Резервирование, в частности, структурное является одним из основных способов повышения надёжности, обеспечивает отказо- и сбоеустойчивость элементов, устройств и систем. Согласно МПК – международной патентной классификации, класс устройств и способов G06F11/18 – «using passive fault-masking of the redundant circuits, e.g. by quadding or by majority decision circuits». У нас это трактуется как «повышение надёжности за счёт использования пассивного маскирования сбоев, например, с помощью расчетверения (quadding) или мажоритарных решающих схем». При этом, очевидно, что«fault-masking» – это маскирование не только сбоев, но и отказов. Мажоритарные решающие схемы или просто мажоритары в минимальном варианте реализуют выбор «2 из 3-х». Принятый термин «расчетверение» на взгляд автора не слишком благозвучный, ибо он может вызвать ассоциацию с четвертованием, но ничего не поделаешь. Такая избыточность согласно выше приведённой формулировки вроде как не требует специальной решающей схемы. Однако, это выполняется не всегда. В случае выдачи результирующего сигнала после учетверённой логики, например, на исполнительный орган, всё равно нужна схема выбора «3 из 4-х». Другой вариант повышения надёжности фиксирует класс G06F 11/20 – «using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements». У нас он переводится как «с использованием маскирования сбоев с помощью замещения, например, выключения сбойных элементов или переключения на резервные элементы». Здесь пропущено слово «активного», таким образом имеем активную и пассивную отказоустойчивость. В статье исследуется пассивная отказоустойчивость, использующая троирование и расчетверение и сравниваются соответствующие вероятности безотказной (бессбойной) работы. При этом используется распределение Вейбулла, которое наиболее адекватно описывает надёжность в смысле радиационной стойкости в условиях воздействия тяжёлых заряженных частиц. Показывается, что в ряде случаев расчетверение имеет меньшую избыточность, чем троирование. Предлагается формула, описывающая условия предпочтительности расчетверения на транзисторном уровне.

Цель. Рассмотрены проблемы, обусловленные традиционными взглядами на надёжность, которые не позволяют использовать на практике анализы (оценку) надёжности как рабочий инструмент для инженеров, создающих уникальные высокоответственные системы, и обоснованы предложения по их разрешению. 

Методы. Произведён анализ проблем количественной оценки надёжности уникальных высокоответственных систем без построения вероятностно-статистических моделей. Взгляд на надёжность как на физическое свойство изделия (в результате изменения его внутреннего состояния) позволяет на физическом уровне обеспечить во времени способность выполнять требуемые функции и подсчитать количественно критерии выполнения требуемых функций, которые могут быть установлены, например, заданием для каждой функции набора параметров, характеризующих способность её выполнения, и допустимых пределов изменения значений этих параметров. Такой подход приводит к необходимости учёта генезиса надёжности и рассмотрения причин возникновения маловероятных отказов, которые необходимо выявлять в результате дополнительных анализов и проводить их в параллель с расчётно-экспериментальным обеспечением работоспособности. Решение проблем нечёткой терминологии позволяет выявить взаимосвязь между качеством и надёжностью, дающую возможность на единой информационной базе – конструкторских и технологических решениях, производить анализ, синтез и оценку надёжности уникальных высокоответственных систем по параметрам работоспособности без построения вероятностно-статистических моделей.

Результаты. Решение рассмотренных проблем надёжности даёт возможность обеспечить надёжность на основе физичности (закономерностей причинно-следственных связей) и физической необходимости (непротиворечия законам природы) причин отказов. Обеспечение надёжности уникальных высокоответственных систем должно осуществляться с самых ранних стадий жизненного цикла на основе последовательного выполнения определённых конструкторских, технологических и производственных процедур и применения методов конструкторско-технологического анализа надёжности, что позволяет дополнительно решать проблемы, косвенно связанные с надёжностью, – это повышение качества выпускаемой продукции и снижение её стоимости.

