Стенд моделирования обеспечения оперативности восстановления работоспособности сложных технических систем с использованием беспилотных летательных аппаратов в качестве средств доставки запасных частей, имущества и принадлежностей Российский патент 2023 года по МПК G06N7/00 G06Q10/08 

Изобретение предназначено для имитационного моделирования процессов оперативного восстановления работоспособности территориально распределенных сложных технических систем (СТС) с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в качестве средств доставки запасных частей, имущества и принадлежностей (ЗИП), и исследования влияния количества и основных летно-технических характеристик БПЛА на среднее время восстановления СТС.

Известны способы моделирования отказов и повреждений сетей связи (RU 2351012, МПК G06N 5/00, приоритет от 04.04.2007, патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации). В способе предусмотрена нумерация средств, комплексов связи, линий связи, имитация применения по назначению средств и комплексов связи, генерация времени возникновения эксплуатационных отказов, повреждений и сбоев средств и комплексов связи, а также генерация времени начала подавления линий связи. Далее определяется начало очередной статистической реализации на время, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, осуществляется розыгрыш степени повреждения и номера поврежденных средств и комплексов связи, розыгрыш продолжительности подавления и номера подавленных линий связи, производится запись времени нахождения средств и комплексов связи в неработоспособном состоянии, а также продолжительности подавления линий связи. При этом проверяется факт наступления отказа, повреждения, сбоя средств и комплексов связи и подавления линий связи, производится фиксация номеров поврежденных средств и комплексов связи, номеров подавленных линий связи, проверяется работоспособность средств и комплексов связи, линий связи, фиксируется общее время нахождения их в работоспособном и неработоспособном состоянии. Затем производится подсчет коэффициента готовности, а также осуществляется имитация восстановления средств, комплексов, линий связи.

Недостатком аналога является отсутствие возможности определения времени на восстановление работоспособности.

Известна также модель устройства, описанная в Способе имитационного моделирования аварийно-восстановительных работ в хозяйстве автоматики и телемеханики (RU 2531780, МПК B61L 27/00, G01D 21/00, приоритет от 14.02.2013, патентообладатель ОАО «Российские железные дороги»), включающая программный комплекс, блок ввода постоянных данных, блок ввода общих вспомогательных данных, блок моделирования с возможностью формирования элементарных случайных событий с учетом законов распределения и постоянных данных, взаимосвязи при реализации процесса технического обслуживания и ремонта технических объектов.

Указанная модель не учитывает в процессе восстановления задержки, связанные с поставкой запасных частей при выполнении операций ремонта. Таким образом, имитируется идеальная система технического обслуживания и ремонта, когда все ресурсы для восстановления имеются в неограниченном количестве, а их доставка к участку (объекту) ремонта производится мгновенно.

В качестве прототипа выбран Стенд моделирования обеспечения сложных технических систем (СТС) запасными элементами при восстановлении их работоспособности (RU 2670569, МПК G01D 21/00, G06N 7/00, приоритет от 29.01.2018, патентообладатель Брежнев Дмитрий Юрьевич), включающий в себя программный комплекс, блок ввода постоянных данных, блок ввода общих вспомогательных данных, блок моделирования с возможностью формирования элементарных случайных событий с учетом законов распределения и постоянных данных, взаимосвязи при реализации процесса технического обслуживания и ремонта технических объектов

Указанный прототип позволяет производить имитационное моделирование процессов восстановления работоспособности территориально распределенных сложных технических систем с применением комплектов ЗИП различных уровней, применяя для вышедшего из строя элемента каждой номенклатуры величину среднего времени доставки аналогичного исправного из соответствующего комплекта ЗИП, определенную на основании выходных данных генератора случайных чисел, формирование которых зависит от соответствующего выбранному виду стратегии пополнения комплектов ЗИП закону распределения случайных величин. включает программный комплекс, который позволяет имитировать реализованный уровень надежности ОТ из состава СТС и в зависимости от этого рассчитать структуру и характеристики системы обеспечения ЗИП с целью обеспечения заданной оперативности восстановления работоспособности СТС. Прототип состоит из трех основных блоков: блока ввода постоянных данных, включающего совокупность модулей образцов техники (ОТ), образующих СТС, каждый модуль ОТ состоит из совокупности генераторов отказов, имитирующих работу узлов и элементов ОТ в соответствии со схемой его построения, блока ввода общих вспомогательных данных, формирующего параметры стратегий пополнения комплектов ЗИП и выдающего три фиксированных набора параметров о периодичности или условиях пополнения комплектов ЗИП, и блока моделирования с возможностью формирования элементарных случайных событий с учетом законов распределения и постоянных данных, взаимосвязи при реализации процесса технического обслуживания и ремонта технических объектов, включающего в себя совокупность модулей комплектов ЗИП образцов техники (ЗИП-О), комплекта ЗИП СТС (ЗИП-Г), неисчерпаемого источника (НИ) и регистратора, при этом модули комплектов ЗИП-О связаны с модулем комплекта ЗИП-Г и модулем НИ, а модуль комплекта ЗИП-Г связан с модулем НИ, а каждый из этих модулей замыкается на модуль регистратора.

