автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Оптимизация контроля и технического обслуживания изделий технологической радиосвязи

На правах рукописи

УДК 621.396.6.004.5:519.863

РГо ОД

ЛУТЧЕНКО Сергей СвяЪ

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ и ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ

Специальность 05.11.13 — «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделии»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 2000

Работа выполнена в Омском государственном университете путей сообщения на кафедре «Радиотехника»,

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент ДЕРЖО Геннадий Георгиевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических паук, профессор МАИСТРЕНКО Василий Андреевич.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник КИРЬЯКОВ Альберт Васильевич.

'Ведущее предприятие:

Омский научно-исследовательский институт приборостроения.

Защита диссертации состоится 29 декабря 2000 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета К063.23.02 при Омском государственном техническом университете (ОмГТУ) по адресу 644050, г. Омск, проспект Мира, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 28» ноября 2000 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета К063.23.02 кандидат технических наук, доцент

Омский государственный университет

путей сообщения, 2000

ЪяяЦ.ма -я-пяа --/ п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Система управления технологическими процессами занимает особое место в сложном и многообразном комплексе работ любой отрасли хозяйства. Эффективность системы управления во многом зависит от работы одного из основных звеньев -средств связи с объектами. Использование средств связи с объектами в различных технологических процессах в первую очередь уменьшает время доставки информации от управляю-дего объекта до управляемого и в обратном направлении. Это в свою очередь влияет на со-сращение времени выполнения операций, на возможность проведения подготовительных >пераций и, в конечном счете, на изменение самого технологического процесса.

Технологическая радиосвязь используется везде, где существует технологический прочее, а это относится ко всем отраслям промышленности: нефтяной и газовой, машинострое-[И,о и металлургии, железнодорожному и морскому транспорту, авиации, а также различным лужбам. Сложившееся ныне в экономике страны положение требует совершенствования 'аботы отраслей, проведения необходимых структурных преобразований, направленных на овышение эффективности и экономию ресурсов, которые должны осуществляться за счет есурсосбережения и совершенствования технологических процессов.

Эффективность работы изделий технологической радиосвязи зависит не только от войств, заложенных в них на этапах разработки, изготовления и сдачи в эксплуатацию, но и г способов и качества их обслуживания. Если обслуживание свести только к ликвидации зарийных отказов и исключить мероприятия предупредительного характера, то показатели адежности таких изделий окажутся весьма низкими.

Поэтому обеспечение высоких эксплуатационных показателей изделий технологиче-сой радиосвязи является комплексной проблемой разработки аппаратуры контроля и поиска гисправностей, разработки методов тестовой проверки, резервирования их работы, решения зоблемы оптимального снабжения запасными частями, выбора объемов и сроков проведе-и профилактических мероприятий. Выбор сроков проведения профилактических меро-шятий является одним из основополагающих вопросов при организации процессов контро-[ и техобслуживания. Значение правильного решения этого вопроса в последнее время су-гственно возросло по ряду причин. Главными из них являются сокращение сроков ввода >вых систем в эксплуатацию, применение новых современных высоконадежных элементов эыстрое моральное старение аппаратуры.

Своевременный контроль и техническое обслуживание (ТО) изделий технологической циосвязи предотвращают отказы и повышают эффективность их использования. Наоборот, еждевременные или с опозданием контроль и ТО таких изделий уменьшают надежностные эактеристики и снижают эффективность их использования. 3 силу этого правильное опре-тение периодичности контроля и ТО по отдельным параметрам является одной из главных (ач эксплуатации изделий технологической радиосвязи.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процесса плуатации изделий технологической радиосвязи.

Задачи диссертационных исследований. Для достижения указанной цели поставле-

ны и решены следующие задачи:

1) совершенствование математических моделей для определения рациональной пер» личности контроля и ТО изделий технологической радиосвязи;

2) исследовано влияние ошибок диагностирования первого и второго рода встроеннс аппаратуры диагностирования на параметры процесса контроля и ТО;

3) исследовано влияние ошибок диагностирования первого и второго рода внешней а! паратуры диагностирования на параметры процесса контроля и ТО;

4) на основании экспериментальных, экспертных и теоретических данных о надежн( ста радиостанций РВ-1М определены сроки их проверок по отдельным параметрам с испол зоваяием математических моделей.

Объектом исследований являются изделия технологической радиосвязи.

Методы исследования математическое моделирование процессов контроля и ТО и: делий технологической радиосвязи с использованием теорий вероятности, надежности и сю темного анализа. Компьютерное моделирование оптимальной, допустимой и рационально периодичности контроля и ТО на основе теории марковских и полумарковских процессов.

Научная яовизиа работы состоит в следующем:

1) обосновано применение многокритериальной оптимизации для моделирования прс цессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи;

2) усовершенствованы математические модели процессов контроля и ТО с учето; влияния условий эксплуатации, внезапных и постепенных отказов и ошибок диагностировг ния;

3) оценено влияние ошибок диагностирования первого и второго рода встроенной внешней аппаратуры диагностирования на периодичность контроля и ТО;

4) выданы рекомендации о периодичности проверок радиостанций типа РВ-1М.

Практическое значение работы заключается в том, что созданные математически

модели позволяют рассчитывать рациональную периодичность контроля и ТО для каждог вида изделий технологической радиосвязи с учетом реальных режимов работы и параметре аппаратуры диагностирования. Использование математических моделей создает предпосьи ки для формирования компьютерных банков данных и включения процессов контроля и Т( изделий технологической радиосвязи в общую информационную среду отрасли.

Апробация результатов исследования. Основные положения работы и ее отдельны результаты докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Энергс сбережение на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 1996 г.), научно практической конференции, посвященной 160-летию отечественных железных дорог, «Энер госбережение на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 1997 г.), н третьей межвузовской научно-методической конференции «Актуальные проблемы и пер спектявы развития железнодорожного транспорта» (Москва, 1998 г.), на научно практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на предприятиях Западно Сибирской железной дороги» (Омск, 1999 г.), на региональной научно-технической конфе ренции, посвященной разработке программ развития железных дорог Сибирского региона «Транссиб-99» (Новосибирск, 1999 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных работах и двух отчетах по НИР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения с выводами, списка использованной литературы (130 наименований) и приложения. Основная часть диссертации содержит ¡30 страниц машинописного текста, в том числе 11 таблиц и 19 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ¡РАБОТЫ

Во вввдеяии обоснована актуальность темы диссертации, определены цель, задачи, >бъехт и предмет диссертационного исследования.

Первая глаза содержит анализ современного состояния процессов контроля и ТО из-(елии технологической радиосвязи. Задача по оптимизации профилактических работ до по-леднего времени з общем виде решена не была. Хотя работы в этом направлении ведутся фимерно о 1954 г. в разных странах, но по ряду причин результаты этих исследований не югут быть использованы для определения оптимальных срохов между операциями хонтроля г ТО технических систем. Лишь в последние годы появился ряд работ, дающих хачествен-[ую и количественную оценхи выбора оптимальных сроков проведения контроля и ТО.

Анализ литературы по надежности показал, что зопрссами оптимизации срохов прове-¡ения хонтроля и ТО занимались многие коллехтизы з различных областях эксплуатации ехнихи, з частности, систем судового электрооборудования (A.B. Мозгалезсхий, В.П. Халя-ин), авиационного оборудования (В.Г. Воробьев, 3.3. Глухов), радиоэлектронной аппарату-ы (П.С. Давыдов, Е.Ю. Барзилович, Г.С. Пашковсхий, К.А. Иыуду, А.И. Брейдо, И.А. Оз-яяников, И.Е. Дмитреякс, Г.Г. Держо) и др.

Проблема оптимизации сроков проведения хонтроля л ТО является весьма сложной и южет рассматриваться в различных аспектах. Однако при любом рассмотрении этой про-демы необходимо учитывать надежность и готовность изделий и влияние на них процесса онтрсля и ТО.

При решении задач рациональной организации процессов хонтроля и ТО приходится ешать еще ряд других задач, решение которых основано на системном подходе. При сис-гмном решении задач оптимизации процессов хонтроля и ТО необходимо дать оценку пияния различных факторов на параметры исследуемых процессоз. При учете влияющих ахторов на параметры процессов контроля и ТО меняется точность моделирования. Напри-ер, в модели, не учитывающей ошибок диагностирования, периодичности проверок состав-гет 15 лет, а з модели, учитывающей ошибки диагностирования первого и второго рода ¡троенной и внешней аппаратуры диагностирования, периодичность проверок составляет 1 >Д.