Выводы. Показано, что применение конструкторско-технологических методов анализа (оценки) надёжности позволяет в рамках существующих взглядов, но с учётом некоторых поправок, решать задачи надёжности без привлечения математического аппарата классической теории надёжности. Достижение высокой надёжности возможно обеспечить ровно теми же путями, при помощи которых получается и ненадёжность, – конструкторско-технологическими решениями. Анализ, обоснование технических решений и установление необходимых и достаточных требований к изготовлению позволяет достигать заданной надёжности инженерными средствами за счёт повышения уровня конструкторско-технологических разработок. Если относиться к надёжности как к многопараметрическому свойству, то возможно создание параметрических моделей изделий, с помощью которых можно производить оценку стабильности сохранения значений параметров во времени методами индивидуальной конструкционной надёжности и/или конструкторско-технологического анализа надёжности. При этом применение принципов единства конструкторско-технологического замысла и реализации их на производстве позволяет производить разработку изделий и оценку их надёжности на едином исходном материале – конструкторско-технологических решениях, неразрывно связанных с возможностями конкретного производства.

Существование человека на Земле во многом зависит от находящейся в его распоряжении энергии. Ее львиная доля получается на базе переработки полезных ископаемых, извлекаемых из планетной коры открытым способом. При этом качественное и дешевое извлечение полезных ископаемых во многом определяется надежностью используемых при этом машин и механизмов, комплектов машин и применяемых технологических решений. Основу парка горнодобывающих машин составляют экскаваторы того или иного вида. При этом с окружающей средой (с грунтом) у них взаимодействуют в основном элементы рабочего оборудования – чаще всего ковши и детали ковша(-ей). Необходимо обратить внимание на то, что рабочие органы экскаваторов и их элементы в процессе взаимодействия с внешней средой (грунтом) испытывают действие так называемого абразивного износа. Поскольку абразивный износ элементов рабочего оборудования (особенно часто – зубьев ковша (-ей) экскаватора) приводит к необходимости их периодической замены, это не может не сказаться на эффективности работы всего экскаватора и тех технологических цепочек, в которые он включен. Ведь периодические остановки и ремонты снижают коэффициент готовности – важнейший комплексный показатель оценки надежности оборудования. С учетом всего вышесказанного целью данной работы являлось уточнение известной ранее формулы, предложенной более тридцати лет во ВНИИСДМ (Рейш А.К.), для оценки скорости абразивного износа зубьев ковшей экскаваторов. При этом нами впервые и с достаточной полнотой был рассмотрен вопрос учета многорежимности работы горного оборудования, а именно, работа экскаватора в различных горно-технологических условиях и, в частности, на разных грунтах. Кроме этого нами осуществлен перенос подхода Рейша с одноковшовых машин на многоковшовые, непрерывного действия. Для достижения указанной цели авторы настоящей работы использовали метод обобщения данных из известной литературы, метод натурного эксперимента в условиях эксплуатации конкретного экскаватора и метод математического моделирования (в варианте использования метода Монте-Карло). Все это позволило уточнить значения параметров, входящих в формулу Рейша. Уточненная нами зависимость теперь может быть использована при оценке надежности машин при варьировании вариантов эксплуатации оборудования, а также при назначении времени профилактических осмотров.

Целью работы является изучение влияния структурных особенностей трубопроводных систем на развитие аварийной ситуации по механизму прогрессирующей блокировки транспортных узлов. Блокировка отдельного точечного элемента системы рассматривается как результат одновременного перехода в состояние неработоспособности всех сходящихся в узел трубопроводов. Процесс последовательного перехода в состояние блокировки некоторой совокупности узлов трубопроводной системы в случайном порядке называется прогрессирующей блокировкой. Развитие прогрессирующей блокировки сопровождается отключением от источника потребителей целевого продукта и представляет собой опасный сценарий развития аварийной ситуации. Стойкость системы к развитию прогрессирующей блокировки оценивается при помощи показателя стойкости Fx представляющего собой среднюю долю узлов системы, блокировка которых в случайном порядке приводит к отключению от источника всех потребителей целевого продукта. 

