Задачи развития методов исследования эффективности и надежности радиотехнических систем.

Анализ развития направления «Надежность техники» позволяет выявить и с какой-то степенью уверенности прогнозировать основные тенденции дальнейшего развития его. Вместе с ростом начального уровня неопределенности, при котором начинается разработка новой системы, растут требуемые гарантии успешной реализации программ создания системы.

Развитие направления «Надежность техники» к 1965г. было по существу завершено создание классической теории надежности, основой которой являлась теория вероятностей и математической статистики, а в качестве научного метода использовались аналитический и методологический фундамент систематического экспериментирования. Обоснования этого научного метода сводятся к следующему:

а) выдвигается теория, основанная на теории или опыте;

б) предлагается метод испытаний, и производятся наблюдения;

в) наблюдение сравнивается с ожидаемым поведением, соответствующим принятой гипотезе;

г) подытоживается полученная информация, и делаются выводы;

д) вырабатывается более усовершенствованная гипотеза;

е) цикл от выдвижения до усовершенствования гипотезы будет продолжаться до тех пор, пока гипотеза не будет достаточно усовершенствована и подтверждена.

Изготовление и испытание опытных образцов с корректировкой документации замыкают цикл совершенствования и проверки гипотезы.

Специфические черты социально-экономического экспериментирование и управления:

- невозможность постановки реального эксперимента, позволяющего проверить гипотезу в целом;

- социальные и экономические механизмы ряда явлений не поддаются полной информации;

- нестационарные изменения ряда существенных факторов, связанных с прогрессом общества, экономики, техники и науки.

Таким образом, речь идет о формулировании и использовании в качестве научного метода исследования и обеспечения надежности сложных систем аналитических и методологических основ статистического и социально-экономического экспериментирования и управления.

Эта методология реализуется многоуровневой и многоцелевой системой принятия решения, обеспечивающих выбор, оперативное уточнение и реализацию рациональных путей достижения гарантированного результата при применении системы. В основе методологии лежат следующие общие принципы:

1. Принцип гарантированного результата. Критерий эффективности оценки должен происходить на основе получения гарантированной величины критерия эффективности при данной информированности исследователя операции и информированности оперирующей стороны об обстановке операции, т.е. сравнение стратегий может производиться только на основе гарантированных значений показателя эффективности системы с учетом всей неопределенности, при которой принимается решение. Общность и конструктивность этого принципа заключается в том, что его последовательной применение позволяет увязать уровень и форму требуемых гарантий с различными формами задания неопределенности, включая случайных событий, величин, процессов, а также областей возможных значений неизвестных детерминированных величин и параметров распределений.

Принцип гарантированного результата применительно к классической теории надежности позволяет оценить гарантии относительно заданного показателя надежности.

Гарантированная оценка в виде (2-х или 100-часового) среднего времени работы прибора (безотказной работы) ничего не гарантирует в смысле самого времени безотказной работы конкретного образца, так как оно случай но и может быть как угодно малым или как угодно большим.

2. Принцип Стохастического детерминизма.

Обеспечение гарантированного результата при воздействии на систему случайных воздействий, опирается на устойчивости результатов случайных массовых явлений. Общие формы такой устойчивости заложены в закон больших чисел и предельные теоремы теории вероятностей.

Явление стохастического детерминизма во многих случаях облегчает построение и изучение моделей сложных массовых явлений, позволяет легко учесть или пренебречь элементами случайности.

Принцип стохастического детерминизма состоит в активном целенаправленном использовании явлений путем введения в процесс создания и применения систем, повторяющихся или разных, но многочисленных операций и решений, дающих случайный в каждом отдельном случае, но устойчивый в совокупности результат. Этот принцип позволяет обеспечить и использовать гарантии относительно результата случайного массового явления.

Так, не имея гарантий, относительно времени безотказной работы каждого образца, можно получить суммарное время T_Σ работы N приборов сколь угодно близким к Т_ср·N при увеличении N.

3.Принцип последовательного снятия неопределенности на основе обучения повышения уровня организации.

В условиях, когда нет полной информации о случайных механизмах, лежащих в основе явления, когда ряд явлений не обладает свойствами стохастической устойчивости и отсутствует фактор массовости, нет решений, приняв которые можно снять всю неопределенность относительно результатов применения системы, применяется принцип в последовательном поэтапном снятии неопределенности. При этом нужна принципиальная возможность получения и использования дополнительной информации для последовательного улучшения стратегий, нужна избыточность ресурсов и возможность их гибкого расходования.

Гибкость стратегий связана с тем, насколько часто могут приниматься решения и насколько точно оперативно могут исполняться: приходим к понятно информационной мощности и к гипотезе о существовании оптимального уровня информационной мощности, связанного с начальным уровнем неопределенности и с уровнем избыточности.

Интеграция различных научно-технических направлений и отраслей выдвигает проблему планирования и управления процессом создания и применения различных классов технических систем как единой Иерархической многоуровневой человеко-машинной системы.

Решение названных задач требует информационного и математического обеспечения. Необходима разработка комплекса стандартных программ, обеспечивающих решение задач исследования, накопление и обработка больших массивов цифровой и символьной информации. Программа должна иметь возможность реализовать целый ряд моделей, методов программирования и оптимизации с различными характеристиками точности, быстродействия. Математический аппарат должен соответствовать одному из трех типов задач обоснования решения: с ответом «да» - «нет», «больше» - «меньше» и задач измерения с ответом «столько-то».

Глава 2. Основы теории надежности.