Важным требованием к моделям процессов хонтроля и ТО является их мясгокритери-шность. В настоящей работе созданы многокритериатьные модели процессов контроля и О изделий технологической радиосвязи.

Применяемая з настоящее время методика расчета количественных характеристик нежности изделий технологической радиосвязи не учитывает параметры системы сбслужи-

вания, ошибки диагностирования первого и второго рода встроенной и внешней аппаратуры диагностирования, а также воздействие постепенных отказов на параметры аппаратуры и периодичность контроля и ТО. .

Обязательными условиями обеспечения бесперебойного действия и высокого качества связи являются содержание радиоаппаратуры в образцовом состоянии и ее правильное обслуживание. Основным видом ТО изделий технологической радиосвязи является периодическое, которое включает в себя определенный перечень работ, состав и сроки их выполнения. Последние устанавливаются технологией обслуживания, нормами и допусками. Периодичность обслуживания выбирается с учетом рациональности планирования работ и построения графика ТО. Основными значениями периодичности обычно рекомендуются следующие сроки: один раз в неделю, месяц, квартал, б мес., год и т.д.

Для проверок значений основных технических параметров каждая служба связи имеет свои контрольно-ремонтные пункты (КРП). В КРП выполняются регламентные и ремонтные работы для возимых, стационарных и носимых радиостанций, ведется учет технического состояния и повреждений аппаратуры.

В зависимости от влияния надежности отдельных изделий технологической радиосвязи на безопасность технологических процессов могут применяться три вида обслуживания:

!) регламентное техническое обслуживание;

2) обслуживание по техническому состоянию;

3) восстановительное техническое обслуживание.

Решению о режиме обслуживания предшествуют контрольные проверки технического состояния устройств. Они являются диагностическими мероприятиями, и определение периодичности их проведения - одна из важных задач эксплуатации изделий технологической радиосвязи.

В настоящее время набор и периодичность выполнения регламентных работ по контролю, и ТО изделий технологической радиосвязи определяется действующими инструкциями по техническому обслуживанию, но во многих случаях не имеет достаточного научного обоснования. Поэтому необходимы модели процесса контроля и ТО, которые позволяют на основании анализа условий эксплуатации изделий и режимов работы их элементов, рекомендовать периодичность проведения контроля и ТО с научной точки зрения.

Вторая., глааа посвящена выбору модели процесса контроля и ТО. Внедрение новых информационных технологий в процессе разработки и эксплуатации автоматизированных систем стимулирует раззитяе новых перспективных направлений при моделировании процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи.

Любую модель строят в зависимости от цели, которую стгзит перед собой исследователь. Поэтому одна из основных проблем при моделировании - проблема целевого назначения. Для каждой модели необходимо выбрать целевую функцию. Целевая функция для модели процесса контроля и ТО - периодичность обслуживания изделий. Для такой целевой функции необходимо выбрать критерии моделирования. Требования к критериям организации процессов контроля и ТО разнообразны и часто противоречивы. В их общем перечне выделим следующие: комплексность, формализуемость хритсрия, информативность, устой-

чивость, адаптивность, декомпозиционность.

Выбор критериев моделирования необходимо начинать с оценки соответствия отдельных групп наиболее часто используемых критериев приведенным выше требованиям к ним. Наиболее часто используются следующие группы критериев: критерии качества, экономические критерии, социальные критерии, технические критерии, надежностные критерии.

Какие из перечисленных критериев подойдут для выбранной целевой функции? Анализ показал, что преимущество следует отдать комплексным количественным характеристикам надежности - коэффициентам готовности и технического использования.

Остановимся на более детальном анализе их применяемости з качестве критериев в процессе контроля и ТО изделий технологической радиосвязи. Коэффициент технического использования характеризует долю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно общей продолжительности эксплуатации. Формула для него имеет вид:

~ т +т°+т ' (1)

1 О + 1 в + 1 то

где То - средняя наработка на отказ;

Тв - среднее время восстановления;

Тто - среднее время технического обслуживания.

Анализируя зависимость Кт и от времени (Т) приходим к выводу, что количественное значение коэффициента технического использования зависит только от То, Тв, Тто и не отражает процесс контроля и ТО во зремени. Поэтому для характеристики процесса контроля и ТО целесообразнее применять не коэффициент технического использования, а функционал технического использования, представляя его в виде:

Кти(а, ¡3, Т) =-Ъ>й1}-, (2)

Т0к(а, р, Т) + Тэ„(а, 13, Т) + Тто к(а, Т)

где То.к(Т) - среднее время исправной работы системы по к-му параметру яри достоверной

системе хонтроля, при к = 1,Ь, а = 0, ,3 = 0;

Ь - число технических параметров, по которым обслуживается система;

То.к(к, Р, Т), Тв.к(а, Р, Т), Тто.к(а, Р, Т) - функционалы зремени нахождения системы з

состояниях исправной работы, аварийного ремонта и техобслуживания соответственно,

при 0<а<1н0<Р^1;

а, р ~ ошибки диагностирования первого и второго рода соответственно;

Т - время между ТО.

В таком представлении функционал технического использования характеризует исследуемую систему с учетом воздействия на нее комплекса факторов, а тем числе и зремени ле>хду ТО. Зависимость !<ти(Т) имеет экстремальный характер. Проекция точки экстремума макс Кт.и(Т)) на ось времени (Т) позволяет определить оптимальную периодичность ТО -Гопт, т.е. один из критериев процесса контроля я ТО.

В качестве зторего хритерия выбран коэффициент готовности. Коэффициент готовно-:ти характеризует готовность объекта к применению по назначению только в отношении его

работоспособности в произвольный момент времени и имеет вид:

Т„

кг =

т0+тв

с

Коэффициент готовности ~ комплексный показатель надежности, как правило, он ущ тывает свойство аппаратурной безотказности и восстанавливаемости. Количественное зн; чение допустимой величины Кг.доп на большинство эксплуатируемых и вновь проектиру< мых систем задается или может быть определено по другим количественным параметрам ш дежности. Следовательно, при решении задач контроля и ТО изделий технологической р; диосаязи одним из заданных параметров будем считать значение Кг.доп. Аналогично (2) вв< дем понятие функционала готовности:

То„(Т)

Kr(cc, ß,T) =

Tok(a,ß,T)+TBk(a,ß,T)

По условиям эксплуатации систем Кг.доп = Кг.доп(Т). Зависимость Кг(Т) является гла; хой убывающей функцией времени между ТО. При Т-»0, Кр(Т) ~> 1, а при Т-*« Кр(Т) 0. Следовательно, функционал готовности нельзя использовать в качестве сдинс венного критерия процесса контроля и ТО, но возможно его применение хах критерия пр определении границ допустимого по техническим условиям времени между операциям контроля и ТО - Тдоп- Таким образом доказана необходимость применения двух критерие процесса контроля и ТО изделий технологической радиосвязи: функционала технически использования - для определения Топт, и функционала готовности - для определения Тдоп, зместе они позволяют определить границы рационального времени между проверками (Tpai пс условию:

Толт 5 Трдц < Тдоп- . (:

Типовые графики зависимости Кг.и(Т) и Кг (Т) от времени между обслуживанием и и использование для определения Трац показаны на рис. I.

Кти макс

Tom

Тдоп

Рис. 1. Зависимость Кт.и(Т) и Кг (Т) от времени между обслуживанием Комплекс тех или иных требований к моделям определяет условия их применения

решаемые с их помощью задачи. Математические модели процесса контроля и ТО изделий технологической радиосвязи не являются в этом случае исключением. Наоборот, для рассматриваемых моделей требования должны быть несколько расширены в связи с тем, что они моделируют поведение технических систем на самом сложном этапе их жизненного цикла - этапе эксплуатации. Этот этап как бы обобщает, является заключительным в жизненном цикле технических систем. Исходя из этого, одним из первых требований к моделям процесса контроля и ТО является системность их построения. Модель должна моделировать функционирование не только исследуемой системы, но и системы ее обслуживания.

При разработке модели необходимо постоянно помнить, что с ее помощью пользователь будет управлять процессом контроля и ТО изделий технологической радиосвязи, в течение которого могут возникать различные непредвиденные ситуации. Поэтому следующим важным требованием к модели является ее способность реагировать на любые изменения а :амой системе или окружающей ее обстановке.

Для того, чтобы модель была пригодна х использованию, при ее разработке должны Зыть тщательно продуманы и потребности, ч психология ее конечного потребителя. Моде-пирование можно считать процессом обучения хах создателя, тах и пользователя модели. Выполнить это можно только на модели, позволяющей решать задачи, адаптивные к хрите-зию оптимизации. Она должна допусхать постепенные изменения з том смысле, что, будучи значале простой, может быть в процессе использования усложнена.

