НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ

Анализ больших данных надежности невосстанавливаемых многоканальных систем

Бочков А.П., Проурзин В.А., Проурзин О.В.

Введение: рассмотрены методы анализа больших данных надежности многоканальных систем с нагруженным резервом и невосстанавливаемыми элементами. Большие данные содержат информацию о наработках до отказа элементов, полученную при мониторинге эксплуатации аналогичных систем.

Основная проблема, возникающая при анализе этих данных, связана с их разнообразием и достоверностью. Данные о надежности элементов системы соответствуют различным условиям эксплуатации и различным законам распределения отказов. Аппроксимация распределений отказов экспоненциальными законами существенно упрощает анализ надежности. Однако она может привести к значительным ошибкам и требует отдельного обоснования. Цель исследования: разработка подходов к анализу неоднородных больших данных надежности элементов систем, характеризующихся различными распределениями отказов. Вывод оценок точности аппроксимации распределения отказов экспоненциальными законами и критериев возможности такой аппроксимации. Результаты: изложены методы вычисления средней наработки до отказа систем с монотонной структурой. Получена оценка ошибки экспоненциальной аппроксимации распределений отказов элементов многоканальной системы. Показана связь ошибки экспоненциальной аппроксимации с коэффициентом вариации неэкспоненциального распределения отказов. Подробно исследован случай двухканальных систем. Для равномерного, логнормального, гамма-распределений и распределения Вейбулла построены зависимости средней наработки до отказа от коэффициента вариации. Построены области изменения коэффициента вариации этих распределений, при которых экспоненциальные аппроксимации оправданы. Приведен алгоритм построения средней наработки до отказа при анализе больших данных надежности невосстанавливаемой системы. Практическая значимость: анализ данных надежности, полученных при эксплуатации аналогичных систем, позволяет исключить дорогостоящие испытания на надежность. Показана связь выборочного коэффициента вариации с ошибкой экспоненциальной аппроксимации распределений отказов. Эта связь положена в основу критерия возможности такой аппроксимации.

Редакционная коллегия

Бобровский В.И.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО "ИНТЕЛТЕХ")

Борисов В.В.
(д.т.н., профессор, Действительный член Академии военных наук РФ, профессор кафедры вычислительной техники МЭИ)

Будко П.А.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры технического
обеспечения связи и автоматизации ВАС)

Будников С.А.
(д.т.н., доцент, действительный член Академии информатизации
образования, начальник кафедры автоматизированных
систем управления ВУНЦ ВВС "ВВА")

Верхова Г.В.
(д.т.н., профессор, заведующая кафедрой автоматизации
предприятий связи СПб ГУТ им. профессора М.А.Бонч-Бруевича)

Гончаревский В.С.
(д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки и техники
РФ, профессор кафедры технологий и средств технического
обеспечения и эксплуатации автоматизированных систем
управления ВКА имени А.Ф.Можайского)

Комашинский В.И.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры обработки и передачи
дискретных сообщений СПб ГУТ им. профессора
М.А.Бонч-Бруевича)

Кирпанев А.В.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО «НПП «РАДАР ММС»)

Курносов В.И.
(д.т.н., профессор, академик Арктической академии наук,
академик Международной академии информатизации,
академик Международной академии обороны, безопасности
и правопорядка, член-корреспондент РАЕН, главный научный
сотрудник ОАО "НИИ "Рубин")

Мануйлов Ю.С.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматизированных
систем управления космических комплексов ВКА имени
А.Ф.Можайского)

Морозов А.В.
(д.т.н., профессор, действительный член Академии военных наук РФ, начальник кафедры автоматизированных систем боевого управления ВА ВПВО ВС РФ)

Мошак Н.Н.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО "ИНТЕЛТЕХ")

Пророк В.Я.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматизированных
систем управления ВКА имени А.Ф.Можайского)

Семенов С.С.
(д.т.н., доцент, профессор кафедры технического
обеспечения связи и автоматизации ВАС)

Синицын Е.А.
(д.т.н., профессор, начальник НИО ОАО "ВНИИРА")

Шатраков Ю.Г.
(д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, ученый
секретарь ОАО "ВНИИРА")