Прототип не учитывает влияние вида и характеристик применяемых средств доставки ЗИП и влияние дистанции между каждым образцом техники СТС и неисчерпаемым источником снабжения на задержку в доставке, связанную с необходимостью преодоления этой дистанции средствами доставки, а также влияние этой задержки в доставке на величину среднего времени восстановления СТС.

Задачей заявленного технического устройства является разработка стенда для моделирования процессов оперативного восстановления работоспособности СТС с имитацией применения в качестве средств доставки запасных частей БПЛА в условиях стандартной атмосферы (ГОСТ 4401-81. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. АТМОСФЕРА СТАНДАРТНАЯ. Параметры) с заданными основными летно-техническими характеристиками с учетом предельно-допустимого времени восстановления СТС. В изобретении рассматриваются БПЛА самолетного типа. В качестве основных летно-технических характеристик используются: средняя удельная нагрузка на крыло p_S, применяемая высота полета H_пол, среднее значение коэффициента подъемной силы в полете C_y, максимальная грузоподъемность БПЛА m_БПЛА.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в определении рациональных количества и значений основных летно-технических характеристик БПЛА при их применении в качестве средств доставки ЗИП в условиях стандартной атмосферы в процессе оперативного восстановления работоспособности СТС после отказа для обеспечения допустимого времени восстановления.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что Стенд моделирования обеспечения оперативности восстановления работоспособности сложных технических систем (СТС) с использованием БПЛА в качестве средств доставки ЗИП, включающий программный комплекс, и состоящий из: блока ввода постоянных данных, блока имитации ремонта, блока моделирования, блока моделирования доставки ЗИП БПЛА, и их взаимосвязей при реализации процесса ремонта технических объектов, согласно изобретению блок моделирования доставки ЗИП БПЛА представлен в виде совокупности блоков: блока управления доставкой и блоков характеристик БПЛА, и реализует функцию оценки времени выполнения полетного задания по доставке ЗЧ от неисчерпаемого источника до комплекта ЗИП-О образца техники с помощью БПЛА в условиях стандартной атмосферы на основании заданных основных летно-технических характеристик БПЛА; в изобретении блок имитации ремонта, состоящий из модулей ремонта каждого ОТ, в котором производится моделирование временной задержки, требуемой для доставки исправной запасной части (ЗЧ) взамен вышедшей из строя и ремонта образца техники, и регистрации восстановления работоспособности образца техники, и модуля коммутации и регистрации, осуществляющего распределение заявок и статистическую обработку результатов ремонта;

В изобретении модуль ремонта может быть реализован в виде совокупности следующих устройств: генератора времени восстановления технического образца с заданной функцией распределения времени ремонта; сумматора с функцией определения общего времени восстановления образца с учетом активного времени ремонта и времени доставки ЗЧ; блока сброса генераторов отказов с функцией перезапуска генераторов отказов после замены ЗЧ; регистратора восстановления работоспособного состояния (ВРС) с функцией фиксации окончания времени ремонта; блока регистрации времени доставки с функцией фиксации окончания времени доставки ЗЧ.

В изобретении модуль коммутации и регистрации может быть реализован в виде совокупности следующих устройств: коммутатора заявок на ЗЧ с функцией идентификации и коммутации комплекта ЗИП-О относительно комплекта ЗИП-Г, если необходимо пополнение ЗЧ из его состава, или блока моделирования доставки ЗИП БПЛА, если необходимо экстренное пополнение ЗЧ; блок статистической обработки результатов восстановления ОТ с функцией окончательной регистрации результатов моделирования и определения величины среднего времени восстановления.

