Анализ моделей эксплуатации сложных технических систем

Проведён ретроспективный анализ существующих моделей эксплуатации сложных технических систем. Описаны модели отказов и деградации сложных технических систем на основе диффузионного монотонного и диффузионного немонотонного распределений, модель отказов и деградации данных систем на основе трёхпараметрического диффузионного распределения. Модели отказов и деградации предложено использовать совместно с классической моделью Е. И. Сычева и созданными на её основе более сложными моделями. Разработан комплекс моделей эксплуатации сложных технических систем. Первая модель предназначена для систем, ресурс которых полностью восстанавливается в результате ремонта, и описана системой линейных алгебраических уравнений 21-го порядка, при этом учтены четыре степени (группы) деградации систем. Построена функциональная зависимость стационарного коэффициента готовности от межповерочных интервалов средств измерений сложных технических систем из различных групп деградации. Вторая модель эксплуатации сложных технических систем, ресурс которых при ремонте полностью восстановить невозможно, описана системой линейных алгебраических уравнений 24-го порядка и позволяет моделировать основные этапы жизненного цикла парка сложных технических систем, включая в том числе процессы обновления парка за счёт закупок новых образцов и модернизаций существующих образцов. Разработанные модели эксплуатации позволяют рассчитывать оптимальные интервалы между поверками и допуски на контролируемые параметры для разных групп деградации сложных технических систем и таким образом обеспечивать максимальный уровень стационарного коэффициента готовности. Данные модели можно использовать для классификации сложных технических систем с целью задания требований к их метрологическому обеспечению, а также для расчёта техникоэкономических показателей развития парка таких систем. Предложенные модели составляют основу комплекса прикладных программ для моделирования и оптимизации этапов жизненного цикла парка сложных технических систем.

1. Волков Л. И. Управление эксплуатацией летательных аппаратов. Москва: Высшая школа, 1981. 368 с.

2. Сычев Е. И. Метрологическое обеспечение радиоэлектронной аппаратуры (методы анализа). Москва: РИЦ «Татьянин день», 1994. 277 с.

3. Мищенко В. И. Эволюция моделей процесса эксплуатации вооружения и военной техники // Вестник академии военных наук. 2003. № 4(05). С. 200.

4. Мищенко В. И., Кравцов А. Н., Мамлеев Т. Ф. Полумарковская модель функционирования резервируемых средств измерений с учётом периодичности поверки // Измерительная техника. 2021. № 4. С. 22–27. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-22-27

5. Khayrullin R. Z., Popenkov A. J. 2018 Eleventh International Conference “Management of large-scale system development (MLSD)”, Moscow, Russia, 2018, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/MLSD.2018.8551917

6. Попенков А. Я., Фуфаева О. В., Хайруллин Р. З. Анализ моделей эксплуатации сложных технических систем с деградирующим метрологическим обеспечением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 7. С. 247–254. https://elibrary.ru/vsglqg

7. Хайруллин Р. З. Оптимизация процессов эксплуатации и обновления парка измерительной техники // Измерительная техника. 2022. № 8. С. 28–34. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-8-28-34

8. 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. 3–15. https://doi.org/10.32446/0132-4713.2020-3-3-15

9. David Vališ, Marie Forbelská, Zdeněk Vintr, Jakub Gajewski. Measurement, 2020, vol. 164, 108076. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108076

10. Ma J., Fouladirad M., Grall A. Energy, 2018, vol. 164, pp. 316– 328. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.212

11. Азарсков В. Н., Стрельников В. П. Надёжность систем управления и автоматики. Киев: НАУ, 2004. 164 с.

12. Khayrullin R. Z. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 1921, 012122. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1921/1/012122

13. Abinandhitha R., Sakthivel R., Kong F. and Parivalla A. European Journal of Control, 2022, vol. 67, 100713. https://doi.org/10.1016/j.ejcon.2022.100713

14. Deyin Jiang,Tianyu Chen, Juanzhang Xie, Weimin Cui and Bifeng Song. Reliability Engineering & System Safety, 2023, vol. 230, 108922. https://doi.org/10.1016/j.ress.2022.108922

15. Xiaoli Yan, GuijiTang and Xialong Wang. Measurement, 2022, vol. 188, 110571. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110571

16. TaoYan, Yaguo Lei, Naipeng Li, Biao Wang and Wenting Wang. Reliability Engineering & System Safety, 2021, vol. 212, 107 638. https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.107638

17. Guanqi Fang, Rong Pan and Yili Hong. Reliability Engineering & System Safety, 2020, vol. 193, 106618. https://doi.org/10.1016/j.ress.2019.106618

18. Elena E. Romero, Christophe Bérenguer, John J.Martinez. IFAC-PapersOnLine, 2022, vol. 55, iss. 19, pp. 13–18. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.09.177

19. Jantara V. L., Basoalto H., and Papaelias M. International Journal of Fatigue, 2020, vol. 137, 105671. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105671

20. Komusanac I., Brindley G. Fraile, D. and Ramirez L. Wind energy in Europe – 2020 statistics and the outlook for 2021– 2025. Wind Europe, 2021, 37 p., available at: https://s1.eestatic. com/2021/02/24/actualidad/210224_windeurope_combined_ 2020_stats.pdf (accessed: 6 March 2023).

21. Lee J. and Zhao F. GWEC – global wind report 2021. Technical report. Global Wind Energy Council, available at: https:// gwec.net/global-wind-report-2021/ (accessed: 6 March 2023).

22. Merainani B., Laddada S., Bechhoefer E., Chikh M., Benazzouz D. Renewable Energy, 2022, vol. 182, pp. 1141–1151. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.10.062

23. Romero E. E., Martinez J. J., Berenguer C. Proc. 2021 5th International Conference on Control and Fault-Tolerant Systems (SysTol), IEEE Publ., 2021, рр. 335–340. https://doi.org/10.1109/SysTol52990.2021.9595837

24. Romero E. E., Martinez J. J., Berenguer C. Submitted to 11th IFAC Symposium on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes – SAFE-PROCESS, IEEE, 2022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.07.179

25. Tchakoua P., Wamkeue R., Ouhrouche M., Slaoui H., Tameghe T., Ekemb G. Energies, 2014, vol. 7, pp. 2595–2630. https://doi.org/10.3390/en7042595

26. Jarl K. Kampen. Measurement, 2019, vol. 137, pp. 428– 434. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2019.01.083

27. Zhuang H. L., Chen H. B. Vibroengineering PROCEDIA, 2017, vol. 15, pp. 128–133. https://doi.org/10.21595/vp.2017.19358