УДК 629.78:658.562

Метод прогнозирования показателей технического уровня изделий космической техники в условиях различной полноты ретроспективной информации

A Method for Indicators Prediction of the Aerospace Products Technical Level in Conditions of Varying Completeness of Retrospective Information

Введение

Проблема прогнозирования значений показателей технического уровня (ТУ) изделий ракетно-космической техники (РКТ) и технологии имеет первостепенное значение при проведении отраслевых научно-исследовательских (НИР) и опытно-конструкторских работ (ОКР). Неполнота или игнорирование ее решения на ранних стадиях разработки и постановки на производство изделий, как правило, приводят к росту затрат основных видов ресурсов (денежных, материальных, трудовых, временных), рекламациям и претензиям заказчика на заключительных стадиях разработки и эксплуатации изделий РКТ.

Методика прогнозирования показателей

Прогнозирование значений показателей ТУ изделий РКТ и технологии рассматривается как процесс выявления трендов и вероятностных оценок показателей на интервалах упреждения до окончания разработки данного изделия.

Прогнозирование осуществляется с ориентацией на передовое изделие-образец в соответствующем конструктивном ряде изделий-аналогов, в котором воплощены наилучшие значения показателей [1].

Прогнозирование показателей ТУ изделий РКТ осуществляется с использованием методов регрессионного анализа (одномерной и множественной регрессии) и теории случайных процессов [2, 3].

Прогноз показателя х осуществляется как статистическая экстраполяция тенденции его изменения к моменту t_к окончания разработки данного изделия (рис. 1). Аналогичным образом осуществляется прогноз поведения показателя х передового образца изделия.

В результате осуществления указанных процедур на выходе получают точечные и интер­вальные оценки прогнозных значений показателя х разрабатываемого изделия. Если ретроспек­тивная информация не является достаточно представительной, то уравнение регрессии ищется в виде функции вида:

где  – типовые тактико-технические характеристики изделий данного конструктивного ряда.

Конкретный вид зависимости (1) определяется в виде полиномов регрессии вида:

где ,  – коэффициенты уравнения.

Для принципиально новых разработок прогнозные значения показателей устанавливаются экспертными методами [4, 5].

Планирование показателей х осуществляется на основе полученной прогнозной информации. Если прогноз показателя х (рис. 1) для перспективного изделия (кривая 1) значительно ниже эталонного (кривая 2), то ставится задача разработать программу (кривая 3) обеспечения для достижения его уровня к завершению разработки не ниже передового.

Для достижения этой цели применительно к каждому важнейшему показателю рассматривается набор планов в виде вероятностных сетевых моделей.

Рис. 1. Прогнозирование и планирование значений показателей ТУ изделий:

1 – статистическое поведение показателях типовых изделий конструктивного ряда; 2 – статистическое поведение показателя х передового образца; 3 – формируемая программа развития показателя X; 4 – «кластер» вариантов траекторий программы развития показателя X; 5 – кривые плотности распределения вероятностей значений показателя X

Типовые ситуации прогнозирования показателей технического уровня изделий РКТ

При прогнозировании показателей ТУ перспективных изделий РКТ характерны три возможные ситуации:

• ситуация 1. Ретроспектива представительна, т. е. данных достаточно для проведения регрессионного анализа и получения регрессионного уравнения. Ситуация характерна для программ модернизации серийно выпускаемых изделий;
• ситуация 2. Ретроспективная информация не является представительной. Ситуация характерна для программ развития перспективных изделий на основе использования задела опытных конструкторско-технологических решений;
• ситуация 3. Ретроспективная информация вообще отсутствует. Ситуация характерна для принципиально новых разработок.

Рассмотрим типовые этапы процедур прогнозирования применительно к таким ситуациям. В ситуации 1 прогнозирование сводится к двум основным этапам:

1. Построение адекватной регрессионной модели.
2. Построение обоснованного интервала упреждения, на величину которого правомерно использование уравнения регрессии, полученного по ретроспективным данным.

При недостаточной ретроспективе (ситуация 2) на первом этапе находится уравнение множественной регрессии, а на втором – устанавливается интервал корреляции по аналогии с первой ситуацией.

Для принципиально новых разработок (ситуация 3) прогнозируемые значения показателей (как точечные, так и интервальные) устанавливаются экспертными методами (например, методом Дельфи) [6].

Типовые алгоритмы прогнозирования, удобные для использования при разработке перспективных изделий РКТ в условиях различной полноты исходной ретроспективной информации об объектах, разработаны и представлены в специализированной литературе [4, 5, 6, 7].

Также необходимо отметить, что типовые алгоритмы, связанные с обоснованием интервалов упреждения в ходе прогнозирования значений показателей ТУ перспективных изделий РКТ и технологии, а также с выбором топологии контрольных дискретных точек при отображении фак­тических траекторий движения показателей ТУ на ретроспективных и прогнозируемых участках, требуют постоянной актуализации при новых разработках.

Библиографический список

1. Апполонов И. В., Саввушкина Н. Е., Сапрунов Г. С., Хариев Н. И. Основные вопросы построения автоматизированной подсистемы управления важнейшими технико-экономическими показателями создаваемой сложной наукоемкой продукции в условиях функционирования интегрированных АСУ и САПР// Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – М.: ВИМИ. – 2009. – № 2. – С. 16–29.
2. Вентцель Е. С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. – М.: Кнорус, 2018. – 192 с.
3. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т./ Ред. совет: В.С. Авдуевский (пред.) и др. Т. 2. Математические методы в теории надежности и эффективности/ Под ред. Б. В. Гнеденко. – М.: Машиностроение, 1987. – 280 с.
4. Матвеев Ю.А. Методы прогнозирования характеристик летательных аппаратов. – М.: МАИ.– 2004. – 79 с.: ил.
5. Семенов С.С. Оценка качества и технического уровня сложных систем: Практика применения экспертных оценок. – М.: Ленанд.– 2015. – 352 с.
6. Основы синтеза систем летательных аппаратов: Учебник/ А.А. Лебедев, Г.Г.Аджимамудов, В.Н. Баранов, В.Т. Бобронников др.; Под ред. А.А. Лебедева. – М.: МАИ.– 1996. – 444 с.: ил.
7. Апполонов И.В., Астахов Ю.П., Разумовский В.А., Хариев Н.И. О получении и использовании информации по результатам испытаний однотипных технических устройств при проведении инженерно-технических экспертиз в ходе расследования причин отказов в работе техники// Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – М.: ВИМИ. – 2008. – №2. – С. 3–25.

Пантелеев Константин Дмитриевич – канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8(495) 689-95-26. E-mail: K.Panteleev@tm.fsa / Panteleev Konstantin Dmitrievich – Ph.D. in Engineering Sciences, Leading Research Officer of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8(495) 689-95-26. E-mail: K.Panteleev@tm.fsa

Юрцев Евгений Сергеевич – заместитель директора центра ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева.Тел.: 8(495) 689-95-26. E-mail: E.Yrcev@tmpo.ru / Iurtsev Evgenii Sergeevich – Deputy Center Director of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev.Tel.: 8(495) 689-95-26. E-mail: E.Yrcev@tmpo.ru