Методы исследования. Определение значений 0 £ Fx £ 1 выполнялось с использованием метода имитационного компьютерного моделирования. При этом после каждого акта повреждения связанного со случайной блокировкой отдельного узла устанавливалось наличие связи между источником и потребителями целевого продукта. Статистические характеристики процесса прогрессирующей блокировки оценивались по результатам многократного воспроизведения процедуры повреждения анализируемой сетевой структуры. В общем случае структура трубопроводной системы характеризуется графом, который описывает связи между точечными элементами. Валентностью отдельной вершины графа называется количество сходящихся в неё ребер. Аналогичным образом валентностью соответствующего узла называется количество сходящихся линейных элементов (трубопроводов). Кроме того, важной характеристикой отдельного узла является состав сходящихся линейных элементов. Так среди множества линейных элементов системы имеются следующие разновидности обеспечивающие связь между: источником и потребителем (подмножество G1), двумя потребителями (подмножество G2), потребителем и распределительным узлом (подмножество G3), двумя распределительными узлами (подмножество G4), источником и распределительным узлом (подмножество G5). 

Результаты. Выполнен анализ и изучено влияние структурных характеристик на способность трубопроводных систем противостоять развитию аварий по механизму прогрессирующей блокировки узлов. Установлено, что при решении задач структурной оптимизации наибольший положительный эффект связанный с повышением значений Fx наблюдается при увеличении валентности узла-источника и включении в состав системы дополнительных линейных элементов принадлежащих подмножеству G1. 

Выводы. Процесс прогрессирующей блокировки узлов трубопроводных транспортных систем представляет собой опасный сценарий развития аварийной ситуации. Наиболее эффективным образом повысить стойкость трубопроводных систем к развитию процесса прогрессирующей блокировки можно за счет увеличения валентности узла-источника и включения в состав системы дополнительных линейных элементов принадлежащих подмножеству G1. Структурную оптимизацию трубопроводных систем следует осуществлять путем определения значений Fx для каждого из альтернативных вариантов с последующим принятием обоснованного проектного решения.

Целью данной статьи является разработка методики повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата (СУ БЛА) при электромагнитном воздействии в полете и возникновении отказа в функциональной части бортовой контрольно-проверочной аппаратуры (БКПА). Эта цель достигается определением отказавшего функционального элемента, идентификацией функциональной части БКПА, возможности выполнения конечных целевых задач (конечной целевой задачи) СУ БЛА и принятием решения на включение гибкого алгоритма работы. В существующих и в разрабатываемых перспективных образцах СУ БЛА принимаются бинарные модели ее безотказности, т.е. различают два состояния: работоспособное и неработоспособное. Поэтому любой возникший отказ на траектории полета классифицируется как отказ всей СУ БЛА, без учета выполняемых на данном этапе задач. Если исходить из представления СУ как многофункциональной системы, то становится очевидным тот факт, что отказ не любого функционального элемента СУ БЛА ведет к прекращению полета. 

Методы. При решении поставленной задачи использовалась диагностическая модель СУ, представленная виде бинарных отношений управляющих воздействий и комбинаторных подмножеств функциональных элементов, методика определения риска потерь в решении задач повышения надежности функционирования СУ БЛА в полете, теория принятия решений и комбинированного метода ветвей и границ. В качестве критерия эффективности используется вероятность выполнения задачи. Данный критерий применим в том случае, когда изменение характеристик СУ БЛА приводит не к полному, а к частичному снижению эффективности его функционирования. 

Результаты. Целью самоконтроля БКПА является локализация отказа с глубиной, позволяющей определить возможность выполнения ею основных операций с вероятностью не ниже требуемой, которая определяется заказчиком, и допустимый состав элементарных проверок (ЭП) в этом случае. По текущим результатам проведения элементарных самопроверок (ЭС) может приниматься решение из следующего множества решений: прекратить проверки и забраковать БКПА; продолжить локализацию; прекратить локализацию отказа и продолжить выполнение СУ БЛА программы полета по измененному алгоритму. На каждом шаге локализации отказа в БКПА по результатам проведения ЭС проводится анализ области покрывающей проверки (ОПП) и подозреваемой на отказ области элементов (ПОЭ), в том числе проверка ОПП на достаточность покрытия ПОЭ, на основании которого принимаются соответствующие решения. В этом случае образуются области: область наблюдаемых данных (процессы изменения областей ОПП, ПОЭ), при попадании в которую принимаются решения продолжать проверки, и область, при попадании в которую принимаются заключительные решения прекратить проверки. Принятие решений на продолжение локализации отказа приводит к выбору очередной ЭС, что сопровождается рисками потерь. В качестве риска потерь принимается вероятность ложного забракования БКПА по выбираемым ЭС из ОПП. Момент прекращения проведения самоконтроля БКПА зависит не только от совокупности решений, но и от последовательности их выполнения. Таким образом, рассматриваемая задача сводится к построению оптимальной стратегии проведения ЭС, минимизирующей вероятность ложного забракования. Идея комбинированного метода ветвей и границ (МВГ) при построении оптимального алгоритма самоконтроля БКПА состоит в последовательном выборе на каждом шаге процесса реализации ЭС из подмножества проверок по минимальному риску очередной ЭС, до получения одноэлементного подмножества и (или) принятия соответствующего решения. 