В изобретении модуль неисчерпаемого источника может состоять только из сервера (накопителя) ЗЧ с функцией выдачи ЗЧ.

Блок управления доставкой может быть реализован с помощью следующих устройств: блока хранения данных (БХК) с функцией выдачи данных координат ОТ для выполнения полетного задания БПЛА для реализации экстренной доставки ЗЧ; блока хранения массогабаритных характеристик ЗЧ (БXXM); блока расчета объема доставки по конкретной заявке (БРОД); модуля мониторинга занятости БПЛА с функцией идентификации готовых к применению БПЛА и активации селектора; селектора с функцией выбора блока характеристик БПЛА для выполнения оценки времени выполнения полетного задания. Блоки характеристик БПЛА реализуют функции оценки времени окончания полетного задания на основании данных об основных летно-технических характеристиках применяемого БПЛА и статистической обработки результатов. Количество блоков целесообразно выбирать исходя из количества обслуживаемых ОТ СТС.

Благодаря подобному выполнению стенда моделирования обеспечения оперативности восстановления работоспособности сложных технических систем с использованием БПЛА в качестве средств доставки ЗИП реализуется модель вида «СТС-система ЗИП-система доставки ЗИП на основе БПЛА», которая является рабочим инструментом для алгоритма рационального выбора количества и основных ЛТХ БПЛА в отношении обеспечения требуемых значений времени восстановления СТС при возникновении отказов.

Исследуется основная стратегия пополнения комплектов ЗИП СТС, когда экстренные доставки организуются для пополнения начального уровня запасов комплектов ЗИП-О, вышестоящие комплекты ЗИП-Г пополняются периодически, за исключением случаев, когда содержание элементов какой-либо номенклатуры в комплекте ЗИП-О не предусмотрено.

Представленная реализация стенда позволяет:

учесть для территориально распределенной СТС возможность применения в качестве средств доставки БПЛА, исследовать влияние количества и основных ЛТХ БПЛА на величину среднего времени восстановления СТС и определить их значения в соответствии с реализованным уровнем надежности образцов техники СТС, взаимным территориальным расположением образцов техники и неисчерпаемого источника ЗИП и требуемыми значениями времени восстановления образцов техники СТС;

осуществлять масштабирование и закладывает возможность реализовать систему обеспечения ЗИП на основе БПЛА для любой территориально распределенной СТС, включающей образцы техники с различными характеристиками.

Заявленное изобретение поясняется фигурой, на которой изображена структурная схема принципа работы стенда.

Стенд моделирования обеспечения оперативности восстановления работоспособности сложных технических систем с использованием беспилотных летательных аппаратов в качестве средств доставки запасных частей, имущества и принадлежностей включает программный комплекс, который позволяет имитировать процесс восстановления вышедших из строя образцов техники территориально распределенной СТС с реализованным уровнем надежности ОТ с применением в качестве средств доставки ЗИП БПЛА с задаваемыми основными ЛТХ.

Стенд состоит из четырех основных блоков: блока имитации ремонта 1, блока ввода постоянных данных 2, блока моделирования 3, блока моделирования доставки ЗИП БПЛА 4.

Принцип работы стенда состоит в следующем.

Начало работы.

В блоке 3 устанавливается нормативное значение уровня запасов серверов ЗЧ 21 для каждого модуля комплекта ЗИП по каждой номенклатуре . При этом уровень запасов сервера ЗЧ 21 неисчерпаемого источника соответствует . Осуществляется генерирование случайной величины времени возникновения отказа каждого элемента из состава образца техники в соответствии с заданным законом распределения. В результате этого на временной оси формируется массив моментов отказов по каждой номенклатуре элементов технического образца .

В блок хранения характеристик массы (БХХМ) запасных частей (ЗЧ) записываются данные о массе ЗЧ φ-й номенклатуры m_φ.

В блоке моделирования доставки ЗИП 4 для подключения к выходу селектора 30 блока управления доставкой 24 выбираются блоки характеристик БПЛА в количестве, соответствующем наибольшему количеству БПЛА, выбранному для исследования процесса доставки ЗИП.

В ячейки 33 блока хранения координат (БХК) 29 записываются данные о местонахождении образцов техники СТС, содержащие расстояние от НИ до ОТ СТС: L₁,…, L_b.