Приняв во внимание требования х моделям, и соотнеся их к процессам контроля и ТО гехничесхих систем, сформулируем следующие условия, которые должна учитывать модель зациональной организации процесса контроля и ТО:

1) предусматривать зозможность учета воздействия как случайных, тах и постепенных >тказов, проявляющихся :<ак з объектах, так а з системах контроля;

2) позволять исследовать процессы контроля и ТО технических систем со случайным ¡ременем пребывания з состояниях исправной работы и разрегулировки;

3) позволять рационально организовывать контроль и 70 изделий технологической ра-шосзязи, изымаемых я не изымаемых из процесса эксплуатации на время контроля я ТО;

4) учитывать случайное множество состояний 5;, з хоторкх могут яахсдяться обслужя-¡аемые системы з процессе эксплуатации;

5) предусматривать возможность отхазов пш обслуживании и моделировать их по-яедствия;

6) учитывать параметры системы диагностирования.

Наиболее полно предъявляемым требованиям удовлетворяют модели, построенные на ¡снозе марковских и полумарковских процессов. Они позволяют учитывать множества со-тояняй, з которых находятся технические системы в процессе эксплуатации, случайный ха->ахтер переходов из 3,-го в З^е состояния, случайяо-детерминироаанное воздействие на параметры систем обслуживающего персонала а окружающей среды, а также другие зоздейст-ия. Эти сзойства моделей обусловили применение ах в настоящей работе.

В третьей глава рассматриваются математические модели процессов контроля и тех-[ического обслуживания технических систем, состоящих из изделий технологической ра-

даосвязи и аппаратуры их контроля, с учетом влияния ошибок диагностирования первого и второго рода.

Рассмотрим модель процесса контроля и ТО, учитывающую влияние ошибок диагностирования-первого и второго рода встроенной и внешней.аппаратуры диагностирования. Рассматриваемая система может находиться в следующих состояниях: So - исправное состояние; Si - состояние разрегулировки; S2 - состояние явного отказа; Sj - состояние скрытого отказа; S4 - состояние ложного отказа; Sto - состояние ТО исправной системы; Sito -состояние ТО разрегулированной системы; Бзто - состояние ТО системы, находящейся в скрытом отказе. Граф состояний системы представлен на рис. 2.

Рис. 2. Граф состояний модели, учитывающей ошибки диагностирования первого и второго рода

Матрица переходных вероятностей содержит вероятности перехода процесса, представленного графом состояний, и имеет следующий вид:

[l-F«(T)]F„,(T) (l-P,)F0¡(T) PtFpj(T) a,[l -F0I(T)]x (l-a,)[l-F„(T)]x

x[l-F„,(T)j *[l-F„,(T)j (l-P,)F„(T) P|Fu(T) a,[l-F12(T)] 0 0 0 0 0

0

0

(I-a,)*

(t-a2)x ■Í'-FtoO,>]

<I-Pi>Fto(1,) РЛо(1„) aJl-Frolt,)]

(l-P2)FroH,) P,FTO(t„) o2íl-Fro(t„)] I-P¡ P; 0

(l-a.tfl-F^T)] 0 0 0

Запишем матрицу-строку финальных вероятностей:

тг = |я0(Т), я,(Т), Я2(Т), л3(Т), яДТ), ято(Т), я,го(Т), язт0(Т)|.

(6) (7)

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

Определим финальные вероятности нахождения системы в Э.-х состояниях. Для этого умножим матрицу-строку финальных вероятностей я на матрицу переходных вероятностей Р. При этом должно выполняться следующее условие:

Гя = я-Р,

(8)

В результате умножения матриц получена следующая система уравнений: 'я. (Т) = я,(Т) + я,(Т)+<1 - а, )[1 - Рт0 (1„ )]ято (Т) +

+ (1-а2)[1~Рта(1р)]я1ТО(Т), лДТ) =[1-?02{Т)]Г01(Т)тг0(Т),

я2(Т) = (1-р,)Р0(Т)яв(Т)+(1-Э,)Р11(Т)я1СГ)+(1-р4)Рто(1р)яго(Т) +

+ (1-Р2)Рто(1„)я,то(Т) + (1-Э2)7:зто(Т), «I СП = РА2 (Т) (Т)+э,р,2 (Т) я, (Т) + Р2РТ0 (1р) ято (Т) +

"по "зто (Т),

я4 (Т) = <х,[1 - Р02 (Т)][1 - Р., (Т)]я„ (Т) + а,[1 - Р,2 (Т)]я, (Т) +

+а2[1 - ?т0 (1р )]ято(Т) + а2[1 - Рто(1р )]я1ГО (Т), ята (Т) = (1 - а, )[1 -РЮСТ)][1 - Р„(Т)]я0(Т), я:то СП = (I - а, )[1 - Р|2 (Т)]я, (Т),

я0 (Т) + я, (Т)+я2 (Т)+я3 (Т)+я4 (Т)+ято (Т) + я,то (Т) + язто (Т) = 1.

(9)

Определим истинное (о); (Т)) и наблюдаемое (v, (Т)) время нахождения системы в рас-матризаемых состояниях. Истинное время определяется для работоспособных состояний истемы по формуле:

J о

це ру - вероятность перехода из рассматриваемого состояния; Ту — время пребывания системы в этом состоянии; РДт) - функция распределения для одного шага процесса.

В рассматриваемой модели работоспособными являются следующие состояния: Зо, 3| и Выражения для истинного времени нахождения з перечисленных состояниях имеют зид:

ш0 (Т) = (1 ■- а,) - К02 (Т)][1 - ?0, <Т)]] йх.

о о

®,(Т) = 1Р.

(11)

(12) (13)

Наблюдаемое зремя определяется для всех состояний, в которых находится система, по эрмуле:

v.(T)=i;p,i/t,1dF;)(T,1). (И)

j о

Выражения для наблюдаемого времени в соответствующих состояниях выглядят следующим образом:

vo О*) = (1 - а,) j[[l - f02 (Т) )[l - f01 (Т) Jjdr+j), Jf02 (t) dr. (15)

о 0

v, (t) = (i - a,) J[l - fh(t)]+ft }f,2 (t)dt. (16)

о 0

v!(T) = tp+tI+t.. (17)

v3(T) = T. (18)

v.(D = V (19)

vTO(T)«(l-ol)jll-FT0(T)Jdt + pJ}Fro(t)di ' (20)

о 0

v,to (T) = (1 - a2)'|l - FTO (t)jdt+¡32' jFro (T) dx. _ (21)

v¡TO(T) = tp. (22)

Отличие истинного и наблюдаемого времени з состояниях So и S| заключается в том, что наблюдаемое зремя обусловлено ошибкой диагностирования второго рода встроенной аппаратуры диагностирования pi.

Для определения оптимального и допустимого времени между операциями контроля и ТС подставим полученные значения финальных вероятностей л истинное и наблюдаемое зремя в выражения для функционалов готовности и технического использования:

ч fTN__(•!>,(Т)+я, 0>, (Т) + п, (Т)со< (Т)_

' г" ' _ я0(T)ve (Т) + я,(Т)у,(Т) + 7t2(T)v,(T) + я3(Т)у3(Т) + я4(T)v„ (Т)'

х ,Т)=_",(ТКСП + я, Р>, (Т) + 7! , (Т)<в4 (Т)_

' ^(T)ve(T) + n1(T)v1(T) + 7t3(T)v2(T) + nJ(T)v,(T) + 1t4(T)v4(T) + ' р4)

+ 7tTO(T)vT0 (Т) + л1Т0 (T)v,T0 (Т) + л,т0(Т)узт0(Т)

По результатам расчета строятся графики зависимостей Кг(Т) я Кт.и(Т), по которым определяется рациональная и допустимая периодичность контроля и ТО. Рациональная г.е-зиодячнссть контроля и ТО находятся в пределах Топт - Трац 5 Тдоп • Расчеты выполнены з среде МаЛСАО.

Рассмотрено влияние ошибок диагностирования на процесс контроля и ТО. Рассмотрены модели, в которых оценено влияние ошибок диагностирования первого и второго рода зстроеняой а внешней аппаратуры диагностирования на процесс контроля и ТО. Результаты

исследования сведены в таблицу 1. Анализ полученных результатов показал, что модель, учитывающая ошибки диагностирования первого и второго рода встроенной и внешней аппаратуры диагностирования и модели, учитывающие ошибку диагностирования второго рода встроенной аппаратуры диагностирования - ¡3|, адекватны исследуемому процессу. Об этом свидетельствует сходство значения периодичности проверок, полученных в результате эксплуатации изделий в определенных условиях, с результатами моделирования.

