izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-11-10-16izmertech-2048Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИGENERAL PROBLEMS OF METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIQUESРиск-ориентированный подход в задачах моделирования метрологического обеспечения парка средств измеренийRisk-oriented approach in the problems of modeling of metrological support of the measuring instrument fleetХраменковВ. Н.KhramenkovV. N.

Виктор Николаевич Храменков

г. Мытищи, Московская область

Viktor N. Khramenkov

Mytishchi, Moscow region

32gnii@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0596-4955ХайруллинР. З.KhayrullinR. Z.

Рустам Зиннатуллович Хайруллин

г. Мытищи, Московская область

Москва

Rustam Z. Khayrullin

Mytishchi, Moscow region

Moscow

zrkzrk@list.ruГлавный научный метрологический центр Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияMetrological Center of the Ministry of Defense of the Russian FederationRussian FederationГлавный научный метрологический центр Министерства обороны Российской Федерации; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияMetrological Center of the Ministry of Defense of the Russian Federation; Bauman Moscow State Technical University; Moscow State (National Research) University of Civil EngineeringRussian Federation2023081220230111016Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2048

Рассмотрены методы управления метрологическим обеспечением парка средств измерений. Описана современная ситуация, когда парк средств измерений неоднороден и включает как устаревшие образцы средств измерений с большим сроком эксплуатации и значительной наработкой, так и новейшие, высокотехнологичные образцы средств измерений. При этом пропорции между указанными группами средств измерений изменяются с течением времени, поскольку происходит старение средств измерений и их переход из одной группы в другую. Также парк средств измерений обновляется в результате закупок новых и модернизаций существующих образцов. Неоднородность парка средств измерений приводит к необходимости разработки и применения новых методов управления метрологическим обеспечением парка средств измерений, в том числе с привлечением математического моделирования. Предложен один из перспективных методов управления метрологическим обеспечением парка средств измерений, основанный на риск-ориентированном подходе. В качестве показателя риска для парка средств измерений использована вероятность нахождения случайным образом выбранного образца средства измерений из парка в произвольный момент времени в состоянии неготовности к применению по назначению. В соответствии с риск-ориентированным подходом парк средств измерений разбит на классы риска. Разработан алгоритм отнесения средств измерений к разным классам риска, основанный на решении серии оптимизационных задач эксплуатации парка с учётом процессов его старения и обновления. Представлены результаты применения риск-ориентированного подхода при моделировании метрологического обеспечения разнородного парка средств измерений, включающего как современные, так и устаревшие образцы с различными метрологическими характеристиками, наработками на отказ и ресурсом. Установлено, что для такого парка можно минимизировать суммарный средний риск и одновременно достичь экономии ресурса, если разделить все образцы средств измерений на классы риска и поверять образцы в каждом классе риска с рациональными (близкими к оптимальным) периодичностью и допуском на контролируемые параметры.

The methods of management of metrological support of the measuring instrument fleet are considered. The modern situation is described, when the fleet of measuring instruments is heterogeneous and includes both obsolete samples of measuring instruments with a long service life and significant operating time, and the newest, high-tech samples of measuring instruments. At the same time the proportions between the mentioned groups of measuring instruments change over time, as the ageing of measuring instruments and their transition from one group to another takes place. Also the measurement instrument park is renewed as a result of purchases of new and modernization of existing samples. The heterogeneity of the measuring instrument park leads to the necessity of development and application of new methods of management of metrological support of the measuring instrument park, including the use of mathematical modeling. One of the promising methods of metrological management of the measuring instrument fleet based on the risk-oriented approach is proposed. The probability of finding a randomly selected sample of measuring instruments from the measurement instrument park at an arbitrary moment of time in the state of unreadiness for intended use is used as a risk indicator for the measuring instrument park. In accordance with the risk-oriented approach the measuring instrument park is divided into risk classes. The algorithm of assigning measuring instruments to different risk classes is developed, based on solving a series of optimization problems of the fleet operation taking into account the processes of aging and renewal of the fleet of measuring instruments. The results of application of the risk-oriented approach in the problem of modeling of metrological support of heterogeneous fleet of measuring instruments including both modern and obsolete samples with different metrological characteristics, MTBF and lifetime are presented. It is shown that by dividing all samples of measuring instruments into risk classes and carrying out verifications with their close to optimal periodicity and with their tolerance for controlled parameters in each risk class it is possible to minimize the total average risk for the fleet of measuring instruments and at the same time to achieve resource saving.