В каждом блоке характеристик БПЛА производится ввод данных основных ЛТХ БПЛА: грузоподъемности m_БПЛА, удельной нагрузки на крыло p_S, применяемой высоты полета H_пол, среднего значения коэффициента подъемной силы в полете C_y.

Устанавливается нормативное значение уровня запасов серверов ЗЧ 21 блока 3 для каждого модуля комплекта ЗИП по каждой номенклатуре . При этом уровень запасов сервера ЗЧ 21 неисчерпаемого источника соответствует . Осуществляется генерирование случайной величины времени возникновения отказа каждого элемента из состава образца техники в соответствии с заданным законом распределения. В результате этого на временной оси формируется массив моментов отказов по каждой номенклатуре элементов технического образца .

Генератор времени пополнения комплектов ЗИП 16 формирует последовательность сигналов, соответствующих периоду или моменту времени восстановления начального запаса ЗЧ . Таким образом, при периодическом пополнении запас элементов φ-й номенклатуры периодически через заранее заданные, фиксированные интервалы времени (периоды пополнения ) для комплекта ЗИП Н-го уровня восстанавливается до начального уровня.

В случае отказа комплекта ЗИП при исчерпании запаса на периоде пополнения единичный или начальный уровень запаса экстренно восстанавливается путем организации прямой поставки из НИ, а последующая его работа не приводит к переадресации заявок в вышестоящий комплект ЗИП.

При этом временная ось t разделяется на промежутки, соответствующие периодам пополнения комплектов ЗИП от таким образом, чтобы каждый период был классифицирован с конкретным комплектом.

Процедура работы стенда на примере элемента φ-й номенклатуры заключается в следующем.

Шаг 1. Ввод исходных условий. Количество элементов φ-й номенклатуры в техническом образце представлено совокупностью генераторов отказов, воспроизводящих на оси времени t единичный отклик по заявленному закону распределения времени возникновения отказа. В предположении эргодичности моделируемого процесса совокупность генераторов отказа ГО можно заменить на один, воспроизводящий поток отказов с интенсивностью n_φλ_φ (n_φ – количество элементов φ-й номенклатуры в техническом образце). На момент начала моделирования номер текущего периода пополнения равен 1 (), счетчики заявок (СЗ) на ЗЧ каждого комплекта имеет нулевое значение (), суммарное время восстановления изделия равно нулю (), а текущий уровень запаса в комплектах ЗИП равен начальному:

. (1)

Шаг 2. На интервале времени в массиве производится поиск ближайшего момента отказа элемента с индексом φ. Далее для элементов этой номенклатуры проверяется условие принадлежности случайной величины наработки до отказа интервалу времени . В случае выполнения условия запускается моделирование работы комплектов ЗИП (шаг 3), в противном случае производится поиск на следующем интервале пополнения, а текущему уровню запаса в модулях комплектов ЗИП присваивается значение в соответствии с выражением (1).

Шаг 3. Работа блока моделирования 3. На вход СЗ 20 модуля комплекта ЗИП-О 17 поступает заявка на ЗЧ φ-й номенклатуры. Значение СЗ увеличивается на единицу

. (2)

При каждом увеличении своего значения СЗ подает управляющий сигнал на сервер ЗЧ 21. При этом значение текущего уровня запаса в сервере уменьшается на единицу

. (3)

При имитации выдачи ЗЧ запускается генератор времени доставки 22 (далее – ГВД), формирующий случайную величину времени доставки ЗЧ из комплекта ЗИП.

Для имитации процедуры доставки ЗЧ при функционировании генератора времени доставки может использоваться гамма-распределение случайной величины времени доставки :

(4)

где k > 0, λ_д > 0 – параметры распределения, – гамма-функция

(5)

Значение величины времени доставки комплектом ЗИП-О поступает на вход сумматора 6 соответствующего модуля ремонта 5 блока имитации ремонта 1 для формирования окончательной величины времени восстановления образца техники.

Если в сервере ЗЧ 21 после отказа элемента φ-й номенклатуры ЗЧ данного типа в модуле комплекта ЗИП-О 16 отсутствуют (), то произошел отказ комплекта ЗИП-О. В этом случае ГВД 22 модуля комплекта ЗИП-О 16 не включается, а запускается генератор заявок 23, который выдает сигнал на СЗ соответствующего комплекта ЗИП вышестоящего уровня (по схеме – в модуль ЗИП-Г 17) и управляющий сигнал на соответствующий коммутатор заявок 13 блока (точка 1). Модуль комплекта ЗИП-О будет находиться в состоянии отказа по ЗЧ данной номенклатуры до момента срабатывания его блока регистрации пополнения ЗЧ 19.