При моделировании использовались следующие входные данные: Ьа = 5,13-10"6 1/ч, Ао1 = 14,15-Ю"6 1/ч, Х,2 = 0,57-Ю"6 1/ч, 1а = 1,2 ч, 1, = 0,8 ч, Гр = 0,25 ч, ъ = 0,5 ч, допустимое значение коэффициента готовности Кг.доп = 0,999.

Таблица 1

Влияние ошибок диагностирования на периодичность контроля и ТО

Ошибки диагностирования Рассчитанные значения

а, <Х2 Р. & макс Кти(Т) Топт, ч. Тдоп, ч.

0 0 0 0 0,959986538 141 000 493 500

0,01 0,005 0,02 0,01 0,999636702 1 400 7 700

0,01 0,005 0 0 0,999983970 315 500 404 250

0,01 0 0 0 0,999983955 115 600 404 6С0

0 0,005 0 0 0,999984102 116 000 406 000

0 0 0,02 0,01 0,999638687 1 430 7 700

0 0 0,02 0 0,999639844 1 430 7 900

0 0 0 0,01 0,999984088 116 500 407 750

Чдтаеэтаи глаза посвящена определению периодичности контроля и 70 радиостанций типа РВ-1М с использованием моделей, рассмотренных в главе 3. Для расчета периодичности проверок должны быть известны зходные данные следующих типов:

1) функции распределения времени: безотказней работы изделия при эксплуатации Рог(Т), разрегулировки изделия РоКТ), безотказней работы разрегулированного изделия Р'.2(Т), безотказной работы при ТО - Рто(Т);

2) вероятность сшибок диагностирования первого л зторего рода встроенной (аь я внешней («2, аппаратуры диагностирования;

3) временные параметры контроля, ТО а ремонта: время аварийного ремонта 1„ проверки системы 1р, время регулировки Гг и поиска неисправности ^

Будем считать, что функции распределения Р<и(Т), РоКТ) и Р|г(Т) имеют экспоненциальное распределение, а Рто(Т) = 0. Вероятность ошибок диагностирования первого и второго рода выбирается на основе накопленной статистики. При этом считается, что аппаратура контроля периодического действия имеет более высокий класс точности, чем встроенная. Временные параметры контроля, ТО и ремонта определены з соотзетстзии с действующими нормами.

Расчет надежности радиоэлектронных устройств, функции распределения времени безотказной работы которых распределены по экспоненциальному захену, основан на опреде-

леняи интенсивности отказов X(t) с последующим вычислением вероятности безотказной ра боты P(t) или среднего времени наработки на отказ То-

Для расчета интенсивностей отказов исследуемой радиостанции применялись коэффи циентный и табличный методы расчета. Из них наиболее совершенным является табличны! метод, который учитывает режимы работы каждого конкретного элемента в схеме изделия Но отсутствие карт режимов работы радиостанции РВ-1М, где были бы приведены сводные данные о режимах работы активных элементов (транзисторов, интегральных микросхем) ограничило использование такого полного и точного метода, как табличный и обусловим применение комплексного сочетания отмеченных методов.

Данные расчетов интенсивностей отказов для каждого функционального блока радио станции сведены в табл. 2. Подставив рассчитанные значения интенсивностей отказов в мо дель, получили оптимальную и допустимую периодичность контроля и ТО для каждого бло ко. При моделировании использовались следующие данные: вероятность ошибок диагности рования первого рода встроенной и внешней аппаратуры диагностирования <xi = 0,01, а^ -= 0,005 соответственно; вероятность ошибок диагностирования второго рода встроенной s внешней аппаратуры диагностирования Pi = 0,02, Р2 = 0,01 соответственно; время аварийно го ремонта, проверки, регулировки и поиска неисправности соответственно ta = 1,2 ч, tp = = 0,25 ч, tr = 0,5 ч, ts = 0,8 ч, допустимое значение коэффициента готовности Кгдоп = 0,999.

Таблица;

Расчет периодичности обслуживания радиостанции РВ-1М

Функциональный Интенсивность отказов Топт, Тдоп,

блох внезапных постепенных ч. ч.

ХЮ"6,1/ч Х10"6,1/ч

Приемник 5,6407 18,454 1400 6060

Передатчик 2,4 14,3341 2200 13800

Елок автоматики и управления 4,16173 19,29197 1600 8100

Блох питания 3,77525 17,52205 1700 8900

Как зиднэ из табл. 2, минимальное значение рациональной периодичности контроля ! ТО находится в пределах от !400 до 6060 часов. С учетом того, что радиостанции нозые 1 технический персонал не приобрел навыков в их обслуживании, рекомендована перкодич кость проверок 3 раз а квартал (2190 ч.). Согласно действующим инструкциям, проверку ] ТО данных радиостанций следует проводить 1 раз в год. Как свидетельствует прахтика, ра дясстаяции не зыдерживают этого срока. Они отказывают, в среднем, через 3-5 месяцев по еле начала эксплуатации. Практические результаты подтверждают правильность моделиро зания. На основе приведенных расчетов выданы рекомендации по обслуживанию радио станций типа РВ-1М не реже 1 -го раза в квартал.

Пятая гама посвящена определению экономической эффективности внедрения рехо мендованной периодичности контроля и ТО радиостанций РВ-1М. В работе произведен рас чет сравнительной экономической эффективности по ныне действующим и рехомендован

ным срокам контроля и ТО. При увеличении количества обслуживаний радиостанций РВ-1М с одного раза в год до четырех уменьшается количество опасных отказов, так как искусственно создается защитный отказ и радиостанция изымается из эксплуатации. Это положительно сказывается на состоянии безопасности движения поездов. Эффект достигается за счет сокращения количества ремонтов радиостанций. В результате проведенных расчетов годовой экономический эффект составил 545,36 р. на одну радиостанцию в ценах 1999 года.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследованы процессы контроля и ТО изделий технологической радиосвязи. Применяемая в настоящее время методика расчета количественных характеристик надежности изделий технологической радиосвязи не учитывает параметры системы обслуживания, ошибки диагностирования первого и второго рода встроенной и внешней аппаратуры диагностирования, а также воздействие постепенных отказов на параметры аппаратуры и периодичность шнтроля и ТО. Использованные в работе модели для исследования процессов контроля и ТО «делий технологической радиосвязи отражают многие стороны функционирования изделий 1 позволяют управлять процессами контроля и ТО при помощи манипуляций с моделями.

2. Рассмотрены требования к моделям процессов хонтроля и ТО изделий техяологиче-:кой радиосвязи. Важными яз них являются: системность построения моделей, способность датировать на изменения в системе или охружающей обстановке, простота и понятность юльзователю, получение приемлемых входных данных для моделирования.

3. Формализованная постановка задач определения рациональных срокоз контроля и 'О выполнена с позиций системного представления процессов хонтроля и ТО. Системное редставлекие процессоз контроля и ТО изделий технологической радиссзязи позволяет читывать не только обслуживаемую систему, но и систему ее обслуживания, параметры ап-аратуры диагностирования и влияние постепенных отказов на характеристики исследуемых роцессов.

4. Показано, что для процессов контроля я ТО изделий технологической радиосвязи >ебуется многокритериальный подход. 3 качестве критериев выбраны комплексные коли-:ственные харахтериепш! надежности - коэффициенты готовности и технического исполь-зания. Функционал технического использования служит для определения оптимальной пе-юдячности хонтроля и ТО - Тот, а функционал готовности для определения допустимой риодичности контроля и ТО - ТдоП' Рациональная периодичность контроля и ТО находит-в пределах Т0пт ^ Тгдц ^ Тдоп-

5. Разработаны математические модели процессов контроля и ТО изделий технологиче-эй радиосвязи, учитывающие ошибки диагностирования первого я второго рода встроен-й и внешней аппаратуры диагностирования. Учет ошибсх диагностирования делает модель ;хватнсй исследуемому процессу. Результаты моделирования показали, что учет ошибки агностированяя второго рода встроенной аппаратуры диагностирования делает модель ¡хватной исследуемому процессу. Подтверждением этому служит близость результатов, 1ученных в ходе эксплуатации изделий технологичесхой радиосвязи со значениями, полу-иыми при моделировании рациональной периодичности проверок.

6. Произведен расчет периодичности контроля и ТО радиостанции железнодорожной технологической радиосвязи системы «Транспорт» рв-1м с использованием рассмотренных математических моделей. По данным расчета выданы рекомендации по срокам проведения контроля и ТО для радиостанций указанного типа.

