Целью данной статьи является приведение в соответствие требований по долговечности, предъявляемых к системам космической техники с длительными сроками эксплуатации, с тем фактом, что в нормативных документах на микросхемы показатели долговечности отсутствуют. Так, в соответствии с ОСТ В 11 0998-99 в требованиях по надежности присутствуют только показатели безотказности и сохраняемости. С другой стороны, в требованиях по надежности, предъявляемых к системам космической техники, помимо требований к безотказности и сохраняемости одно из первостепенных мест занимают требования по долговечности функционирования, которые составляют обычно величину гамма-процентного ресурса Тр.γ = 100 000 ч и более при γ = 99,9%. Следовательно, для такого рода систем с длительными сроками эксплуатации требуется определить показатели долговечности, которые отсутствуют в технических условиях или других документах, по которым производится поставка. Определение таких показателей с помощью проведения испытаний на долговечность требует больших денежных и временных затрат. Поэтому был предложен аналитический метод, согласно которому нижнюю границу оценки для гамма-процентного ресурса Тр.γ микросхем можно получить, приравнивая вероятность безотказной работы микросхемы за время Тр.γ к вероятности ненаступления ресурсных отказов, которые переводят микросхему в предельное состояние, после чего ее эксплуатация должна быть прекращена. В этом случае для получения величины Тр.γ = 99,9% = 100 000 ч нерезервированная микросхема или другое изделие должны иметь интенсивность отказов 10-8 1/ч. Для более сложных микросхем получить требуемое значение Тр.γ=99,9% = 100 000 ч не представляется возможным. В данной статье предлагается расширить использование предложенного метода определения показателя долговечности с учетом того факта, что в рассматриваемых системах не допускается отказ одного любого изделия и с этой точки зрения используются различные способы резервирования аппаратуры. Под нагруженным резервом понимается резерв, который содержит один или несколько резервных модулей, находящихся в режиме основного модуля. Под облегченным резервом понимается резерв, который содержит один или несколько модулей, находящихся в менее нагруженном режиме, чем основной модуль, до начала выполнения ими функций основного модуля. Рассмотрены различные варианты резервирования сложной микросхемы, при которых удается получить заданные высокие показатели долговечности. Получена формула для расчета показателя долговечности в более общем случае, когда микросхема входит в состав модуля, который резервируется другим идентичным модулем. В этом случае, если второй модуль находится в облегченном резерве, то можно обеспечить высокий показатель долговечности микросхемы. Если же второй модуль находится в нагруженном резерве, то заданный показатель долговечности микросхемы не обеспечивается. Рассмотренный метод определения показателя долговечности может быть использован и при других способах резервирования модулей в системе.

На практике часто приходится сталкиваться с задачей определения величин показателей надежности (точечное оценивание). Обычно, в качестве показателя надежности выбирают вероятность безотказной работы (далее – ВБР). Исходя из экономических соображений, для определительных испытаний на надежность высоконадежных и дорогостоящих изделий выставляют минимум изделий, планируя получить безотказные испытания (приемочное число Q = 0) или испытания с одним отказом (Q = 1), тем самым минимизируя количество испытуемых изделий. Наиболее интересен последний случай. Выбирая конкретные величины приемочного числа и количества испытуемых изделий, испытатель делает предварительную оценку планируемой ВБР, а выбирая Q = 1, испытатель минимизирует риски от возникновения маловероятного случайного отказа. Однако с ростом величины Q растет и количество испытуемых изделий, что делает испытания дорогостоящими. Поэтому сокращение количества изделий при испытаниях на надежность является проблемой номер один. Формулировка плана испытаний с добавлением. Будем рассматривать биномиальные испытания (первоначальная выборка) с добавлением одного изделия (дополнительная выборка) на испытания при отказе любого из первоначально выставленных испытуемых изделий. Испытания заканчиваются, когда заканчиваются испытания всех выставленных изделий с любым исходом (в первичной и дополнительной выборках). Здесь и далее имеется в виду, что время испытаний одно и то же для всех изделий. Испытания с приемочным числом отказов больше нуля (Q > 0), проводимые по схеме испытаний с добавлением, позволяют сократить число испытуемых изделий за счет успешно проведенных испытаний на первоначальной выборке. Цель работы. Целью работы является построение и исследование оценок ВБР для плана испытаний с добавлением. Методы исследования оценок показателей надежности. В основе поиска эффективных оценок лежит интегральный подход, сформулированный в работах [6, 8-10]. В основе интегрального подхода лежит построение правила выбора эффективной оценки, заданного на сумме значений абсолютных (или относительных) смещений оценок, выбранных из некоторого множества, от параметра закона распределения, где в нашем случае n – количество изделий, первоначально выставленных на испытания. Критерий выбора эффективной оценки для ВБР. Критерий выбора эффективной оценки вероятности отказа (или ВБР) на множестве оценок, основан на суммарном квадрате абсолютных (или относительных) смещений математического ожидания оценок E Ѳ (n,k,m) от вероятности отказа p для всех возможных значений p, n. Выводы. Проведено построение и исследование оценок ВБР для плана испытаний с добавлением. Для варианта n > 3 оценка ВБР P (n,k,m) =1– p (n,k,m)=1–(k+m)/(n+k) в сравнении с неявно заданной оценкой V (n,k,m) =1– v (n,k,m) является эффективной по смещению. Испытания с приемочным числом отказов больше нуля (Q > 0), проводимые по схеме испытаний с добавлением, позволяют сократить число испытуемых изделий за счет успешно проведенных испытаний на первоначальной выборке. Оценки p₂, w₂, w₃, и являются несмещенными и, как следствие, эффективными по смещению для вариантов соответственно n = 2 и n = 3.

