В отделе новой техники проводятся работы в области совершенствования действующих систем контроля и диагностирования радиоэлектронных приборов, в инициативном порядке создается научный задел для будущих проектов по данной тематике.

Происходящие в последнее время события, связанные с неудачными запусками космических аппаратов, участившиеся отказы в период предстартовой подготовки, а также опыт применения ракетной техники в боевых условиях свидетельствуют о наличии определенных проблем в проектировании, производстве и эксплуатации авиационной и ракетно-космической техники. Одной из причин увеличения количества параметрических отказов, влияющих на качество функционирования летательного аппарата (ЛА) и полноту выполняемых им назначенных функций, является недостаточный технический ресурс критичных элементов ЛА. Отсюда следует обоснованное требование к ужесточению приемочного контроля, к повышению точности и достоверности его результатов и своевременности принятия управляющих решений.

Данное обстоятельство заставляет внимательно проанализировать весь жизненный цикл (ЖЦ) изделий, включая теоретические основы проектирования технологии приемочного контроля аппаратуры ракетной техники.

Теоретические основы выполнения приемочного контроля сложились к концу 80-х годов прошлого столетия, и с тех пор вопросы технологического проектирования приемочного контроля сложных ответственных изделий практически не изменились. Теоретические исследования велись на уровне типовой структуры контроля, и разработок более сложных структур практически не было. В теории приемочного контроля сложных объектов идеи системного анализа до настоящего времени не нашли своего должного применения. Диагностика процессов изготовления сложной наукоемкой продукции, в наибольшей степени оказывающих влияние на качество (уровень надежности и безопасности функционирования) изделий, разработка мероприятий по устранению выявленных причин возникновения несоответствий продукции установленным требованиям, согласование технологических процессов с требованиями к другим процессам ЖЦ изделия являются достаточно сложными задачами. Указанные обстоятельства требуют использования системного подхода к исследованию этих процессов, проектированию приемочного контроля и построению более эффективной модели производственного объекта.

Анализ воздействий дестабилизирующих факторов в процессе изготовления бортовых автоматизированных систем управления (БАСУ) и результатов такого рода воздействий показал следующее:

– крайне нежелательными являются факторы, приводящие к изменению физических и химических свойств материалов (ускорению коррозии металлов, разрушению изоляции проводов и кабелей и т.д.), электрических и магнитных параметров комплектующих элементов (ускорению протекания процессов старения, которые не принимают лавинообразный характер);

– наличие разнообразных повреждений, дефектов и видов отказа изделия;

– труднораспознаваемые повреждения и дефекты, имеющие скрытый и критический характер, поскольку существенно влияют на долговечность изделия и делают практически невозможным и недопустимым использование продукции по назначению. К таким дефектам можно отнести:

– «холодные пайки», нарушающие целостность электрической цепи при изменении температуры;

– присутствие «лишних» связей: перемычек; наводок в цепях питания, заземления и сигнальных цепях, из-за паразитных емкостных, индуктивных связей, а также связей через общее сопротивление;

– нестабильность работы комплектующих элементов, связанная с дестабилизацией процесса естественного старения;

– приработку изделия, осуществляемую в виде технологического прогона, имеющего ограничение по времени проведения, связанное с лимитированным временным ресурсом изделия, и не позволяющим выявить все разнообразие скрытых дефектов;

– влияние внешних по отношению к предприятию-изготовителю факторов.

Известно, что в процессе изготовления изделия под воздействием различных факторов происходит с разной степенью интенсивности уменьшение ресурса комплектующих радиоэлементов, материалов и составных частей БАСУ.

На основе анализа проблемной области были определены основные задачи, требующие решения на современном этапе развития теории и практики приемочного контроля рассматриваемого вида аппаратуры на примере БАСУ, входящих в состав ЛА одноразового использования:

– определения технического состояния объекта контроля и его более глубокой оценки на основе качественных оценок значений критических параметров по критериям близости к границам полей допусков и аномальности поведения в пределах границ полей допусков;

– определения места и причин возникновения дефекта для анализа и разработки программы исследования отказа, позволяющей минимизировать расходование технического ресурса изделия при контроле и диагностировании на специализированных стендах контроля и диагностики при восстановлении изделия;

– прогнозирования технического состояния в будущий момент времени на основе прогнозных оценок дрейфа критических параметров;

– сбора и хранения исходных данных для анализа влияния конструкции, технологии производства и условий эксплуатации на качество функционирования БАСУ.