7. Определен экономический эффект внедрения рекомендованной периодичности контроля и ТО для радиостанций технологической радиосвязи РВ-1М, который достигается за счет уменьшения количества опасных отказов, что положительно влияет на состояние безопасности движения поездов. Годовой эффект составляет 545,36 р. на одну радиостанцию.

Осшоаяыг положения диссертации опубликованы в работах:

3. Держо Г.Г., Лутченко С.С. Оптимизация процессов технического обслуживания больших технических систем // Энергосбережение на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы научн-практ. конф. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск,

1996. С. 35-37.

2. Держо Г.Г., Лутченхо С.С. Ресурсосберегающие информационные технологии обслуживания технических систем // Энергосбережение на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы научн-практ. конф. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск,

1997. С. 78.

3. Информационные технологии и модели совершенствования процессов технического обслуживания устройств сзязи / Г.Г. Держо, Т.А. Филимонова, С.С. Лутченко // Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы докл. третьей межвуз. каучн.-метод. конф. / РГОТУПС. М., 1998. Ч. 1. С. 76-78.

4. Ошибки диагностирования и их влияние на периодичность обслуживания технических систем / Г.Г Держо, Т.А. Филимонова, С.С. Лутченхо // Проблемы электромагнитного злаяния и надежность функционирования систем передачи информации на железнодорожном транспорте: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск,

1998. С. 52-55.

5. Модель ханалообразующей системы поездной радиосвязи в диапазоне гектометро-зых золн для протяженных перегонов и узловых станций со сложной инфраструктурой / В.М. Рогнлев, С.С. Лутченко, Г.Г. Держо // Ресурсосберегающие технологии на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы научн.-прахт. хонф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1999. С. 223-227.

6. Лутченхо С.С., Шматко Я. А. Оценка надежности программного обеспечения диагностических микропроцессорных систем // Ресурсосберегающие технологии на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы научн.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омсх, 5999. С. 232-234.

7. Лутченко С.С. Влияние точности диагностирования на периодичность обслуживания устройств связи // Транссиб-99: Тезисы докл. региональной научн.-прахт. конф.! Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 1999. С. 64,65.

Введение

1. Оценка состояния вопроса оптимизации процесса контроля и технического обслуживания

1.1. Состояние исследуемого вопроса

1.2. Задачи организации процессов контроля и ТО и методы их решения

1.3. Виды, режимы и методы контроля и ТО устройств связи

1.4. Выводы по разделу

2. Обоснование и выбор модели процесса контроля и технического обслуживания

2.1. Классификация видов моделирования систем

2.2. Виды математического моделирования

2.3. Критерии моделирования процессов контроля и ТО

2.4. Проблема эксплуатации технических систем по состоянию

2.5. Требования к моделям процессов контроля и технического обслуживания

2.6. Выводы по разделу

3. Математические модели процесса контроля и технического обслуживания систем

3.1. Модель, не учитывающая влияние ошибок диагностирования

3.2. Модель, учитывающая влияние ошибок диагностирования

3.3. Ошибки диагностирования в моделях оптимизации процесса контроля и ТО

3.4. Выводы по разделу

4. Определение оптимальной периодичности контроля и технического обслуживания радиостанции РВ-1М

4.1. Входные данные моделирования процесса контроля и ТО

4.2. Возимая дуплексно-симплексная радиостанция РВ-1М

4.3. Методика расчета интенсивности отказов элементов аппаратуры

4.4. Формирование банка данных для моделирования процесса контроля и ТО радиостанции PB-IM

4.5. Выводы по разделу

5. Определение экономической эффективности оптимизации процесса контроля и технического обслуживания

5.1. Определение годового эффекта.

5.2. Показатели оценки экономической эффективности

5.3. Расчет экономического эффекта

5.4. Выводы по разделу

Система управления технологическими процессами занимает особое место в сложном и многообразном комплексе работ любой отрасли хозяйства. Эффективность системы управления во многом зависит от работы одного из основных звеньев - средств связи с объектами. Использование средств связи с объектами в различных технологических процессах в первую очередь уменьшает время доставки информации от управляющего объекта до управляемого и в обратном направлении. Это в свою очередь влияет на сокращение времени выполнения операций, на возможность проведения подготовительных операций и в конечном счете на изменение самого технологического процесса.

Технологическая радиосвязь используется везде, где существует технологический процесс, а это относится ко всем отраслям промышленности: нефтяной и газовой, машиностроению и металлургии, железнодорожному и морскому транспорту, авиации, а также различным службам /1-5/. Сложившееся ныне в экономике страны положение требует совершенствования работы отраслей, проведения необходимых структурных преобразований, направленных на повышение эффективности и экономию ресурсов, которые должны осуществляться за счет ресурсосбережения и совершенствования технологических процессов /6,7/.

Связь, являясь частью инфраструктуры любой отрасли, обеспечивает ее жизнедеятельность. Связь составляет техническую основу системы управления всеми технологическими процессами в каждой отрасли - эксплуатационной работой хозяйств, персоналом, социальной сферой и т.д. Эффективность системы управления отраслевым хозяйством в значительной мере определяется информационными возможностями системы связи. Степень развития связи во многом определяет состояние экономики страны и производительность труда. Качественные и количественные характеристики связи существенно влияют на экономические показатели работы отрасли /4, 5, 8/. Связь пронизывает каждую отрасль на всех уровнях. Услугами связи пользуются все работники в каждой отрасли.

Эффективность работы изделий технологической радиосвязи зависит не только от свойств, заложенных в них на этапах разработки, изготовления и сдачи в эксплуатацию, но и от способов и качества их обслуживания. Если обслуживание свести только к ликвидации аварийных отказов и исключить мероприятия предупредительного характера, то показатели надежности таких изделий окажутся весьма низкими.

Поэтому обеспечение высоких эксплуатационных показателей изделий технологической радиосвязи является комплексной проблемой разработки аппаратуры контроля и поиска неисправностей, разработки методов тестовой проверки, резервирования их работы, решения проблемы оптимального снабжения запасными частями, выбора объемов и сроков проведения профилактических мероприятий. Выбор сроков проведения профилактических мероприятий является одним из основополагающих вопросов при организации процесса контроля и техобслуживания. Значение правильного решения этого вопроса в последнее время существенно возросло по ряду причин. Главными из них являются сокращение сроков ввода новых систем в эксплуатацию, применение новых современных высоконадежных элементов и быстрое моральное старение аппаратуры.

Своевременный контроль и техническое обслуживание (ТО) изделий технологической радиосвязи предотвращают отказы и повышают эффективность их использования. Наоборот, преждевременные или с опозданием контроль и ТО таких изделий уменьшают надежностные характеристики и снижают эффективность их использования. В силу этого правильное определение периодичности контроля и ТО по отдельным параметрам является одной из главных задач эксплуатации изделий технологической радиосвязи.

В последние годы изменились условия функционирования отраслей нефтяной и газовой промышленности, машиностроения, металлургии, железнодорожного транспорта и других, связанные с проведением рыночных экономических реформ в России. В новых условиях усилились роль и значение перечисленных отраслей /9-12/. Для обеспечения устойчивой работы, достижения максимальной прибыли и обеспечения высокой конкурентоспособности в отмеченных областях были разработаны программы информатизации. Главной целью информатизации является повсеместное обеспечение информацией всех технологических процессов и сфер деятельности отраслей, создание информационной основы для достижения максимальной эффективности в сложившихся условиях /9-12/.

Информатизация технологических процессов и структур осуществляется через информационные технологии. Информационным технологиям инфраструктуры отраслей, в состав которой входят изделия технологической радиосвязи, отводится важная роль в управлении эксплуатационной работой и обеспечении безопасности технологических процессов. Информационные технологии должны стать основой для реализации стратегии обслуживания технических систем и устройств по их фактическому состоянию. Для этого необходимо вести анализ диагностической информации, учет выработки ресурса важнейшими техническими системами и устройствами и определять время проведения необходимых регламентных и ремонтных работ, а также вести учет повреждений и отказов и анализировать статистику отказов по важнейшим видам устройств /1II.

Основу информационных технологий составляют аппаратные средства, банки знаний, банки данных, математическое и программное обеспечение, позволяющее обрабатывать полученную информацию.

Применение информационных технологий невозможно без использования современной компьютерной техники 12, 13-15/. Решения большинства задач информатизации, направленные на совершенствование процессов контроля и обслуживания, ремонта, ресурсосбережения, анализа диагностической информации и других возможны при применении математических моделей реальных процессов различной сложности.

