Оптимизация достоверности контроля надежности космической техники в условиях единичного и мелкосерийного производства

Авиационная и ракетно-космическая техника


Авторы

Насибулин М. Ш.*, Рудаков В. Б.**

Научно-исследовательский институт космических систем имени генерала А.А. Максимова — филиал ФГУП «ГКНПЦ имени М.В. Хруничева», 141091, Моск. обл., Юбилейный г., Тихонравова ул., д. 27

*e-mail: info.niiks@khrunichev.ru
**e-mail: info.niiks@khrunichev.ru

Аннотация

Космическая техника (КТ), изделия которой являются уникальными, дорогостоящими и эксплуатируются в экстремальных условиях, обязана соответствовать заявленным требованиям к техническим параметрам и выполнить все поставленные перед ней задачи в космическом пространстве. При отказе любого элемента, составляющего систему КТ, задачи не будут выполнены, возможны потери и жертвы. Во избежание подобных ситуаций при производстве КТ необходимо уделять пристальное внимание контролю надежности как системы в целом, так и ее отдельных элементов.
Контроль надежности, как и любое другое мероприятие в процессе создания КТ, требует оптимизации. Чем больше проверок надежности, тем выше будут затраты, но ниже вероятность отказа КТ. Однако, как и при любом производстве, необходимо оптимизировать расходы при поддержании нужного уровня качества, то есть, четко понимать, когда возможная минимизация затрат не будет сказываться на достоверности проведенного контроля надежности системы КТ.
Данную задачу возможно решить с помощью математического аппарата теории вероятностей. Поскольку контроль параметров и надежности систем КТ носит выборочный характер, а измерения имеют погрешности, необходимо математически определить такой объем контроля (выборки), порядок проведения и прекращения контроля, при которых вероятность ошибок, возникающих при контроле и влияющих на принятие решений по его результатам, будет минимальной.
В статье предложен новый подход к проведению входного контроля при производстве сложных систем КТ: на первом этапе осуществляется контроль технических параметров системы КТ, влияющих на надежность, и лишь затем проводится контроль выполнения заданных требований к ее надежности, с учетом полученной на первом этапе информации о состоянии параметров системы.
Двухэтапный подход позволяет оптимизировать достоверность контроля надежности системы КТ, то есть повысить вероятность принятия правильных решений о выполнении заданных требований к надежности системы КТ.

Ключевые слова:

космическая техника, система КТ, производство КТ, контроль параметров системы КТ, надежность системы КТ, риски 1-го и 2-го рода, экономические затраты, экономические потери