Выводы. Разработанная методика позволяет продолжить выполнение конечных целевых задач (конечной целевой задачи) СУ БЛА в полете при возникновении отказов в БКПА.

Известно, что грузоподъемные краны на железнодорожном ходу различных модификаций, которые находятся на вооружении аварийно-восстановительных поездов ОАО «Российские железные дороги», относятся к объектам повышенной опасности. Они, как правило, имеют значительные габаритные размеры, мощные двигательные установки, которые создают значительные тяговые усилия и обеспечивают высокий уровень энергии. В статье рассматриваются вопросы влияния на работоспособность и здоровье машинистов кранов на железнодорожном ходу вредных производственных факторов условий труда физической природы – производственного шума и вибрации. 

Цель. На основе анализа причин происшествий, произошедших при эксплуатации кранов на железнодорожном ходу, обобщить результаты экспериментальных исследований воздействия на машинистов кранов производственного шума и вибрации и установить корреляцию клинических проявлений отклонений в состоянии здоровья данной категории работников с уровнями перечисленных вредных физических производственных факторов условий труда. 

Методы. Экспериментальные исследования и последующая оценка воздействия производственного шума и вибрации, создаваемых механизмами кранов, проводилась с использованием анализатора шума и вибрации Ассистент Total+ в эксплуатационном режиме работы кранов на железнодорожном ходу различных модификаций при перемещении груза, а также при работе двигателей кранов на холостом ходу. Измерения проводились на рабочих местах, где должен находиться машинист во время работы и технического обслуживания крана: в кабинах управления, на сиденье машиниста, на рукоятках управления, в непосредственной близости от двигателя крана. 

Результаты. В статье приведена классификация источников шума и вибрации, которые воздействуют на машинистов кранов, приведены результаты экспериментальных исследований уровней производственного шума, общей и локальной производственной вибрации для различных модификаций кранов. Сформулированы клинические проявления отклонений в состоянии здоровья и перечень наиболее характерных профессиональных заболеваний для данной категории работников. 

Выводы. В статье сделан вывод о том, что задача снижения производственных шума и вибрации, создаваемых механизмами кранов на железнодорожном ходу, является актуальной научно-технической и социально-экономической задачей. В социально-экономическом плане решение данной задачи позволит улучшить условия труда машинистов кранов, а в научно-техническом плане – повысить технические и эксплуатационные характеристики механизмов кранов.

Цель. В данной работе исследован один из возможных путей повышения надежности профессионального психологического отбора авиационных специалистов с использованием методики оценки стратегии их поведения в конфликте, для предотвращения нарушений взаимодействия в экипажах воздушных судов и диспетчерских сменах. 

Методы. В исследовании была использована психодиагностическая методика «Thomas Kilmann Conflict Mode Instrument (TKI)», (в отечественной психологической литературе русскоязычная версия данного теста (TKI-R) чаще известна как «Тест К. Томаса в адаптации Н.В. Гришиной») для оценки стратегии поведения в конфликте, а также опросник А. Басса – А. Дарки для определения склонности испытуемых к различным формам агрессивного поведения. Для статистической обработки результатов исследования были использованы коэффициент корреляции Браве-Пирсона и критерий c2-Пирсона. 