Сложность моделей определяется глубиной исследуемых процессов и возможностью формирования адекватных процессам баз данных. Например, при решении вопросов рациональной организации контроля и технического обслуживания необходимо учитывать условия эксплуатации изделий, влияние ошибок измерительной аппаратуры, временные параметры проверки аппаратуры и устранения отказов, законы распределения времени наработки на отказ и т.п. Нужны обоснованные критерии оценки процессов и действий обслуживающего персонала

При внедрении новых информационных технологий особое место отводится моделированию. Важное условие успешного создания крупной информационной системы - концепция моделирования. Создание информационной системы в различных отраслях представляется как процесс формирования и развития систем взаимосвязанных и согласованных моделей, начиная с системы моделей организации работ и организационной структуры отрасли и заканчивая работающей информационной системой /9, 10, 16/. Описание всех исследуемых и проектируемых объектов через модели обеспечивает простую и быструю процедуру декомпозиции и интеграции информационной системы, что позволяет вести ее согласованную разработку по частям и сборку частей в единое целое.

Применение моделирования позволяет оценить эффективность проектных решений до их реализации и оперативно вносить изменения в процессе как разработки информационной системы, так и сопровождения функционирующих комплексов информационных технологий и отдельных приложений. Возможность постепенного наращивания моделируемого полигона, увеличения количества выдаваемых показателей позволяют решить проблему размерности при описании деятельности отрасли. Модельный подход гарантирует более качественное формирование требований к информационным системам на стадиях как системного, так и технического и рабочего проектирования. Все это вместе взятое существенно сокращает затраты на разработку и сопровождение системы.

Экспертные оценки показали, что моделирование - весьма эффективный с экономической точки зрения метод разработки систем управления в нефтяной и газовой промышленности, машиностроении, металлургии, на железнодорожном транспорте /9, 10, 16, 17/. Затраты на моделирование на порядок меньше тех потерь, которые несет отрасль в результате проведения «натурного» эксперимента. В связи с этим моделирование необходимо рассматривать в качестве составного элемента процесса информатизации, а сами модели - как необходимый первоначальный результат разработки информационной системы отрасли.

При моделировании стремятся к тому, чтобы модель достаточно хорошо отображала исследуемую сторону функционирования объекта. В зависимости от требований к моделям определяются область применения и решаемые с их помощью задачи. Как свидетельствует практика, наибольшей популярностью пользуются математические модели /18-24/. Математические модели процессов контроля и ТО - это отражение существенных черт исследуемых процессов при помощи математических функций и функционалов. Такие модели являются средством, увеличивающим возможности технического персонала в познании реального процесса обслуживания. С помощью математических моделей можно определять периодичность контроля и ТО изделий технологической радиосвязи.

Математические модели процесса контроля и ТО моделируют поведение систем на самом сложном этапе их жизненного цикла - этапе эксплуатации. В связи с этим к моделям предъявляются высокие требования. Важным требованием к моделям процесса контроля и ТО является системность в их построении. Модель должна моделировать функционирование не только исследуемой системы, но и системы ее обслуживания. К системе обслуживания относятся системы индикации отказов, аппаратура контроля, условия окружающей среды, режимы работы элементов, законы их старения и т.п.

Математическая модель процесса контроля и ТО должна моделировать поведение исследуемого объекта с достаточной точностью. В этом случае говорят об идентификации процесса моделью. Проведенные исследования показали, что более точная модель сложнее /18, 20, 22-25/. Важнейшими свойствами модели являются простота и понятность пользователю принципов ее функционирования и вытекающие отсюда требования удобства в управлении и обращении. Нельзя оправдать разработку даже самой хорошей модели, если ее не может использовать потребитель.

В настоящее время во многих отраслях эксплуатируются изделия технологической радиосвязи, которые морально и физически устарели /1, 4, 5/. Постепенно происходит замена устаревших изделий на новые. В большинстве случаев устаревшие изделия заменяют импортными, но не исключена возможность замены на отечественные изделия технологической радиосвязи четвертого поколения, как это сделано на железнодорожном транспорте /4, 5/. При таком положении дел необходимо обслуживать как устаревшие, так и новые изделия технологической радиосвязи. Математические модели процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи позволяют решать и такие задачи. В основе математических моделей лежит теория марковских и полумарковских процессов, теория вероятностей и математическая статистика.

Важным этапом создания модели являются входные данные. Ни одна математическая модель не может быть применена без базы входных данных. Еще на этапе проектирования модели следует решить, на основе каких данных будет моделироваться исследуемый процесс. Это могут быть собранные ранее статистические данные. Такая модель будет пригодна только для систем, на которые получены экспериментальные данные. Возможно получение теоретико-вероятностных данных как в самой системе, так и ее отдельных блоках, а также путем экспертных опросов. Главным требованием к модели является ее адаптация к изменению входных данных.

Математические модели процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи устойчивы к изменению входных данных как условия эксплуатации системы, тип обслуживаемой аппаратуры, тип аппаратуры контроля, наработка системы и т.п.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процесса эксплуатации изделий технологической радиосвязи. Для достижения поставленной цели поставлены и решены следующие задачи:

1) совершенствование математических моделей для определения рациональной периодичности контроля и ТО изделий технологической радиосвязи;

2) исследовано влияние ошибок диагностирования первого и второго рода встроенной аппаратуры диагностирования на параметры процесса контроля и ТО;

3) исследовано влияние ошибок диагностирования первого и второго рода внешней аппаратуры диагностирования на параметры процесса контроля и ТО;

4) произведен расчет надежности радиостанции РВ-1М с учетом реальных режимов работы и параметров аппаратуры диагностирования. На основании проведенных расчетов выданы рекомендации о периодичности

11 проведения обслуживания радиостанций данного типа.

Для достижения поставленных задач применялось математическое моделирование процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи с использованием теорий вероятности, надежности и системного анализа. Компьютерное моделирование оптимальной, допустимой и рациональной периодичности контроля и ТО на основе теории марковских и полумарковских процессов.

Практическое значение работы заключается в том, что созданные математические модели позволяют рассчитывать рациональную периодичность контроля и ТО для каждого вида изделий технологической радиосвязи с учетом реальных режимов работы и параметров аппаратуры диагностирования. Использование математических моделей создает предпосылки для формирования компьютерных банков данных и включения процесса контроля и ТО изделий технологической радиосвязи в общую информационную среду отрасли.

5.4. Выводы по разделу

1. Годовой экономический эффект внедрения новой периодичности проверок радиостанций РВ-1М достигается за счет уменьшения количества отказов, что положительно влияет на состояние безопасности движения поездов. Годовой эффект составляет 545,36 р. на одну радиостанцию.

2. Экономическая эффективность для локомотивного депо, содержащего 50 поездных радиостанций, за 10 лег в виде суммарного интегрального эффекта составит 184305,04 р. Это свидетельствует о том, что данное мероприятие является эффективным.

1. Исследованы процессы контроля и ТО изделий технологической радиосвязи. Применяемая в настоящее время методика расчета количественных характеристик надежности изделий технологической радиосвязи не учитывает параметры системы обслуживания, ошибки диагностирования первого и второго рода встроенной и внешней аппаратуры диагностирования, а также воздействие постепенных отказов на параметры аппаратуры и периодичность контроля и ТО. Использованные в работе модели для исследования процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи отражают многие стороны функционирования изделий и позволяют управлять процессами контроля и ТО при помощи манипуляций с моделями.

2. Рассмотрены требования к моделям процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи. Важными из них являются: системность построения моделей, способность реагировать на изменения в системе или окружающей обстановке, простота и понятность пользователю, получение приемлемых входных данных для моделирования.

3. Формализованная постановка задач определения рациональных сроков контроля и ТО выполнена с позиций системного представления процессов контроля и ТО. Системное представление процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи позволяет учитывать не только обслуживаемую систему, но и систему ее обслуживания, параметры аппаратуры диагностирования и влияние постепенных отказов на характеристики исследуемых процессов.

