. М.: Мир, 1988. - 336с .

98. Семенова Е.Г., Балашов В.М. Конструирование и технология изготовления прецизионных антенных устройств. Труды Санкт-Петербургской Инженерной академии, 1996.

99. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн./ Под ред. Дж. Любина: пер. с англ. М.: Машиностроение, 1988. - 437 с.

100. Ларичев О.И. Объективные модели и субъективные решения. М.: Наука, 1987.

101. Hartigan J.A. Clustering Algorithms. N. Y.: Wiley, 1975.

102. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ: Пер. с англ. / Дж. Он Ким, Ч.Ю. Мьюллер и др. М.: Финансы и статистика, 1989. - 215 с.

103. Статистический анализ. Издание 2-е. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. - 264 с.

104. Semenova E.G. Algorithms of cluster analysis in an assessment of qualitative alternatives. International conference «Instrumentation in Ecology and Human Safety». S.Petersburg, 2002

105. Каримов P.H. Обработка экспериментальной информации. ч.З. Многомерный анализ. Саратов: Изд-во СГТУ, 2000. - 108 с.

106. Taguchi G., Chowdhury S., Taguchi S. Robust Engineering, McGraw Hill, 1999.-288 p.

107. Zwicky F. Morfology of justice in the space age and the Bounderies at auther space // Automatica Acta. 1969. - № 14/ - p. 615-626.

108. Молчанов Б.И., Чукаловский П.А., Варшавский B.H. Углепластики. М.: Химия, 1985. - 158 с.

109. Кадесников A.B. Оценка возможности укладки ткани при изготовлении конструкций из композиционных материалов // Механика композиционных материалов, 1985, вып. 5. с. 924-927.

110. ПЗ.Днищенко А.Э., Семенова Е.Г. Оптимизация схем армирования высокочастотных экранов. Депонир. НИИЭИР, № 3-8785, опубл. сб. реф., 1990, вып. 10, ВИМИ

111. Довгяло В.А. О влиянии технологии препрегов на конструкционные свойства углепластиков // Доклады АН БССР, 1990, т. 30, вып. 3. с. 237239.

112. Балашов В.М., Семенова Е.Г. Проектирование антенных отражателей из полимерных композиционных материалов. Материалы Международного симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии, СПб., 1995.

113. Варжапетян А.Г., Семенова Е.Г. Методы Тагути в управлении качеством. Материалы Всероссийской научно-практическойконференции «Многофункциональные радиоэлектронные комплексы перспективных летательных аппаратов», СПб, 2001

114. Нетрусов В.И. Технология формования градиентных армированных материалов // Механика композитных материалов, 1987, вып. 2. с.315-320.

115. Нильсен JI. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. М.: Химия, 1988. - 310 с.

116. Вихров Н.М., Гаскаров Д.В., Грищенков A.A., Шнуренко A.A. Управление и оптимизация производственно-технологических процессов. СПб.: Энергоатомиздат, 1995. - 301с.

117. Балашов В.М., Семенова Е.Г. Оптимизация технологии формования антенных устройств из углекомпозитов. Технология приборостроения, 2003, вып. 3 (7), с. 72-80.

118. Вашевко Д.С. Определение времени гелеобразования связующих для полимерных композиционных материалов // Пластические массы, 1991, вып. 2. с. 63-64.

119. Pollard М., Kardos J.L. Analysis of ероху resin curing kinetics using the Avrami theory of phase change //Polim. Eng. And Sei., 1997, vol. 27, # 11/ p. 829-836.

120. Жакенов A.E., Куманов M.A. Оптимизация режима отверждния полиамидных углепластиков. В кн. Труда научн. Конф. Института химических наук АН Республики Казахстан. Алма-Ата: КазНИИНТИ, № 997КА-95,1995. с. 177-183.

121. Слободкин JI.C. Влияние метода и режима термообработки на реализацию механических свойств композиционных материалов // Известия АН Республики Беларусь Серия физико-энергетических наук, 1997, вып. 4. с.60-64.

122. Зависимость свойств эпоксидных графитопластиков от режимов их формования //Экспресс-информация. Серия: Материаловедение. Полимерные композиционные материалы, 1995, вып. 8. 12с.

123. Непершин Р.И., Торопов А.И. Оптимальное проектирование волокнистых композитов с ограничениями по прочности и теплопроводности // Механика композитных материалов, 1987, вып. 6. с. 1007-1013.

124. Тернопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статистических испытаний армированных пластиков. М.: Химия, 1981. - 272 с.

125. Якунин С.П. Система допусков на основные технологические режимы формования намоточного органопластика // Механика композитных материалов, 1988, вып. 3. с. 486-489.

126. Днищенко А.Э., Семенова Е.Г. Определение дилатометрических характеристик углепластовых композитов. Депонир. НИИЭИР, № 38785, опубл. сб. реф., 1990, вып. 10, ВИМИ

127. Крутиков В.К. Вероятностный машинный эксперимент в приборостроении. Л.: Машиностроение, 1985. - 247 с.

128. Ross P. Taguchi Techniques for Quality Engineering, McGraw Hill, 1996. -300 p.

129. Unal R., Dean E. Design for Cost and Quality: The Robust Design Approach Quality Progress. April, 1997, p. 38-47.

130. Семенова Е.Г. Кластеризация параметров технических устройств. В кн. «Системность структур техники и бизнеса». — СПб.: Политехника («Машиностроение»), 2003. с. 125-140.

131. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. Mathlab 5,0/5,3. Система символьной математики. -М.: Нолидж, 1999. 633 с.

132. ГОСТ 15139-69. Пластмассы. Методы определения плотности и объемной массы. -М.: Изд-во стандартов, 1968.

133. OCT 5.9127-73. Стеклопластики. Методы определения физико-механических свойств. М.: Изд-во стандартов, 1973.

134. ГОСТ 15139-69. Пластмассы. Метод определения среднего коэффициента линейного теплового расширения. — М.: Изд-во стандартов, 1970.

135. Гапшис A.A., Каспарайтис А.Ю., Раманаускас В.А. Развитие современных координатных машин: Обзор. — М.: НИИ Машиностроения, 1983. -82 с.

136. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регресионный анализ. М.: Статистика, 1973. - 567 с.

137. Бокс Д., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. М.: Мир, 1974. - 318с.

138. Тилипалов В.Н. Средства автоматизации механической обработки в радиоэлектронной промышленности. М.: Машиностроение, 1983. -256с.

139. Климов E.H. Управление техническим состоянием судовой техники. -М.: Транспорт, 1985. 199с.

140. Брон J1.C., Черпаков Б.И. Повышение эффективности и точности работы автоматических линий путем применения вычислительной техники // Станки и инструмент, 1986, вып. 8, с. 28-32.

141. Варжапетян А.Г., Семенова Е.Г. Исследование процессов распознавания погрешностей изготовления корпусных деталей РЭА в условиях ГПС. В кн. «Автоматические и автоматизированные системы в приборостроении». Л.: ЛИАП, 1988.