Решение такого рода задач в рамках традиционных подходов вызывает непреодолимые трудности, связанные с необходимостью учета неопределенности исходной информации. В большинстве задач известна лишь часть их элементов и связей между ними из-за сложности или невозможности оценки ряда параметров и показателей. Возможность применения опытно-статистических методов для определения законов распределения случайных переменных, описывающих состояние объекта или процесса контроля, требует получения достаточно большого объема экспериментальных данных, обеспечивающих приемлемую точность результатов. Данное обстоятельство, в свою очередь, связано с большими материальными и временными затратами и диктует необходимость поиска таких методов, которые позволяют использовать имеющийся статистический материал как большого, так и малого объема.

Информация о состоянии объекта моделирования имеет не только количественное выражение, но и качественный характер в виде интуитивных, приближенных оценок и эмпирических правил. Необходимость формализации многих качественных рекомендаций по описанию ситуаций в исследуемой проблемной области, нечеткой информации, получаемой от высококвалифицированных специалистов в виде суждений о функционировании объекта и учитывающей их предпочтения в процессе выбора решений, требует разрешения противоречий между развитием методов решения формализованных задач и трудноформализуемых средствами интеллектуальных технологий.

В настоящее время одним из основных направлений комплексной автоматизации систем контроля и диагностирования сложных технических объектов является совершенствование процессов обработки полученной информации с привлечением методов интеллектуального анализа данных и использование достижений инфокоммуникационных технологий в процессе принятия решений. Современное развитие технических и программных средств создает условия для разработки и внедрения интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР), в рамках которых возможно использование эффективных методов решения слабоструктурированных и трудноформализуемых задач контроля и диагностирования. В этой связи большую теоретическую и практическую значимость приобретает разработка ИСППР приемочного контроля БАСУ. Такого рода система позволит обеспечить лицо, принимающее решение, инструментом для выполнения сбора и хранения необходимой разнородной информации из различных источников данных, ее преобразование, обработку, поиск, формирование и визуально-графическое предоставление в удобном для анализа и принятия решений виде. Исследование и разработка таких перспективных систем связаны с проблемой формального представления знаний высококвалифицированных специалистов, моделирования их рассуждений в процессе контроля и диагностирования. Реализация в ИСППР адаптивных моделей представления и манипулирования знаниями позволит рационально использовать накопленный объем данных и знаний, автоматизировать процесс принятия решений с использованием этих знаний и существенно повысить качество принимаемых решений и, как следствие, эффективность приемочного контроля.

Внедрение элементов CALS-технологий позволяет существенно повысить качество этих процессов, минимизировать общие затраты и влияние человеческого фактора, повысить конкурентоспособность самого предприятия на внешних рынках военно-технической продукции, удовлетворяя требования международных стандартов.

В настоящее время на предприятии создана концептуальная модель ИСППР для приемочного контроля БАСУ, комплекс методов, методик и алгоритмов для решения, рассмотренных выше задач контроля, являющихся исходной информацией для программной реализации функциональных модулей базы знаний. Разработанное методическое обеспечение базируется на адаптированных технологиях теории искусственного интеллекта, а именно: правдоподобных рассуждениях на основе прецедентов, байесовских сетях доверия, нечетко-множественном подходе, искусственных иммунных системах, эволюционных стратегиях, продукционных системах логического вывода. Это позволяет имитировать интеллектуальное поведение высококвалифицированных специалистов при решении задач в условиях возникновения неопределенности и неполноты информации, а также принципы работы, и конкретные особенности функционирования иммунной системы человека, природные оптимизационные механизмы наследственности, изменчивости и отбора, происходящие при эволюции живых организмов.

Выводы

1. Проводимое исследование лежит в русле дальнейшего развития и совершенствования теории и практики технологии приборостроения применительно к задачам контроля, прогнозирования и диагностирования сложной приборной аппаратуры с ограниченным ресурсом на примере БАСУ, что подчеркивает актуальность работы.

2. Современные тенденции и перспективы развития систем приемочного контроля связаны с совершенствованием процессов обработки полученной информации с привлечением методов интеллектуального анализа данных и использованием достижений инфокоммуникационных технологий в процессе принятия решений.

3. В статье изложены подходы к формированию основных требований, принципов построения и разработки концептуальной модели ИСППР для приемочного контроля сложных технических объектов для обеспечения своевременной и достоверной оценки состояния объекта контроля с минимальным исчерпанием ресурса.

ЗАО «НПЦ «Аквамарин»

Россия, 195196, Санкт-Петербург,

ул. Таллинская, 7

Тел.: +7 (812) 445-2360

akvamarin@akvamarin-npc.ru