4. Показано, что для процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи требуется многокритериальный подход. В качестве критериев выбраны комплексные количественные характеристики надежности - коэффициенты готовности и технического использования. Функционал технического использования служит для определения оптимальной периодичности контроля и ТО - Топь а функционал готовности для определения допустимой периодичности контроля и ТО - ТДОп- Рациональная периодичность контроля и ТО находится в пределах Т0пт £ ТРАЦ < ТДОп

5. Разработаны математические модели процессов контроля и ТО изделий технологической радиосвязи, учитывающие ошибки диагностирования первого и второго рода встроенной и внешней аппаратуры диагностирования. Учет ошибок диагностирования делает модель адекватной исследуемому процессу. Результаты моделирования показали, что учет ошибки диагностирования второго рода встроенной аппаратуры диагностирования делает модель адекватной исследуемому процессу. Подтверждением этому служит близость результатов, полученных в ходе эксплуатации изделий технологической радиосвязи со значениями, полученными при моделировании рациональной периодичности проверок

6. Произведен расчет периодичности контроля и ТО радиостанции железнодорожной технологической радиосвязи системы «Транспорт» РВ-1М с использованием рассмотренных математических моделей. По данным расчета выданы рекомендации по срокам проведения контроля и ТО дня радиостанций указанного типа

7. Определен экономический эффект внедрения рекомендованной периодичности контроля и ТО для радиостанций технологической радиосвязи РВ-1М, который достигается за счет уменьшения количества опасных отказов, что положительно влияет на состояние безопасности движения поездов. Годовой эффект составляет 545,36 р. на одну радиостанцию.

1. Средства технологической радиосвязи АО «Норильский комбинат» / Потарин А. 5 Фролов Ф., Изместьев С. и др. // Connect! Мир связи. 1999. № 7. С. 87.

2. Нугманов В. АО «Транснефть»: автоматизация производства и информатика// Connect! Мир связи. 1999. № 8. С. 32-34.

3. Иванец В., Резник А. Строительная радиосвязь в управлении КТК // Connect! Мир связи. 1999. № 8. С. 58-63.

4. Ваванов Ю. В., Вериго А. М. Основные направления развития железнодорожной технологической радиосвязи // Автоматика, телемеханика и связь. 1998. № 6. С. 7-10.

5. Вериго А. М., Черников А. А. Совершенствование технологической радиосвязи//Железнодорожный транспорт. 1999. № 11. С. 36- 39.

6. МВД России: из концепции развития системы связи // Connect! Мир связи. 1999. № 8. С. 76-80.

7. Аксененко Н. Б. Железнодорожный транспорт в 2000 году: стратегия, задачи, перспективы // Железнодорожный транспорт. 2000. № 2. С. 2- 8.

8. Этапы развития мобильной радиосвязи специального назначения /Л.Я.Антонюк, A.A. Петухов, О.П. Стратонов, А.Н. Щукин // Электросвязь. 1999. №3. С. 13-17.

9. Ивашкина О. Информационная технология инвестиционного проектирования для предприятий химико-технологического типа // Connect! Мир связи. 1999. № 8. С. 70-73.

10. Пронин Ю. Информационные технологии для построения системы мониторинга работы металлургического комбината // Connect! Мир связи. 1999. № 6. С. 68-74.

11. Концепция информатизации железнодорожного транспорта России. М., 1996. 51 с.

12. Малявко В. Б., Лист Ф. Д. Концепция и программа информатизации железнодорожного транспорта // Автоматика, телемеханика и связь. 1996. №7. С. 3-8.

13. Михайлов А. В. Перспективы совершенствования информационных транспортных технологий. Базы данных // Автоматика, телемеханика и связь. 1996. № 7. С. 14-16.

14. Боткевич А. И., Шамароков Б. Г. Перспективная сеть передачи данных для железнодорожного транспорта II Автоматика, телемеханика и связь. 1996. № 7. С. 16-19.

15. Павловский А. А. Использование геоинформационных технологий //Железнодорожный транспорт. 1999. № 3. С. 31-34.

16. Основные принципы создания ИСЖТ нового поколения /Ф. Д. Лист, А. В. Михайлов, Е. П. Кукушкин, Б. В. Шевцов // Железнодорожный транспорт. 1999. № 3. С. 28-30.

17. Кутыркин А. В., Лист Ф. Д. Формирование информационной среды железнодорожного транспорта // Автоматика, телемеханика и связь. 1996. №7. С. 11-14.

18. Мозгалевский А. В., Гаскаров Д. В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975. 207 с.

19. Мозгалевский А. В., Калявин В. П. Системы диагностирования судового оборудования. Л.: Судостроение, 1987. 224 с.

20. Барзилович Е. Ю. Модели технического обслуживания сложных систем. М.: Высшая школа,, 1982. 231 с.

21. Барзилович Е. Ю., Каштанов В. А. Организация обслуживания при ограниченной информации о надежности системы. М.: Советское радио, 1975. 136 с.

22. Герцбах И. Б. Модели профилактики. М.: Советское радио, 1969.216 с.

23. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход: Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1988. 392 с.

24. Райншке К., Ушаков И. А. Оценка надежности систем с использованием графов. М.: Радио и связь, 1988. 208 с.

25. Лугченко С. С. Влияние точности диагностирования на периодичность обслуживания устройств связи // Транссиб-99: Тезисы докл. региональной научн.- практ. конф. /Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск; 1999. С. 64,65.

26. Диагностирование на граф-моделях: На примерах авиационной и автомобильной техники. М.: Транспорт, 1991. 244 с.

27. Диагностирование и прогнозирование технического состояния авиационного оборудования / В. Г. Воробьев, В. В. Глухов, Ю. В. Козлов и др.; Под ред. И. М. Синдеева. М.: Транспорт, 1984. 191 с.

28. Иыуду К. А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем. М.: Высшая школа, 1989. 216 с.

29. Пашковский Г. С. Задачи оптимального обнаружения и поиска отказов в РЭА. М.: Радио и связь, 1981. 280 с.

30. Давыдов П. С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. М.: Радио и связь, 1988. 256 с.

31. Чернышев А. А. Основы конструирования и надежности электронных вычислительных средств. М.: Радио и связь, 1998. 448 с.

32. Михайлов А. В. Эксплуатационные допуски и надежность в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Советское радио, 1970. 216 с.

33. Боровиков С. М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. Минск: Дизайн ПРО, 1998. 336 с.

34. Бервинов В. И. Техническое диагностирование локомотивов. М.: УМК МПС России, 1998. 190 с.

35. Сапожников В. В., Кравцов Ю. А., Сапожников Вл. В. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов /Под ред. В. В. СапожниковаМ.: Транспорт, 1995. 320 с.

36. Батраков С. А. Разработка технических средств для определения состояния изолирующих покрытий кабелей электроснабжения и связи наэлектрифицированных железных дорогах: Дис. . канд. техн. наук / Ом-ГУПС.- Омск, 1998. 223 с.

37. Власенко С. В. Автоматизированные системы технической диагностики стационарных рельсовых цепей: Автореф. дис. . канд. техн. наук /ПГУПС. СПб.,1997. 24 с.

38. Андроничев И. К. Диагностирование тепловозного дизеля по параметрам рабочего процесса: Дис. . канд. техн. наук / СамИИТ. Самара, 1995. 142 с.

39. Кузьменко О. Г. Разработка автоматизированной системы контроля и диагностики устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта: Автореф. дис. канд. техн. наук /РГОТУПС. М., 1997. 24 с.

40. Брейдо А.И., Овсянников В.А. Организация обслуживания железнодорожных устройств автоматики и связи. М.: Транспорт, 1983. 209 с.

41. Дмитренко И. Б., Ульянов В. М. Расчет оптимальных сроков технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики // Автоматика, телемеханика и связь. 1998. № 7. С. 33, 34.

42. Дмитренко И. Б., Сапожников В. В., Дьяков Д. В. Измерения и диагностирование в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / Под ред. И. Б. Дмитренко. М.: Транспорт, 1994. 263 с.

43. Держо Г. Г. Организация технического обслуживания электронных устройств на железнодорожном транспорте: Учебное пособие / Омский ин-т инж. ж.- д. трансп. Омск, 1993. 47 с.

44. Применение теории марковских цепей для оптимизации обслуживания сложных систем связи на железнодорожном транспорте / Держо Г. Г., Филимонова Т. А.; Омский ин-т инж. ж,- д. трансп. Омск, 1981. 21с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 12.08.81, № 16-5281.

45. Дедков В. К., Северцев Н. А. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. М.: Высшая школа, 1976. 406 с.

46. Северцев Н. А. Надежность сложных систем в эксплуатации и обработке. М.: Высшая школа, 1989. 432 с.

47. Системный анализ и структура управления / Под ред. В. Г. Шори-на. М.: Знание, 1975. 303 с.

48. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981. 488 с.

49. Коваленко И. Н., Кузнецов Н. Ю. Методы расчета высоконадежных систем. М.: Радио и связь, 1988. 176 с.

50. Дзиркал Э. В. Задание и проверка требований к надежности сложных изделий. М.: Радио и связь, 1981. 176 с.

51. Типовые нормы времени на техническое обслуживание магистральной коротковолновой радиосвязи. М.: Транспорт, 1991. 64 с.

