Современные тенденции в решении вопросов обеспечения надежности
В 1990-х гг. практически вся наука и практика надежности в нашей стране испытали значительный спад. Программы обеспечения надежности электрорадиоизделий (ЭРИ) и других изделий были свернуты.
"Мы все купим" – провозгласил премьер E. Т. Гайдар, позднее осознавший и публично (в газете, незадолго до своей смерти) признавший ошибочность такого лозунга, а точнее, подхода к нашей экономике. Подобный подход был использован только на определенном этапе исторического развития в США и был связан с именем отвергнутого там Дж. Кейнса[1] и монетаризмом XVIII в. Но специальный "поезд" был отправлен группой Сакса из Чикаго в РФ через умного, но не знавшего экономики России и все же в конце концов разобравшегося в различиях экономик РФ и США Гайдара. РФ получила временные выгоды, поскольку стати доступны импортные, дешевые, но без военной приемки ЭРИ и не только они. Эти обстоятельства обернулись бедой – кризисом, присущим (свойственным) классическому капиталистическому способу производства. Кризис проявился в развале производства, безработице, закрытии НИР и т.д. не только в такой отрасли, как электронное машиностроение в России конца XX в., но и во многих других отраслях.
В настоящее время как никогда необходимо:
• возрождать функционировавшие ранее многолетние школы надежности, традиции – когда, например, маститые ученые – основатели СТН и практики надежности читали лекции в Политехническом музее для инженеров, съезжавшихся раз в неделю со всей страны;
• заниматься исследованиями надежности, в том числе в части моделей структуры времени, как основной базовой категории надежности;
• разработать и осуществлять эффективные программы подготовки специалистов в области надежности и утвердить соответствующие направления подготовки (специальности) в Минобрнауки России.
По сравнению с японскими кружками качества, у нас ведь было все значительно серьезнее. Освоение новой техники, ближнего и дальнего космоса происходило планомерно и успешно благодаря творческому, созидательному сплаву теоретиков и практиков из всех республик СССР. Конечно, второго рождения такого сплава ожидать в ближайшее время нс приходится. А точнее, оно невозможно без новых "сумасшедших" идей и людей, благодаря которым достигается надежная гармония красоты и доброты. Это будет уже другой сплав. Но позитивный "бычий" тренд (говоря языком финансовых бирж) намечался в 2013 г., хотя "медвежий" тренд преобладал не только у нас, но и за рубежом, правда, нс у всего зарубежья.
В рамках сказанного о ТД и эксплуатационной надежности следует отметить некоторые результаты из работы А. И. Горностаева 113], опирающейся на труды известных ученых в области создания космических систем[2]: "Становлению ракетно-космической техники сопутствовало формирование требований к эксплуатационным характеристикам космических аппаратов (КА) при использовании их но целевому назначению. Так, за относительно короткий промежуток времени требования к сроку активного существования (САС) выросли от 0,5–1 года до 3–5 лет, а далее – до 7–10 лет и более. Требования обеспечения высокой надежности при длительных САС относились и к служебным системам КА, и к их устройствам автоматики (УА), обеспечивающим энергетику, тепловые режимы функционирования, работу систем ориентации и коррекции КА. Требуемая для У А вероятность безотказной работы (ВБР) должна составлять не менее 0,996".
Одним из эффективных методов повышения надежности УА является метод активного резервирования с перестраиваемым восстанавливающим элементом (ВЭ), способным обеспечить непрерывность работы УА при возникновении неисправностей в резервируемых устройствах (РУ). ВЭ позволяет автоматически перестраивать структуру адаптивной избыточной системы (АИС) при возникновении неисправностей, отказов и сбоев в РУ, т.е. обеспечить требуемую эксплуатационную надежность систем КА.
С учетом зависимости сегодняшней России от изделий зарубежной (без гарантий) элементной базы (ЭРИ) представляется целесообразным направить усилия на развитие методов активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ. Это необходимо для обеспечения требуемой эксплуатационной надежности СТС ответственного применения (вспомним одну из первых работ К. Э. Шеннона [39], работавшего в группе Н. Винера по надежности в условиях военного времени).
Используя накопленный опыт (см. [13] и [29, т. 4]), можно сделать вывод о том, что для создания реальных комплексов СТС необходимо следующее:
• методы активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ;
• методика выбора параметров СТС, по которым целесообразно проводить контроль неисправностей в АИС, с учетом прогноза вероятности возникновения ошибок в СТС;
• способы контроля и диагностики неисправностей в АИС, обеспечивающие обнаружение и локализацию неисправностей в СТС;
• алгоритмы перестройки ВЭ, в соответствии с которыми должны перестраиваться ВЭ по всей структуре резервирования АИС;
• методика определения функций, которые должны выполнять устройства контроля и диагностики неисправностей в АИС;
• способы синхронизации работы СТС и АИС;
• использование идей аксиоматической теории надежности (АТН) для разработки и создания СТС и АИС, отображенных на рис. 8.2.
Ассоциация по надежности и безопасности провозгласила следующие направления работ по обеспечению надежности на этапах проектирования, производства и эксплуатации изделий:
• обеспечение безопасности;
• разработка нормативов и сертификаций, методических документов в области надежности;
• создание физических основ надежности;
• развитие технической диагностики;
• программное обеспечение работ по надежности и безопасности;
• разработка экономических проблем надежности;
• создание экологических основ надежности;
• развитие научных связей в области надежности;
• создание информационного центра по надежности;
• расширение редакционно-издательской деятельности по проблемам надежности;
• развитие образования, подготовки и переподготовки кадров в области надежности и безопасности.
Рис. 8.2. Взаимосвязь аксиоматической теории надежности (АТН) со сложной технической системой (СТС) и адаптивной избыточной системой (АИС)
Указанные направления работ обязательны для реализации, поскольку они будут способствовать обеспечению устойчивого развития страны, ее соответствию мировому уровню развития науки и техники, а также повышению обороноспособности.