Блок регистрации пополнения ЗЧ 19 работает следующим образом. В момент завершения экстренной доставки ЗЧ на его вход поступает сигнал из блока регистрации времени доставки 26 блока моделирования доставки БПЛА 4, на время действия которого сервер ЗЧ считывает из модели функционирования РТК код объема доставки (точка 8) и восстанавливает значение уровня запасов на величину этого кода. В случае окончания периода пополнения на вход блока 19 поступает сигнал с генератора периода пополнения 16 (точка 6), по которому текущему уровню запасов присваивается значение в соответствии с выражением (1).

При поступлении сигнала на СЗ комплекта ЗИП-Г обработка заявки происходит так, как и в модуле комплекта ЗИП-О. При этом в модели комплекта ЗИП-Г имеются совокупность генераторов, каждый из которых настроен на генерирование случайной величины времени доставки ЗЧ в конкретные комплекты ЗИП-О в соответствии с выражением (2.5) с учетом того, что математическое ожидание величины t_дост выбирается из фиксированных значений, соответствующих удаленности ОТ СТС от места расположения комплекта ЗИП-Г. Каждый генератор запускается при условии одновременной подачи сигналов от сервера ЗЧ (признак наличия ЗЧ в комплекте ЗИП-Г) и от коммутатора заявки ЗИП-О 13 (точка 4) модуля коммутации и регистрации 6 (признак отсутствия ЗЧ в конкретном комплекте ЗИП-О).

В случае выполнения условия

(6)

генератор заявок 23 модуля комплекта ЗИП-Г 17 подает управляющий сигнал в коммутатор заявок 13 модуля коммутации и регистрации 6 (точка 2).

Блок регистрации пополнения 19 модуля ЗИП-Г работает только по сигналу генератора периода пополнения 16, при котором значение сервера ЗЧ устанавливается в соответствии с выражением (2.2).

Работа НИ заключается в поддержании постоянного значения сигнала на выходе сервера ЗЧ (точка 7), отличного от нулевого с допущением о том, что .

Шаг 4. Работа модуля коммутации и регистрации.

Модуль коммутации и регистрации представляет собой коммутирующее устройство, работающее следующим образом. По своей сути устройство представляет собой многоканальный коммутатор, число каналов которого равно количеству комплектов ЗИП, в интересах которых организуются экстренные доставки (в данном случае количеству комплектов ЗИП-О). Рассмотрим работу устройства на примере одного канала коммутации (коммутатора заявки ЗИП-О_b). На вход коммутатора поступают сигналы от генераторов заявок 23 комплектов ЗИП-О (точка 1) и ЗИП-Г (точка 2). В случае поступления сигнала от комплекта ЗИП-О коммутатор транслирует этот сигнал на вход соответствующего генератора времени доставки 22 из комплекта ЗИП-Г в комплект ЗИП-О (точка 4). При этом сигнал с точки 1 будет снят только в случае пополнения сервера ЗЧ 21 соответствующего комплекта ЗИП. При поступлении на вход коммутатора также сигнала с генератора заявок комплекта ЗИП-Г (точка 2) сигнал с точки 4 снимается, а в точке 5 формируется и подается на вход блока управления доставкой 24 блока доставки ЗИП 4, по которому осуществляется моделирование процедуры экстренной доставки (шаг 5).

В составе модуля коммутации и регистрации 6 имеется блок статистической обработки результатов восстановления ОТ СТС 12, который является выходным устройством стенда. Его работа будет рассмотрена ниже.

Шаг 5. Работа блока моделирования доставки ЗИП БПЛА.

Инициация экстренной доставки (запуск блока моделирования доставки ЗИП) осуществляется после подачи на вход блоков БХК 29 и БРОД 28, а также модуля мониторинга занятости БПЛА 31 сигнала с выхода коммутатора заявки 13, соответствующего тому модулю комплекта ЗИП, в интересах которого организуется экстренная поставка ЗЧ. Этот сигнал формируется при отсутствии ЗЧ как в комплекте ЗИП-О (сигнал в точке 1 на входе коммутатора заявки), так и в комплекте ЗИП-Г (сигнал в точке 2 на входе коммутатора заявки).