Результаты. На первом этапе многозадачного эксперимента было обследовано 48 студентов-диспетчеров, на втором этапе общее число обследованных составило 603 человека(студенты Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации и студенты Института филологии, иностранных языков и медиакоммуникации Иркутского государственного университета), то есть, делая акцент на операторские специальности, для большей чистоты эксперимента выборка участников была значительно расширена, в том числе и за счет привлечения студентов гуманитарных направлений обучения. Выявлено, что результаты теста А. Басса – А. Дарки отрицательно коррелируют со склонностью к стратегии приспособления и положительно коррелируют со склонностью к стратегиям соперничества и сотрудничества. По критерию достоверности различий c2-Пирсона имеются высоко достоверные различия в выраженности таких стилей поведения как соперничество и избегание между пилотами и гуманитариями, а для выборок мужчин и женщин – в выраженности таких стилей поведения как соперничество, избегание и компромисс. Женщины существенно менее склонны к соперничеству и несколько более склонны к избеганию и компромиссу, нежели мужчины. Не наблюдается каких-либо принципиальных отличий и между интеркорреляциями результатов TKI-R первого и второго этапов эксперимента. Проведено сравнение полученных авторами результатов с опубликованными результатами исследований по студентам Тувинского государственного университета и Ярославского государственного медицинского университета, а также с результатами исследований по спортсменам и предпринимателям. 

Выводы. Обобщая итоги как собственных исследований, так и изложенных в опубликованных работах других авторов, можно сделать заключение, что для конфликтного поведения всех испытуемых студентов преобладающей является средняя выраженность стратегий соперничества, сотрудничества, компромисса, избегания и приспособления, что свидетельствует о способности испытуемых данного возраста к гибкому поведению в конфликтных ситуациях с учетом конкретных условий взаимодействия. То есть, студенты, в отличие от активно нацеленных на успех предпринимателей, хотя и предпочитают такие стили поведения в конфликте как сотрудничество и компромисс, но гибко используют и другие стратегии поведения. Это необходимо учитывать при планировании мероприятий по повышению надежности профессионального психологического отбора в гражданской авиации. Представляется, что в силу указанных причин, использование методики TKI-R при профессиональном психологическом отборе авиационных специалистов является нецелесообразным.

Цель. Развитие железных дорог России сопровождается увеличением количества эксплуатируемых зданий, подвижного состава, усложнением технологических процессов содержания инфраструктуры и обслуживания клиентов. В этих условиях ОАО «РЖД» необходимо управлять пожарной безопасностью более чем десяти тысяч единиц тягового подвижного состава и сотен зданий, пожары на которых могут привести к причинению вреда пассажирам или остановке движения. Управление пожарной безопасностью как стационарных, так и передвижных объектов железнодорожного транспорта (ЖДТ) осуществляется на всех стадиях жизненного цикла – от стадии проектирования до утилизации объектов. С целью реализации технологических процессов диагностирования и прогнозирования пожарной безопасности должна быть разработана человеко-машинная система, ядром которой должна являться автоматизированная система управления (АСУ) пожарными рисками, позволяющая на основании результатов прогноза пожарного риска принимать решение о необходимости ремонта, замены или технического обслуживания объектов ЖДТ и системы обеспечения пожарной безопасности. 

Методы. Использованы методы теории автоматического управления, экспертных оценок. В исследовании решалась задача разработки алгоритма автоматизированного аудита пожарной безопасности объектов ЖДТ.

 Результаты. Определено, что большинство систем управления пожарной безопасностью для обнаружения признаков опасности до возникновения горения используют датчики уровня концентрации газа. Такой подход малоэффективен для решения задач обеспечения пожарной безопасности на ЖДТ. Для объектов ЖДТ, фактическое состояние которых влияет на вероятность возникновения пожара, разработан алгоритм пожарного аудита, основанный на существующей системе технического обслуживания и ремонта, а также статистических данных о состояниях объектов ЖДТ, предшествующих пожару. Для проведения системных мероприятий по управлению рисками большого количества объектов ЖДТ предложена структура автоматизированной системы управления пожарными рисками, содержащая центр управления пожарной безопасностью и мобильный программно-аппаратный комплекс для аудита пожарной безопасности. 

Выводы. Показана важность разработки проактивной системы управления пожарной безопасностью на основе оценки пожарных рисков. Определено, что источниками информации о состояниях, предшествующих горению объектов ЖДТ могут быть как существующие автоматизированные системы учета отказов, оценки рисков, так и результаты диагностики фактического состояния объектов в рамках планово-предупредительных ремонтов. Для системного управления пожарными рисками множества объектов ЖДТ предложен способ автоматизированной оценки пожарного риска.