В статье обсуждаются принципы обеспечения безопасности автономного вождения автомобилей. Прежде всего, мы проводим сравнение между принципами и опытом применения автономных или автоматических систем на железнодорожном и автодорожном транспорте. Автоматические поезда метро эксплуатируются в контролируемой и четко определенной среде, пассажиры и посторонние лица отделены от поездов ограждениями, тоннелями и т.д. Автомобиль эксплуатируется в гораздо более сложной среде. Далее мы затрагиваем принципы безопасности. Применение принципов обеспечения безопасности (например, отказоустойчивость или безопасный ресурс) обеспечивает разработку и реализацию безопасной системы, которая будет соответствовать положениям стандартов функциональной безопасности. Различия в ответственности живого водителя и технической системы управления на разных уровнях автоматизации процесса вождения требуют применения принципов обеспечения безопасности. Мы рассматриваем подлежащие применению принципы обеспечения безопасности исходя из общих принципов обеспечения безопасности и анализа соответствующего уровня автоматизации по классификации SAE на основе опыта осуществления ряда проектов, предусматривавших реализацию пяти уровней автоматизации вождения согласно классификации SAE. В зависимости от уровня автоматизации технические системы реализуются на основе принципов отказа без последствий, отказоустойчивости или безопасного ресурса.

Цель. По данным протоколов расследования крушений/сходов с рельсов вагонов грузовых поездов в 2013-2016 гг. на сети железных дорог Российской Федерации при поездной работе сходы и крушения наиболее часто происходят по причине неисправности подвижного состава, и около трети этих сходов произошло вследствие излома боковой рамы тележки вагона. Причем среднее количество сошедших единиц подвижного состава равно 4,16 в случае сходов с рельсов по причине излома боковой рамы против 1,73 в случае сходов с рельсов из-за прочих неисправностей подвижного состава. Ранее была разработана методика, позволяющая принять решение о выбраковке определенной партии боковых рам. В то же время боковые рамы из партий, не подлежащих выбраковке, с течением времени могут изломаться. В этой связи актуальной представляется разработка методики, на основании которой можно было бы своевременно отцепить вагон в капитальный/деповской ремонт для предотвращения излома боковой рамы. Для этой цели стоит рассмотреть факторные модели оценки опасности возникновения излома. В качестве таких факторов могут выступать количество километров от последнего пункта технического обслуживания (ПТО), а также количество километров и количество дней до следующего планируемого капитального/деповского ремонта. А в качестве количественной характеристики опасности излома боковой рамы можно использовать вероятность излома боковой рамы. Однако оценка вероятности, например, в форме частоты, излома боковой рамы возможна только при наличии наблюдений, когда излом или критический дефект боковой рамы не происходил, которые не ведутся. Поэтому следует разработать индекс опасности излома боковой рамы. Так как управление частотой появления вагона на ПТО сложноосуществимо, то индекс опасности должен зависеть только от количества дней и километров до ремонта. На основе построенного индекса надо построить зоны (не)допустимых значений факторов с целью принятия решения об отцепке вагона в ремонт, если у осмотрщика вагонов на ПТО возникают сомнения в целесообразности отцепки. Методы. В работе использовались методы математического программирования. Результаты. Выводы. Был построен индекс влияния, который характеризует опасность излома боковой рамы вагона грузового поезда в зависимости от оставшегося количества дней и километров до планового ремонта вагона. На основе данного индекса были предложены две методики построения зон (не)допустимых значений факторов. Первая методика строилась на основе значений индекса влияния. Вторая строилась на основе фиксации некоторых параметров зон (не)допустимых значений факторов и выборе среди всех зон наилучших с точки зрения наименьшей опасности излома боковой рамы. Данный выбор был осуществлен путем решения задач смешанного целочисленного программирования с квадратичным ограничением.