Модуль мониторинга занятости БПЛА 31 оценивает степень занятости каналов доставки и подключает через селектор первый свободный блок характеристик БПЛА 25 к БХК 29 и БРОД 28. Из БХК 29 в этот модуль считывается дальность до b-го ВФ (соответственно, и b-го модуля ЗИП-О). БРОД 28 считывает значение СЗ 20 соответствующего модуля ЗИП-О и производит расчет количества доставляемых ЗЧ φ-й номенклатуры :

(7)

где m_БПЛАi – грузоподъемность i-го БПЛА; m_φ – масса ЗЧ φ-го типа; – значение СЗ b-го комплекта ЗИП-О.

В блоке характеристик БПЛА 25 производится определение времени выполнения полетного задания БПЛА в условиях стандартной атмосферы (ГОСТ 4401-81. Межгосударственный стандарт. Атмосфера стандартная).

Исходными данными для определения времени выполнения полетного задания являются следующие основные летно-технических характеристики: средняя удельная нагрузка на крыло p_S, высота полета H_пол, среднее значение коэффициента подъемной силы в горизонтальном полете C_y.

Известна эмпирической зависимость плотности воздуха от высоты полета H_пол для стандартной атмосферы:

(8)

где – нормальная плотность воздуха у поверхности земли.

Примем, что для доставки выбирается маршрут, соответствующий наикратчайшему расстоянию, а самым длительным этапом выполнения доставки ЗИП БПЛА является горизонтальный полет, тогда продолжительность остальных этапов будем считаем малозначимой и положим равной нулю.

Из аэродинамики известно соотношение для оценки требуемой скорости горизонтального полета летательного аппарата:

(9)

Время, затрачиваемое n-м БПЛА на выполнение полетного задания экстренной доставки ЗЧ из НИ до расположения b-го комплекта ЗИП-О к ОТ СТС, находящегося на расстоянии , можно оценить на основании известной формулы:

(10)

С учетом формул (8) и (9), блок определяет время доставки на основании зависимости:

(11)

Результат функционирования – время доставки ЗЧ в b-й комплект ЗИП-О n-м БПЛА записывается в блок оценки времени доставки и поступает в блок оценки времени доставки 26. Также сервер ЗЧ b-го комплекта ЗИП-О считывает значение количества доставленных ЗЧ с выхода блока характеристик БЛА (точка 8) и устанавливает в соответствии с этими данными текущий уровень запасов.

Блок оценки времени доставки 26 осуществляет также статистическую обработку времени экстренных доставок и производит оценку его среднего значения

(12)

где – время выполнения i-го полетного задания по доставке ЗЧ от НИ;
К_дост – количество выполненных заданий.

Шаг 6. Работа блока имитации ремонта 1. Блок предназначен для моделирования активного времени ремонта образца техники СТС и регистрации фактического времени восстановления его работоспособности с учетом времени доставки ЗЧ из комплектов ЗИП или НИ.

Входным элементом модели является блок регистрации времени доставки 8. На этот блок поступают сигналы либо с генераторов времени доставки комплектов ЗИП 22, либо с блока оценки времени доставки 26, где происходит запоминание интервала доставки, а также любым из этих сигналов производится запуск генератор времени восстановления образца техники 11, который формирует случайную величину времени текущего ремонта t_ТР, распределенную по закону Эрланга.

(13)

где k>0, λ_В>0 – параметры распределения.

Значения и поступает на сумматор 7, где происходит регистрация времени задержки в доставке ЗЧ от соответствующих комплектов ЗИП или от неисчерпаемого источника и формирование суммарного времени восстановления образца

. (14)

Сумматор выдает это значение на регистратор восстановления работоспособного состояния (ВРС) 9, который запускает блок сброса ГО 10 для обнуления генераторов отказов соответствующего элемента (имитирует замену отказавшей составной части образца техники и включение ее в работу как новой), а также в блок статистической обработки результатов восстановления ОТ модуля коммутации и регистрации 6 для накопления статистических данных о составляющих времени восстановления в блоке статистической обработки результатов восстановления ОТ 12.

