вкр презентацияV2

1.

Автоматизация расчета показателей надежности
функциональных систем воздушных судов по
структурным схемам
с использованием имитационного моделирования
Студент:
Бережной Александр
Александрович
М6О-212СВ-24

2.

Рост сложности функциональных систем воздушных судов требует применения средств, позволяющих
рассчитывать показатели надежности не только для простых, но и для разветвленных структурных схем. Для
сложных конфигураций использование аналитических методов существенно затрудняется, вследствие этого
возрастает значимость имитационного моделирования по методу Монте-Карло. Построение функции
вероятности безотказной работы системы во времени позволяет подтверждать выполнение требований
технического задания, определять назначенный или межремонтный ресурс и сопоставлять альтернативные
варианты построения системы. Разработка программного приложения, автоматизирующего такие расчеты, была
направлена на повышение точности, наглядности и практической применимости результатов при проектировании
и эксплуатации авиационных систем.

3.

Объект исследования
функциональные системы воздушных судов,
представленные в виде структурных схем
надежности, включающих блоки, связи и
логические элементы, для которых
требуется определить показатели
безотказной работы системы в целом.
Предмет исследования
оценка надежности функциональных
систем воздушных судов по структурным
схемам с использованием вероятности
безотказной работы элементов, проверки
работоспособности схемы по наличию пути
от входа к выходу и имитационного
моделирования методом Монте-Карло.
Цель
Разработка программного инструмента для
автоматизации расчета показателей надежности
функциональных систем воздушных судов по
структурным схемам с построением функции
вероятности безотказной работы системы во времени
на основе имитационного моделирования.

4.

Задачи работы
1.Разработать алгоритм имитационного моделирования (метода
Монте-Карло) для оценки работоспособности структурной схемы на
каждом шаге моделирования.
2.Создать программный инструмент или алгоритмическую модель,
обеспечивающую автоматизацию расчёта показателей надежности
по заданной структурной схеме.
3.Провести тестирование алгоритма на примерах схем различной
сложности и проанализировать полученные результаты.

5.

Постановка задачи
Найти по заданной структурной схеме надежности и функциям вероятности безотказной работы элементов Pi(t) определить
вероятность безотказной работы всей системы Pсист(t) Система считается работоспособной, если существует путь от входа к
выходу через исправные элементы, что формализуется функцией way_exists().
Для каждого элемента на шаге моделирования разыгрывается случайная величина Ui ∼ U(0,1), после чего состояние элемента
задается как
Индикатор работоспособности системы определяется выражением
Расчет выполняется для последовательности моментов времени t = 0, Δt, 2Δt,…, в результате чего
строится график Pсист(t).

6.

Входные данные
Выходные данные
1. Структурная схема надежности функциональной системы
2. Состав элементов схемы: вход, выход, блоки
3. Параметры надежности отдельных блоков
1. оценка вероятности безотказной работы системы Pсист(t)
2. график зависимости вероятности безотказной работы
системы от времени

7.

Пример структурной схемы

8.

Пример входных параметров
# Пример структурной схемы (RBD) и параметров отказов
# Узлы: I (вход), O (выход)
# Ребра задаются строками вида: X -> Y
# Параметры блоков:
#
A exp mean=2500
#
B weibull k=1.4 lam=3000
I -> A
I -> B
A -> C
B -> C
C -> D
C -> E
D -> O
E -> O
# Распределения времени до отказа блоков
A exp mean=2500
B exp mean=2500
C weibull k=2.0 lam=2000
D exp mean=4000
E exp mean=4000

9.

Рузультаты
Результаты расчетов
Построенный программой график

10.

Заключение
Разработанный алгоритм и программное приложение позволяют автоматизировать расчет
показателей надежности функциональных систем воздушных судов по их структурным схемам с
использованием имитационного моделирования методом Монте-Карло.
В ходе работы обеспечивается определение вероятности безотказной работы системы, построение
ее зависимости от времени и проверка работоспособности схемы по наличию пути от входа к выходу
через исправные элементы. Это снижает трудоемкость расчетов, повышает наглядность результатов
и обеспечивает более достоверную оценку надежности при анализе, проектировании и сравнении
альтернативных вариантов построения авиационных систем.

11.

Автоматизация расчета показателей надежности
функциональных систем воздушных судов по
структурным схемам
с использованием имитационного моделирования
Студент:
Бережной Александр
Александрович
М6О-212СВ-24