1.9. Программа оценки надежности млк по результатам испытаний

Пакет прикладных программ предназначен для оценки ПН МЛК по результатам отработки и испытаний, разработан в среде MATLAB, состоит из управляющей программы и программ решения задач оценки ПН МЛК по данным отработки и испытаний.

Управляющая программа.

Структура меню управляющей программы представлена на рисунке 14.

Рисунок 14. Структура меню управляющей программы

Управляющая программа представляет собой интерфейс в виде программы-меню (см. рисунок 15), предназначенной для выбора метода (модели) решения задачи оценки ПН. После выбора, с помощью программы модели решения задачи оценки ПН, активизируется соответствующая «рабочая» программа.

Рисунок 15. Программа-меню

Диалоговое окно открывается вызовом программы рrogramma_1001.m. Затем «нажатием» курсором на кнопку “Run” открывается интерфейс (см. рисунок 16).

Рисунок 16. Интерфейс программы

Исходные данные для расчета пользователь вводит с клавиатуры в поля исходных данных: число циклов (n), количество отказов (d), значение доверительной вероятности (gamma). После «нажатия» курсором кнопки «Решение» в окнах рассчитываемых ПН (Р, Т, Р_ , Т_ ) появляются результаты расчета.

На рисунке 17 приведен пример расчета оценок ПН по биномиальной классической модели.

Рисунок 17. Пример расчета оценок ПН по биномиальной модели

Программа расчета ПН по аппроксимационой модели обеспечивает получение оценок ПН МЛК, прогнозирование значений ПН МЛК по результатам отработки и испытаний и прогнозный расчет дополнительного количества циклов, необходимых для достижения требуемых значений ПН. Работа с программой построена с использованием интерфейса, состоящего из ряда диалоговых окон.

Открытие первого диалогового окна «Выбор варианта решения» осуществляется вызовом программы рrogramma_400.m (см. рисунок 15). После открытия рrogramma_400. m «нажатием» курсора на кнопку “Run” открывается интерфейс, представленный на рисунке 18.

Рисунок 18. Интерфейс рrogramma_400.m «Выбор варианта решения»

Пользователь выбирает вариант исходных данных для расчета: dk=1 исходные данные пользователя, dk=2 исходные данные примера встроенного в программу. При введении в окно цифры 2 программа рассчитывает данные примера и автоматически выдает на экран промежуточные и окончательные результаты расчета. При желании исходные данные примера в программе могут быть перепрограммированы. При введении в окно цифры 1 программа выдает на экран последовательно диалоговые окна «Ввод общих данных» (рисунок 19) и «Ввод данных по сериям» (рисунок 20), заполняемые пользователем.

Рисунок 19. Диалоговое окно «Ввод общих данных»

Рисунок 20. Диалоговое окно «Ввод данных по сериям» испытаний

Исходные данные, структурированные в соответствии с методикой, вводит пользователь с клавиатуры и заполняются соответствующие окна: ν – количество доработок; mc1 – число первоначальных серий испытаний (mc12); mc2 – число серий испытаний, отсчитываемых от последней в обратном порядке (mc22); γ – значение доверительной вероятности; ni – количество испытаний в i-й серии; mi – количество отказов в i-й серии; ci – число причин отказов, устранённых i-й доработкой. Ввод данных в каждом окне заканчивается «нажатием» кнопок «ОК».

Программа осуществляет расчет по введенным данным и автоматически выдает на экран промежуточные и окончательные результаты расчета в цифровом и графическом выражении.

Результаты определения оптимальных значений параметров аппроксимационной модели ( , , ), при которых рассчитаны искомые оценки ПН, показаны на рисунке 21.

Рисунок 21. Результаты решения оптимизационной задачи

Динамика изменения точечной ( ) и интервальной ( ) оценок ВБР системы в процессе отработки и испытаний представлена на рисунке 22.

Рисунок 22. Графики траекторий отработки системы

Полные результаты решения задачи расчета оценок ПН системы ( , Р, , Т) по данным отработки и испытаний (по исходным данным примера программы) приведены в сводной таблице (рисунок 23). После открытия Figure 3 программа предлагает продолжение расчетов в части решения задач прогнозирования (рисунок 24). При решении «Да» пользователю предлагается выбрать одну из двух задач прогнозирования с помощью диалогового окна «Задача прогноза» (рисунок 25):

- прогнозирование значений ПН МЛК по результатам отработки и испытаний (dk=1);

- прогнозный расчет дополнительного количества импульсов (циклов срабатывания), необходимых для достижения требуемых значений ПН (dk=2).