риск-ориентированный подходметрологическое обеспечениесредство измеренийразнородный парк средств измеренийrisk-oriented scientific approachmetrological supportmeasuring instrumentReferencesRez a Ghasemi Pirbalouti, Behrouz Behnam, Mohammadreza Karimi Dehkordi, Results in Engineering, 2023, no. 20, 101448. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101448Reza Ghasemi Pirbalouti, Behrouz Behnam, Mohammadreza Karimi Dehkordi, Results in Engineering, 2023, no. 20, 101448. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101448Waqar Hassan, Farhan Mahmood, Ghulam Amjad Hussain, Salman Amin, Measurement, 2021, vol. 176, 109151. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109151Waqar Hassan, Farhan Mahmood, Ghulam Amjad Hussain, Salman Amin, Measurement, 2021, vol. 176, 109151. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109151Xuanpeng Yin, Xuanhua Xu, Bin Pan, Reliability Engineering & System Safety, 2021, vol. 208, 107325. https://doi.org/10.1016/j.ress.2020.107325Xuanpeng Yin, Xuanhua Xu, Bin Pan, Reliability Engineering & System Safety, 2021, vol. 208, 107325. https://doi.org/10.1016/j.ress.2020.107325Мухин К. О. Модели и задачи управления рисками в сложных производственных системах // Перспективы развития информационных технологий. 2011. № 4. С. 127–130.Mukhin K. O., Modeli i zadachi upravleniya riskami v slozhnykh proizvodstvennykh sistemakh, Perspektivy razvitiya informacionnykh tekhnologij, 2011, no. 4, рр. 127–130. (In Russ.)Протасов А. В., Вильвер П. Ю. Инновационное управление риском в жизненном цикле технических систем // Качество и жизнь. 2017. № 1. С. 51–56. https://www.elibrary.ru/yhrbqjProtasov A. V., Wilver P. Yu., Innovative risk management in lifecycle of technical systems, Kachestvo i zhizn’, 2017, no. 1, рр. 51–56. (In Russ.)Yan peng Changa, Jianping Lic, Xiaoqian Zhuc, Yinghui Wang, Procedia Computer Science, 2022, vol. 214, pp. 664–670. https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.11.226Yanpeng Changa, Jianping Lic, Xiaoqian Zhuc, Yinghui Wang, Procedia Computer Science, 2022, vol. 214, pp. 664–670. https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.11.226James O. Westgard, David Armbruster, Sten A. Westgard, Clinics in Laboratory Medicine, 2017, vol. 37, iss. 1. https://doi.org/10.1016/S0272-2712(16)30120-2James O. Westgard, David Armbruster, Sten A. Westgard, Clinics in Laboratory Medicine, 2017, vol. 37, iss. 1. https://doi.org/10.1016/S0272-2712(16)30120-2Щеглов Д. М. Применение риск-ориентированного подхода к оценке влияния погрешности измерений параметров объекта на эффективность его испытаний // Вестник метролога. 2019. № 2. С. 15–19. https://www.elibrary.ru/boiynzShcheglov D. M., Using risk-oriented approach to estimation of the infl uence to inaccuracy of the measurements parameter object on effi ciency of his(its) test, Vestnik metrologa, 2019, no. 2, рр. 15–19. (In Russ.)Серенков П. С., Гуревич В. Л., Мовламов В. Р., Етумян Е. С. Риск-ориентированный подход к разработке методик контроля // Приборы и методы измерений. 2018. Т. 9. № 2. С. 155–166. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2018-9-2-155-166Serenkov P. S., Hurevich V. L., Movlamov M. R., Yetumyan A. S., The risk-oriented approach to the development of control method, Devices and Methods of Measurements, 2018, no. 9(2), рр. 155–166. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2018-9-2-155-166Захаров Е. Н., Чечкин А. В. Экспресс-оценки функционирования открытых сложных систем // Управление риском. 