Блок статистической обработки результатов восстановления ОТ 12 представляет собой банк данных, в котором содержится накопленная информация о суммарном времени восстановления и его составляющих (14) при отказе элементов каждой номенклатуры. Эти данные используются для оценки величины среднего времени восстановления ОТ с учетом доставки ЗЧ с использованием БПЛА Т_В:

(15)

где – значение случайной величины времени текущего ремонта, сформированное генератором времени восстановления модуля ремонта,

– значение величины времени доставки ЗЧ φ-й номенклатуры при различных вариантах доставки: из комплекта ЗИП-О, либо ЗИП-Г, либо из НИ при помощи БПЛА при s-й реализации оценки, S – общее число реализаций оценок времени доставки элементов из комплектов ЗИП или из НИ.

Таким образом, получаем для каждой номенклатуры элементов совокупность значений среднего времени удовлетворения заявки в ЗЧ, связанное с их доставкой из комплектов ЗИП и экстренных доставок из НИ с применением БПЛА. Это позволяет путем проверки условия к предельно-допустимому времени восстановления :

(16)

сформулировать требования к количеству и потребным основным летно-техническим характеристикам БПЛА для применения их в качестве средств доставки ЗИП при восстановлении образцов техники территориально распределенных сложных технических систем после отказов.

Изобретение относится к моделированию процессов. Стенд моделирования обеспечения оперативности восстановления работоспособности сложных технических систем с использованием беспилотных летательных аппаратов в качестве доставки запасных частей включает программный комплекс, состоящий из блока ввода постоянных данных и блока моделирования. Дополнительно имеется блок моделирования доставки, состоящий из блока управления доставкой, блока характеристик беспилотных летательных аппаратов по числу исследуемых летательных аппаратов и связей между ними, и блок имитации ремонта. Блок имитации ремонта состоит из модулей ремонта в количестве, соответствующем числу образцов техники в составе сложной технической системы и модуля коммутации и регистрации, на который эти модули ремонта замыкаются. Определяются количество и характеристики летательных аппаратов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд моделирования обеспечения оперативности восстановления работоспособности сложных технических систем (СТС) с использованием беспилотных летательных аппаратов в качестве средств доставки запасных частей, имущества и принадлежностей, включающий программный комплекс и состоящий из: блока ввода постоянных данных, блока моделирования, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя: блок моделирования доставки ЗИП БПЛА, реализующий функцию оценки времени выполнения полетного задания по доставке запасных частей (ЗЧ) от неисчерпаемого источника (НИ) до ЗИП-О образца техники с помощью БПЛА в условиях стандартной атмосферы на основании заданных основных летно-технических характеристик БПЛА, состоящий из блока управления доставкой, блока характеристик БПЛА по числу исследуемых БПЛА и связей между ними, и блок имитации ремонта, в котором производится моделирование временной задержки, связанной с процессом доставки из различных источников исправной запасной части (ЗЧ) взамен вышедшей из строя и ремонта образца техники, и регистрация событий восстановления работоспособности образца техники, состоящий из модулей ремонта в количестве, соответствующем числу образцов техники в составе сложной технической системы и модуля коммутации и регистрации, на который эти модули ремонта замыкаются.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для имитации доставки ЗИП от НИ применяется различное количество БПЛА с варьируемыми основными летно-техническими характеристиками.

3. Стенд по п. 2, отличающийся тем, что для исследования влияния количества и основных летно-технических характеристик БПЛА на продолжительность доставки ЗИП БПЛА из НИ к ОТ в состав блока моделирования доставки ЗИП БПЛА включены блоки характеристик БПЛА, каждый из которых реализует функцию оценки времени выполнения полета БПЛА в зависимости от расстояния и средней скорости полета по маршруту, определяемой на основании летно-технических характеристик БПЛА.

4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что выходным результатом является среднее время восстановления, значение которого определяется в блоке статистической обработки результатов восстановления ОТ модуля регистрации и коммутации на основании статистических данных реализаций оценок времени восстановления образца

где – значение случайной величины времени текущего ремонта, сформированное генератором времени восстановления модуля ремонта,

– значение величины времени доставки ЗЧ ϕ-й номенклатуры при различных вариантах доставки: из комплекта ЗИП-О, либо ЗИП-Г, либо из НИ при помощи БПЛА при s-й реализации оценки, S – общее число реализаций оценок времени доставки элементов из комплектов ЗИП или из НИ.