Библиографический список

  1. Шевченко С.Н. Интервальное оценивание надежности космических аппаратов в процессе наземной экспериментальной отработки // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2021. № 1(51). С. 21–23.
  2.  Шевченко С.Н. Метод оценки и прогнозирования надежности ракет в условиях совмещения этапов их экспериментальной отработки // Космонавтика и ракетостроение. 2021. № 4(121). С. 61–65.
  3.  Шевченко С.Н. Методы оптимального планирования экспериментальной отработки межконтинентальных баллистических ракет и ракет космического назначения. – М.: Сам полиграфист, 2022. – 47 с.
  4.  Шевченко С.Н. Методы оценки и подтверждения показателей надежности систем ракетной и ракетно-космической техники по результатам ускоренных и форсированных испытаний. – М.: Передовые специальные технологии и материалы, 2019. – 75 с.
  5.  Богданов Ю.В., Ульянов С.В., Пузань Д.А. Способ оценки вероятностей аварий изделий ракетно-космической техники с использованием стохастических сетевых моделей возникновения и развития аварийных ситуаций. Патент RU 2723575 C1. Бюл. № 17, 16.06.2020.
  6.  Геча В.Я., Барбул Р.Н., Сидняев Н.И., Бутенко Ю.И. Методология оценки надежности космических аппаратов при проектной и конструкторской проработке // Надежность. 2019. Т. 19. № 2. С. 3–8. DOI: 10.21683/1729-2646-2019-19-2-3-8
  7.  Дорохин Ю.Н., Круглов И.А., Круглова Ю.В. Обеспечение качества изделий ракетно-космической техники. Проблемные вопросы организации входного контроля и предложения по их решению. 2021. URL: https://tmnpo.ru/node/652
  8.  Колобов А.Ю., Петров Ю.А. Методика оценки вероятности безотказной работы разгонных блоков по результатам эксплуатации с использованием предварительной информации // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2023. № 4/62. С. 75–79.
  9.  Кривопалов Д.М., Давыдов А.Е., Барбул Р.Н. Методика оценки показателей надежности по результатам летных испытаний и эксплуатации // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2023. Т. 193. № 2. С. 7–13. URL: https://jurnal.vniiem.ru/text/193/7-13.pdf
  10.  Кудрявцев С.В., Розовенко В.М. К вопросу создания информационно-диагностической системы контроля технического состояния образцов космической техники // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2023. № 1(59). С. 74–79. DOI: 10.26162/LS.2023.59.1.009
  11.  Ламзин В.В., Ламзин В.А. Методика комплексной оценки рациональных параметров и программы развития космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 62–77. DOI: 10.34759/vst-2021-4-62-77
  12.  Макаров В.М. Модель и алгоритм иерархического контроля технических параметров автоматических космических аппаратов при автономных и комплексных испытаниях // Информационно-технологический вестник. 2019. № 2(20). С. 34–49.
  13.  Макаров В.М. Рациональные статистические планы контроля надежности изделий ракетно-космической техники при их отработке // Космонавтика и ракетостроение. 2019. № 2(107). С. 104–117.
  14.  Милованов В.А. Проведение расчетов надежности космических аппаратов с использованием статистических закономерностей проявления отказов приборов, блоков и узлов в процессе эксплуатации // Космическая техника и технологии. 2021. № 4(35). С. 53–65.
  15.  Соцков И.А. Выбор проектных параметров разгонного блока при его экспериментальной отработке // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 62–69. DOI: 10.34759/vst-2023-2-62-69
  16.  Фортескью П., Старка Дж., Суинерда Г. (ред.) Разработка систем космических аппаратов / Перевод с английского Гульельмо Альетти и др. – М.: Альпина Паблишер, 2015. – 764 с.
  17.  Ramgopal K.R. Reliability and Quality Assurance of Space Systems // IETE Technical Review. 1993. Vol. 10. No. 5, pp. 515-516. DOI: 10.1080/02564602.1993.11437379
  18.  NASA Reliability Preferred Practices for Design & Test. A scientific study of the problems of digital engineering for space flight systems, with a view to their practical solution. – NASA Office of Logic Design. NASA Technical Memorandum 4322, 2010.
  19.  Волков Л.И., Рудаков В.Б. Статистический контроль иерархических систем. –М.: СИП РИА, 2002. - 355 с.
  20.  Рудаков В.Б., Мороз А.П. Статистический контроль надежности систем ракетно-космической техники с последовательной структурой на этапе наземной отработки // Информационно-технологический вестник. 2021. № 4(30). С. 49–61. DOI: 10.21499/2409-1650-30-4-49-61
  21.  Рудаков В.Б., Макаров М.И. Повышение достоверности контроля надежности систем ракетно-космической техники при наземной отработке на основе учета результатов предшествующего контроля их технических параметров // Информационно-технологический вестник. 2022. № 3(33). С. 106–117.
  22.  Насибулин М.Ш. Рудаков В.Б. Анализ статистических структур контроля технических параметров и надежности для оптимизации планов выборочного контроля космической техники в условиях мелкосерийного производства // Информационно-технологический вестник. 2023. № 3(37). С.103–117.
  23.  Макаров М.И., Мироничев В.А., Рудаков В.Б. Математическая модель иерархического контроля надежности бортовых систем космических аппаратов с изменяющейся структурой при их наземной отработке // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2019. Т. 6. № 3. С. 66–75.
  24.  Сычев В.И., Храменков В.Н., Шкитин А.Д. Основы метрологии военной техники. – М.: Воениздат, 1993. – 396 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024