52. Типовой проект организации труда на линейном производственном участке проводной радиосвязи. М.: Транспорт, 1987.

53. Инструкция по организации системы технического обслуживания устройств проводной связи на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1990.

54. Устройства станционной радиосвязи. Технологический процесс обслуживания радиостанций 71 РТС-А2-ЧМ и 72 РТМ-А2-ЧМ. РМ 32 ЦШ 09.10.82. М.: Транспорт, 1983. 32 с.

55. Инструкция по эксплуатации средств маневровой и горочной радиосвязи, устройств двусторонней парковой связи. М.: ТРАНСИЗДАТ, 1999. 24 с.

56. Типовые нормы на ремонт бесконтактной аппаратуры СЦБ и проверку аппаратуры тональных рельсовых цепей. М.: ТРАНСИЗДАТ, 1999. 16 с.

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

58. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений: Пер. с нем. М.: Мир, 1990. 208 с.

59. Дружинин Г. В. Надежность автоматизированных производственных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986. 480 с.

60. Коваленко И. Н. Вероятностный расчет и оптимизация. Киев: Нау-кова думка, 1989. 192 с.

61. Коваленко И. Н., Наконечный А. Н. Приближенный расчет и оптимизация надежности. Киев: Наукова думка, 1989. 184 с.

62. Снапелев Ю. М., Старосельский В. А. Моделирование и управление в сложных системах. М.: Советское радио, 1974. 264 с.

63. Труханов В. М. Надежность в технике. М.: Машиностроение, 1999.598 с.

64. Левин В. И. Логическая теория надежности сложных систем. М.: Энергоатомиздат, 1985. 128 с.

65. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения.

66. Голинкевич Т. А. Прикладная теория надежности. М.: Высшая школа, 1985. 168 с.

67. ГОСТ 28.001-83. Система технического обслуживания и ремонта техники. Основные положения.

68. ГОСТ 28470-90. Система технического обслуживания и ремонта технических средств вычислительной техники и информатики. Виды и методы технического обслуживания и ремонта.

69. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения.

70. А. С. 1413646 СССР, МКИ 006Р15/46. Устройство для определения показателей надежности объектов / Г. Г. Держо.

71. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения.

72. ГОСТ 27518-87. Диагностирование изделий. Общие требования.

73. ГОСТ 26656-85. Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования.

74. ГОСТ 27.004-85. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения.

75. Груничев А. С., Однодушнов А. В., Якимов П. Ф. Обеспечение надежности радиоэлектронной аппаратуры и комплектующих изделий при эксплуатации. М.: Советское радио, 1976. 240 с.

76. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. В 2-х т. Т. 1; Пер с англ. М.: Мир, 1984. 528 с.

77. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. В 2-х т. Т. 2; Пер с англ. М.: Мир, 1984. 752 с.

78. Баруча-Рид А. Т. Элементы теории марковских процессов и их приложения. Пер. с англ. М.: Наука, 1969. 512 с.

79. Надежность технических систем: Справочник / Ю. К. Беляев, В. А. Богатырев, В. В. Болотин и др.; Под ред. И. А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985. 608 с.

80. Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1969. 324 с.

81. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. И., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. 524 с.

82. Розанов Ю. А. Теория вероятностей, случайные процессы и математическая статистика. М.: Наука, 1985. 320 с.

83. Тутубалин В. Н. Теория вероятностей и случайных процессов. М.: Изд-во МГУ, 1992. 400 с.

84. Андреев В. Н., Иоф.фе А. Я. Эти замечательные цепи. М.: Знание, 1987. 176 с.

85. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: Наука, 1987. 336 с.

86. Королюк В. С., Турбин А. Ф. Процессы марковского восстановления в задачах надежности систем. Киев: Наукова думка, 1982. 236 с.

87. Тихонов В. И., Миронов М. А. Марковские процессы. М.: Советское радио, 1977. 488 с.

88. Вентцель Б. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. 576 с.

89. Гмурман В. Б. Теория вероятностей и математическая статистика.

90. М.: Высшая школа, 1972. 368 с.

91. Гантмахер Ф, Р. Теория матриц. М.: Наука, 1967. 576 с.

92. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Наука, 1968. 720 с.

93. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука, 1980. 976 с.

94. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров: Пер. с фр. М.: Наука, 1964. 772 с.

95. Введение в техническую диагностику / Г. Ф. Верзаков, Н. В. Киншт, В. И. Рабинович, Л. С. Тимонен; Под ред. К. Б. Карандеева. М.: Энергия, 1968. 224 с.

96. Радиостанция Р22/ЗВ-1 «РВ-1М». Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖ1.101.043 ТО (книга 1).

97. Левин Б. Р. Теория надежности радиотехнических систем. М.: Советское радио, 1978. 264 с.

98. Физика отказов. М.: Наука, 1981. 164 с.

99. Погребенский С. Б., Стрельников В. П. Проектирование и надежность многопроцессорных ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988. 167 с.

100. Масляев Л. П. Улучшение работы радиостанции РВ1-1 // Автоматика, телемеханика и связь. 1997. № 1. С. 30, 31.

101. Чусовский Б. Г. Новые радиостанции работают надежно // Автоматика, телемеханика и связь. 1998. № 4. С. 35-37.

102. Лисенков В. М. Статистическая теория безопасности движения поездов. М.: ВИНИТИ РАН, 1999. 332 с.

103. Шпер В. Л. О некоторых ошибках при расчетах показателей надежности полупроводниковых приборов // Надежность и контроль качества. 1990. № 7. С. 14-20.

104. Вереникина Н. И. Типовые нормы времени на техническое обслуживание и текущий ремонт носимой радиостанции 11Р32Н «Транспорт» // Автоматика, телемеханика и связь. 1996. № 2. С. 24.

105. Вереникина Н. И. Временные нормы времени на техническое обслуживание устройств радиостанций дуплексной связи РС-1 и СР-1 // Автоматика, телемеханика и связь. 1997. № 5. С. 38.

106. Основы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для студентов вузов / А.К. Быкадоров, Л.И. Кульбак, В.Ю. Лавриненко и др.; Под ред. В.Ю. Лавриненко. М.: Высшая школа, 1978. 320 с.

107. Никулин С. М. Надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1979. 80 с.

108. Ш.Половко А. М. Основы теории надежности. М.: Наука, 1964.448 с.

109. Приемопередатчик УПП-1М. Техническое описание и инструкцияпо эксплуатации ИЖ2.000.104 ТО.

110. Приемопередатчик УПП-2М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖ2.000.102 ТО, ИЖ2.000.102 ИЭ.

111. Приемопередатчик УПП-ЗМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖ2.000.103 ТО, ИЖ2.000.103 ИЭ.

112. Радиостанция РВ-1М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖ1.101.043 ТО (книга 2).

113. Кудрявцев Г. Г., Мамзелев И. А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах технического обслуживания средств связи. М.: Радио и связь, 1989. 136 с.

114. Саховский В. А. Особенности внедрения УКВ поездной радиосвязи // Автоматика, телемеханика и связь. 1996. № 5. С. 26.

115. Стационарная радиостанция РС-46М /А. М. Вериго, Ю. В. Вава-нов, С. И. Тропкин, В. В. Кондаков // Автоматика, телемеханика и связь. 1997. №2. С. 5-8.

116. Комин Н. Д., Миронова М. А., Смирнов Д. Б. Современные системы радиосвязи для железных дорог // Автоматика, телемеханика и связь. 1997. № 6. С. 7-10.

117. Бимуканов М. К. Обеспечение безопасности микроэлектронных систем железнодорожной автоматики и телемеханики введением свойства самопроверяемости: Автореф. дис. . канд. техн. наук / ЛИИЖТ. Л., 1990. 20 с.

118. Кудрицкий В. Д., СиницаМ. А., Чинаев П. И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. М.: Советское радио, 1977. 256 с.

119. Гончар А. Г., Ефремов А. С., Зеленцов В. А. Модель для определения показателей готовности обслуживаемой системы с учетом параметров системы технического обслуживания и ремонта // Надежность и контроль качества. 1997. № 9. С. 20-25.

120. Васильев Б. В. Прогнозирование надежности и эффективности радиоэлектронных устройств. М.: Советское радио, 1970. 336 с.

121. Акользина Г.И., Лукина З.П. Определение технико-экономической эффективности поездной радиосвязи: Задание и методические указания к курсовой работе по дисциплине «Экономика ж.- д. транспорта» / Омский ин-т инж. ж.- д. транш. Омск, 1987. 52 с.

122. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 1999. 230 с.

123. Методические рекомендации по экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1991.