Современные
информационные технологии/ Программное обеспечение
Д.т.н. Краковский
Ю.М., Нго З. Д.
Иркутский
государственный университет путей сообщения
Программный комплекс для исследования показателей
надежности многокомпонентного оборудования
В работах [1, 2, 3, 4, 5] описано алгоритмическое обеспечение, позволяющее оценивать основные и
дополнительные показатели надежности многокомпонентного оборудования по данным
компьютерного моделирования и натурных испытаний. Актуальность этих исследований подтверждается другими авторами,
например [6].
На основе
разработанного алгоритмического обеспечения, создан программный комплекс (ПК)
комплексного исследования показателей надежности многокомпонентного
оборудования, функционирование и принципы построения которого представлены
ниже.
ПК функционирует в двух режимах:
1)
Режим
компьютерного моделирования. В этом режиме рассматривается восстанавливаемое многокомпонентное
оборудование, содержащее I компонентов. Каждый компонент описывается простым или
альтернирующим процессом восстановления. Показатели надежности оцениваются и
исследуются по результатам компьютерного моделирования;
2)
Режим
испытания оборудования. В этом режиме оборудование рассматривается как единый
объект. Показатели надежности оцениваются и исследуются по результатам
испытаний.
Важное отличие режима компьютерного
моделирования от режима испытаний заключается в размере используемых выборок. Для
режима компьютерного моделирования объем выборки значителен (десятки тысяч), а
для режима испытаний – десятки значений.
В соответствии с особенностями технического
обслуживания (ремонтных работ) компонентов, для первого режима рассмотрено три
варианта:
Вариант А:
при отказе оборудования происходит восстановление только отказавшей компоненты,
временем восстановления можно
пренебречь (многокомпонентное оборудование характеризуется временем его
наработки);
Вариант В:
при отказе оборудования происходит восстановление всех компонент, временем
восстановления можно пренебречь (многокомпонентное оборудование характеризуется
временем его наработки;
Вариант С:
при отказе оборудования происходит восстановление всех компонент, время
восстановления учитывается (многокомпонентное оборудование
характеризуется временем его наработки, восстановления и цикла).
Показатели надежности разделены на две
группы:
1) основные, которые присущи оборудованию не
зависимо от варианта обслуживания;
2) дополнительные, которые зависят от
варианта обслуживания.
К основным показателям надежности отнесены: средняя наработка; гамма-процентный
ресурс; средний остаточный ресурс; гамма-процентный остаточный ресурс.
Для вариантов А и В дополнительными
показателями надежности являются параметр потока отказов и функция отказов, а
для варианта С – параметр потока
восстановления, функция восстановления, коэффициент оперативной готовности и
коэффициент готовности.
На рисунке 1
представлена блок-схема ПК, дадим ее описание.
1. Выбор режима работы: «Да» - выбор
компьютерного моделирования; если «Нет», то это режим испытания оборудования.
2. Выбор варианта технического обслуживания: А, В, С.
3. Ввод исходных данных: каждая компонента
оборудования описывается вероятностными моделями для наработки и
восстановления.
4. Вычисление параметров функций распределения по
значениям числовых характеристик.
Рис. 1.
Блок-схема программы комплексного исследования
показателей
надежности многокомпонентного оборудования
5. Компьютерное
моделирование.
6.
Моделирование случайных величин.
7. Начальная
обработка результатов компьютерного моделирования.
8. Вычисление
основных показателей надежности.
9. Вычисление
дополнительных показателей надежности.
10. Ввод
исходных данных для режима испытания оборудования.
11.
Аналитический подход.
12. Результаты
комплексного исследования показателей надежности многокомпонентного
оборудования.
Запуск
программы происходит открытием исполняемого файла «CRRI.exe». При открытии программы появляется главное окно с основным
меню (рис. 2).
Рис. 2.
Главное окно программы
Выбор
распределений для компонентов и ввод их параметров для варианта А приведен на рисунке 3. В этом окне
указывается число компонентов (I), число моделируемых отказов (n), значения математического ожидания и коэффициента вариации
для каждой компоненты. После ввода исходных данных необходимо нажать кнопку
«Выполнить». Результаты моделирования выводятся в файл «result.txt». При нажатии на
кнопку «Выполнить» программа выполнит 4 блока из рисунка 1 (4-5-6-7).
При нажатии на кнопку «Основные показательные
надежности» программа выполнит блок 8. Результаты вычисления выводятся на файл «oc.txt». Кнопка
«Дополнительные показательные надежности» соответствует блоку 9. Результаты
вычисления выводятся на файл «do.txt». При
нажатии на кнопку «Аналитический» программа выполнит блок 11. При этом
программа выполнит следующие действия: построение гистограммы, выбор распределения
для оборудования, проверка выбранного распределения по критерию Пирсона.
Рис. 3. Выбор распределений и ввод их параметров
Кнопкой «Главное меню» можно вернуться в главное
окно (рис 2).
При выполнении
режима испытания оборудования появляется окно
ввода исходных данных и меню (рис. 4).
Рис. 4. Окно выполнения режима испытания
В первую
очередь надо задать число отказов, затем нажать на кнопку «Ввод» для ввода
статистических данных. Это шаг соответствует блоку 10. Кнопкой «Проверка» можно
проверить выбранное распределение из списка по модифицированному критерию Колмогорова.
При нажатии на кнопку «Показатели
надежности» осуществляется расчет оценок основных показателей, которые
выводится в файл «testmode.txt».
ПК по
комплексному исследованию показателей надежности прошел апробацию,
представленную в работах [1,
2, 3, 4, 5], и показал высокую точность предложенного вычислительных
алгоритмов.
Литература
1.
Краковский Ю. М., Нго Зюи До. Имитационная модель многокомпонентного оборудования
для определения закона распределения его наработки // Вестник ИрГТУ. 2015. № 7. С.
26–30.
2.
Краковский Ю. М., Нго Зюи До. Вычислительный алгоритм оценки параметра потока
отказов многокомпонентного оборудования //
Вестник ИрГТУ. 2015. № 10. С. 16–20.
3.
Краковский Ю. М., Нго Зюи До, Захарова О.А. Численные модели оценки показателей
надежности многокомпонентного оборудования по результатам компьютерного моделирования // Современные технологии. Системный анализ.
Моделирование. 2015. № 4 (48). С. 66–70.
4. Краковский Ю. М., Нго Зюи До. Влияние
вида функции распределения наработки на показатели остаточного ресурса //
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 3 (43). С. 55 – 59.
5.
Краковский Ю. М., Нго Зюи До. Аналитический подход при оценке остаточного
ресурса оборудования на основе статистических данных // Вопросы естествознания. Иркутск: 2014. № 2 (3). С. 36–42.
6.
Добронец Б. С., Попова О. А. Численный вероятностный анализ неопределенных
данных. Красноярск: Сиб. федер. ун-т. 2014. 167 с.