Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 2120U009261, Матеріали видань та локальних репозитаріїв Категорія Опубліковано, Стаття Назва роботи АЛГОРИТМИ ТА ПРОГРАМНИЙ ЗАСІБ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ НАДІЙНОСТІ СКЛАДНИХ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ Автор Яковина В. С.Сенів М. М.Симець І. І.Самбір Н. Б.Yakovyna V. S.Seniv M. M.Symets I. I.Sambir N. B. Дата публікації 22-12-2020 Постачальник інформації Журнал "Радіоелектроніка, інформатика, управління" (Національний університет "Запорізька політехніка") Першоджерело https://ric.zp.edu.ua/article/view/219027 Видання National University "Zaporizhzhia Polytechnic" Опис Актуальність. Однією з найважливіших властивостей технічних систем є їх надійність, тобто здатність системи виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення експлуатаційних показників в заданих межах. Вартість відмови для сучасних складних технічних систем може бути дуже високою, що може призвести до подій різного ступеня тяжкості, починаючи від економічних збитків і закінчуючи шкодою для здоров’ю і життя людей. Отже, вимоги до їх надійності постійно зростають. Процес оцінки надійності складних технічних систем можна спростити поєднанням аналітичних методів дослідження з обчислювальними можливостями сучасних комп’ютерів. Найпоширеніші аналітичні методи базуються на теорії марковських процесів, яка в свою чергу дають можливість визначити часові залежності ймовірностей перебування системи у визначених станах (працездатності, відновлення, відмови), а отже, значення і часові залежності необхідних показників надійності. Ці методи можуть бути використані для аналізу надійності технічних систем різного типу: невідновлюваних та відновлюваних; резервованих та нерезервованих з різним видом резервування чи типом обслуговування та ін. Однак застосування цих методів для складних технічних систем, що містять велику кількість елементів вимагає виконання великої кількості розрахунків, що унеможливлює виконання цих завдань вручну. Отже, проблема автоматизації моделювання надійності складної технічної системи з використанням сучасних обчислювальних систем є дуже актуальною темою дослідження. Для вирішення цієї проблеми можна використовувати конкретні алгоритмічні та програмні прийоми, описані в цій роботі.Мета. Метою даної статті є розробка алгоритмів автоматизованої обробки структурних схем надійності (ССН) та оцінки показників надійності складних технічних систем поряд із набором програм для автоматизованої оцінки надійності.Метод. Для проведення аналізу надійності використовується підхід ССН, який дозволяє представляти та візуалізувати кожен елемент системи у вигляді прямокутника, з’єднаного лініями паралельно або послідовно з іншими елементами системи. Для отримання значень показників надійності запропоновано математичну модель поведінки надійності технічної системи з використанням випадкового марковського процесу. Далі розглянуто алгоритм обробки ССН та автоматичного визначення умови працездатності технічної системи. Для розрахунку мінімальної та максимальної кількості робочих станів та станів відмов для системи з n елементів та r відновлення в роботі вводиться математична модель, заснована на комбінаторному підході. Для розробки програмного комплексу був використаний об’єктно-орієнтований підхід.Результати. Набір алгоритмів та програмного забезпечення дозволяє нам легко побудувати ССН для технічної системи, автоматично визначити стан працездатності з часом виконання близько 10 сек. для 1000 елементів із змішаним типом з’єднання, автоматично сформувати матрицю станів та переходів разом із відповідною системою диференціальних рівнянь та вирішити її із загальним часом виконання близько 35 сек. для 109 станів і, таким чином, отримати числові значення показників надійності для досліджуваної технічної системи. Дослідження оцінки надійності для системи, що складається з 22 елементів із використанням ССН, показує, що загальний час виконання програмної реалізації становить 36,712 сек. Під час виконання цього тестового випадку найбільше часу (35,168 сек.) було витрачено на роботу алгоритму побудови графа станів та переходів, що складається з 52 694 станів.Висновки. Представлені алгоритми та методи автоматизованої оцінки показників надійності складних технічних систем на основі підходу ССН, а також модель для визначення кількості станів системи(також включає визначення працездатних станів і станів відмови). Модульна структура розробленого набору програм робить його гнучким та дає можливість додавати та вносити модифікації модулів швидко та без значних змін програми.  Додано в НРАТ 2026-02-09 Закрити