2004. № 4. С. 7–15.Zakharov E. N., Chechkin A. V., Ehkspress-ocenki funkcionirovaniya otkrytykh slozhnykh system, Upravlenie riskom, 2004, no. 4, рр. 7–15. (In Russ.)Храменков В. Н., Хайруллин Р. З. Применение риск-ориентированного подхода при моделировании метрологического обеспечения парка средств измерений // Сборник научных статей по итогам работы Международного научного форума «Наука и инновации – современные концепции», Москва, 10 августа 2023 г. / Отв. ред. Д. Р. Хисматуллин. М.: Издательство Инфинити, 2023. Т. 2. С. 99–108. URL: https://cloud.mail.ru/public/K3Lo/ASXjWTbjD (дата обращения 31.10.2023).Khramenkov V. N., Khayrullin R. Z. Primenenie risk-orientirovannogo podkhoda pri modelirovanii metrologicheskogo obespecheniya parka sredstv izmerenij, Collection report of Intrernational science forum “Nauka i innovacii – sovremennye koncepciI”, Moscow, 10 august 2023, ed. D. R. Hismatullin, Moscow, Infi niti Publishing House, 2023, vol. 2, pp. 99–108, available at: https://cloud.mail.ru/public/K3Lo/ASXjWTbjD (accessed: 31.10.2023). (In Russ.)Хайруллин Р. З. Опт имизация процессов эксплуатации и обновления парка измерительной техники // Измерительная техника. 2022. № 8. С. 28–34. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-8-28-34Khayrullin R.Z., Mea surement Techniques, 2022, vol. 65, no. 8, pp. 569–576. https://doi.org/10.1007/s11018-023-02122-yЕршов Д. С., Малахов А. В., Талалай А. В., Хайруллин Р. З. Анализ моделей эксплуатации сложных технических систем // Измерительная техника. 2023. № 7. C. 15–23. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-7-15-23Ershov D. S., Malakhov A. V., Talalai A. V., Khayrullin R. Z., Analysis of operation models of complex technical systems, Izmeritel’naya tekhnika, 2023, no. 7, pp. 15–23. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-7-15-23Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1985. 248 с.Novitskiy P. V., Zograf I. A., Ocenka pogreshnostej rezul’tatov izmerenij, Leningrad, Ehnergoatomizdat Publ., Leningradskoe otdelenie, 1985, 248 p. (In Russ.)Новицкий П. В., Зограф И. А., Лабунец В. С. Динамика погрешностей средств измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 190 с.Novitskiy P. V., Zograf I. A., Labunets V. S., Dinamika pogreshnostej sredstv izmerenij, Leningrad, Ehnergoatomizdat Publ., 1990, 190 p. (In Russ.)Сычев Е. B., Храменков В. Н., Шкитин А. Д. Основы военной метрологии. М.: Военное издательство, 1993. 400 c.Sychev E. B., Khramenkov V. N., Shkitin A. D., Osnovy voennoj metrologii. Moscow, Voennoe izdatel’stvo Publ., 1993, 400 p. (In Russ.)Хайруллин Р. З. Трёхпараметрическая диффузионная модель отказов контрольно-измерительных приборов // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2023. № 3. C. 114–122.Khayrullin R. Z., To the construction of the probability density function of the failure probability of instrumentation devices, Inzhenerno-stroitel’nyj vestnik Prikaspiya, 2023, no. 3, pp. 114–122. (In Russ.)Хайруллин Р. З., Корнев А. С., Костоглотов А. А., Лазаренко С. В. Математическое моделирование функций ошибок принятия решения при допусковом контроле работоспособности измерительной техники // Метрология. 2020. № 3. С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0132-4713.2020-3-3-15Khayrullin R. Z., Kornev A. S., Kostoglotov A. S. et al., Measurement Techniques, 2020, vol. 63, no. 9, pp. 680–685. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01839-y

The authors declare that there are no conflicts of interest present.