Файл: Судовые системы автоматического контроля (системный подход к проектированию)..pdf

ющихся сбором, оценкой, свертыванием и логическим упорядоче­

нием разрозненной информации в общие концептуальные рамки.

Эти службы должны быть оснащены автоматизированными системами сбора, хранения и выдачи информации, допускающими непосред­ ственное обращение потребителей информации к системе. В таких

системах возможен поиск через дистанционные терминалы и выбор

необходимых данных из крупных массивов. Перспективной является

возможность осуществления «диалога» между системой и потребите­

лем информации, что облегчает формулировку поисковых предписа­

ний и автоматизацию проектных работ.

К одной из труднейших проблем информационного обеспечения

процесса проектирования сложных судовых систем относится поиск новых источников и методов получения недостающей исходной инфор­ мации в формализованном виде (функциональные зависимости, таб­ лицы, алгоритмы, значения коэффициентов, графики и другие виды

количественного отображения). Особую остроту этой проблеме при­

дает ряд особенностей, присущих системному подходу к проекти­

рованию.

Как правило, система комплексной автоматизации судовых тех­ нических средств, частью которой является САК, разрабатывается одновременно с основным контролируемым оборудованием. В этом состоит одна из особенностей системного подхода к проектированию, позволяющая значительно повысить качество системы комплексной автоматизации. Однако из-за отсутствия сведений о результатах

эксплуатации и испытаний нельзя правильно оценить такие важ ­

нейшие характеристики контролируемого оборудования, как пока­

затели надежности, живучести, ремонтопригодности, эргатичности.

Обычно отсутствуют также достоверные оценки пределов и скоростей изменения контролируемых параметров, их влияния на возможность

оценки состояния оборудования. Попытки использовать в качестве исходной информацию, полученную при разработке и эксплуатации судовых систем и оборудования аналогичного назначения, как правило незначительно улучшают положение. Вследствие малой серийности, а часто и уникальности судовых систем, большого разнообразия их типов и модификаций, места и способов эксплуа­

тации, высокой надежности (редких отказов) и ряда других факторов,

в том числе высокого темпа научно-технического прогресса, получае­ мые в процессе эксплуатации данные не являются статистически

достоверными и быстро стареют, что способствует появлению зна­

чительных ошибок.

В результате, как показывает имеющийся опыт эксплуатации судовых САК, заметно увеличивается период «доводки» системы

непосредственно на судне во время эксплуатации. Приходится ме­

нять уставки, процедуру контроля и т. д., что приводит к большим экономическим потерям. Кроме того, недостаточно четкая работа

САК и всей системы комплексной автоматизации на начальных

этапах эксплуатации системы вызывает недоверие к ней обслужи­ вающего персонала, что не способствует более широкому внедрению комплексной автоматизации на судах',

Качество информационного обеспечения имеет особенное значе­ ние на таких этапах, как разработка ТЗ на систему. При этом осо­ бенно важна количественная оценка номинальных, предельно допу­ стимых и аварийных значений контролируемых параметров и их

разнообразных статистических характеристик (математические ожи­

дания, дисперсии, корреляционные связи), оценка относительной

важности контролируемых параметров при решении задачи под­

держания работоспособности, динамические характеристики и т. п.

Рассмотрим, в частности, некоторые проблемы информационного

обеспечения, возникающие при выборе контролируемых параметров.

Для упрощения будем считать, что инструментальные ошибки измерений отсутствуют. В этом случае вероятность ложного отказа

ос = О, ошибка контроля определяется лишь вероятностью пропуска

неисправностей |3, возникающей вследствие того, что часть пара­

метров не контролируется (неполнота контроля). Определим,

каким образом можно выбрать контролируемые параметры, чтобы эта ошибка была меньше требуемого по ТЗ значения |Зтз.

Вероятность пропуска неисправности можно определить как

P = P ( F > F „ F c F a)- P ( U \ F > F B, F < F r),

где P (F y> FB, F <У FH) — вероятность неработоспособного состоя­

ния контролируемой системы, определяемая как выход некоторого

ее обобщенного показателя F за нижнюю FHили верхнюю FB уставки; Р (И | F > FB, F <( FH) — условная вероятность признания по ре­

зультатам контроля системы исправной (работоспособной) в случае, когда она в действительности неработоспособна. При принятом выше

допущении об отсутствии инструментальных ошибок измерения эта

условная вероятность, очевидно, равна единице. Тогда

контролируемой системы, определяемая как вероятность нахожде­ ния некоторого обобщенного показателя F в допустимых пределах

f j -

Эта вероятность является функцией контролируемых параметров. Для определения вида данной функции разобьем все контролируе­ мые параметры на три группы в зависимости от влияния отклонений их значений на показатель F. К первой группе относятся параметры,

неконтролируемое отклонений каждого из которых приводит к аварии

судна, ко второй — параметры, отклонение любого из которых

должно быть ликвидировано в кратчайший срок, к третьей — пара­

метры, при отклонении которых допускается эксплуатация контро­ лируемой системы с определенным ухудшением качества ее функ­

ционирования

18

Вероятность работоспособного состояния контролируемой ей-

стемы по параметрам первой и второй групп определяется выра­

жением

функция, выражающая зависимость показателя F от контролируе­

мых параметров х ъ х 2, . . хп, может быть разложена в ряд Тейлора в окрестности точки F0, соответствующей номинальным значениям

параметров:

F = / (-*1! * 2- • • • » Хп) = / (*10> * 20- • • • I *П0) “Ь

Значение / (х10, х20, . . ., хп0) соответствует номинальному зна­ чению показателя F. Поскольку в этом случае

где ф (F) — плотность распределения случайных значений пока­ зателя F, то величина |3 может быть функционально связана с кон­ тролируемыми параметрами хъ . . ., хп лишь в случае установления

функциональной зависимости от этих параметров плотности ф (F).

Последняя представляет собой композицию плотностей распределе­ ния фг. (*.) параметров xt. Определение ф (F) даже при известных

Ф,- (я,-) связано с большими трудностями, поэтому обычно ограни­

чиваются нахождением лишь числовых характеристик (математи­

ческого ожидания и дисперсии) случайной величины F по числовым характеристикам параметров.