Рисунок 23. Таблица результатов расчета оценок ПН системы

Рисунок 24. Интерфейс перехода к задачам прогнозирования

Рисунок 25. Интерфейс выбора задачи прогнозирования

При решении «Нет» расчет по программе рrogramma_400.m заканчивается.

При выборе задачи прогнозирования значений ПН МЛК по результатам отработки и испытаний (dk=1) программа предлагает с помощью следующего открывающегося диалогового окна (рисунок 26) ввести величину «Delta n» n, чтобы рассчитать прогнозные значения ПН МЛК , , , по результатам испытаний на задаваемый интервал наработки n_пр = n+n.

Результат расчета выводится с помощью окна «Результат прогнозного расчета, вариант первый» (рисунок 27).

При выборе задачи расчета дополнительного количества циклов, необходимых для достижения требуемых значений ПН (dk=2), программа предлагает с помощью очередного открывающегося диалогового окна (рисунок 28) ввести величину Pexpr (значение ВБР (Рпр)).

Результат расчета выводится с помощью окна «Результат прогнозного расчета, вариант второй (рисунок 29).

Рисунок 26. Интерфейс ввода значения «Delta n» Рисунок 28. Таблица результатов расчета прогнозных оценок ПН системы

Рисунок 27. Интерфейс ввода значения «Pexpr» Рисунок 29. Таблица прогнозной оценки дополнительного объема испытаний

Программа расчета ПН по рекуррентной модели (programma_100.m) обеспечивает получение оценок ПН МЛК в соответствии с положениями методики. Работа с программой рrogramma_100.m построена с использованием интерфейса, состоящего из ряда диалоговых окон. Открытие первого диалогового окна «Ввод данных» осуществляется вызовом программы рrogramma_100.m (см. рисунок 15). Затем «нажатием» курсором на кнопку “Run” открывается интерфейс «Ввод данных», обеспечивающий первоначальный ввод исходных данных (рисунок 30).

Исходные данные, структурированные в соответствии с методикой, вводит пользователь с клавиатуры. Заполняются соответствующие окна: ν – количество серий испытаний (в этом случае (ν–1) – количество доработок); n1 – количество испытаний в 1-й серии; n2 – количество испытаний во 2-й серии; d1 – количество отказов в 1-й серии; d2 – количество отказов во 2-й серии; γ – значение доверительной вероятности. Ввод перечисленных данных заканчивается «нажатием» кнопки «ОК».

Ввод исходных данных продолжается через появляющееся диалоговое окно «Ввод n и d» (рисунок 31).

Рисунок 30. Интерфейс первоначального ввода исходных данных

Рисунок 31. Интерфейс вводаданных по n и d

При каждом введении исходных данных через интерфейс «Ввод n и d» последовательно по сериям испытаний (от третьей до последней серии) программа открывает окна с графиками полигонных зависимостей значений ПН, демонстрирующих динамику изменения надежности системы в процессе отработки и испытаний в функции от числа произведенных доработок. Одна из таких демонстраций приведена на рисунке 32.

На каждом из указанных экранов программа одновременно размещает диалоговое окно с предложением продолжить диалог (рисунок 33).

Рисунок 32. Экран зависимости ПН от числа доработок

Рисунок 33. Окно диалога

Рисунок 34. Выбор вида графика

При окончании ввода исходных данных пользователю предлагается выбрать вид графического представления рассчитанной зависимости изменения надежности системы в процессе отработки и испытаний в функции от числа испытаний. Диалоговое окно «Вид графика» (рисунок 34) предлагает несколько вариантов представления графика: в виде полигона, в виде ступенчатой зависимости.

В качестве примера на рисунке 35 приведено окно с графическим представлением изменения надежности системы в процессе отработки и испытаний в функции от числа испытаний в виде ступенчатой зависимости.

Рисунок 35. Экран ступенчатой зависимости ПН от числа испытаний

Полные результаты решения задачи расчета оценок ПН системы ( , Р, , Т) по данным отработки и испытаний (по исходным данным пользователя) программа размещает в сводной таблице (рисунок 36).

Рисунок 36. Таблица результатов расчета оценок ПН

Программа расчета ПН по модели «дифференцированной по типам отказов» (programma_201.m) обеспечивает получение оценок ПН МЛК в соответствии с положениями методики.

Работа с программой рrogramma_201.m построена с использованием интерфейса, включающего ряд диалоговых окон.

Открытие интерфейса осуществляется вызовом программы рrogramma_201.m (см. рисунок 15). После открытия «нажатием» курсора на кнопку “Run” открывается интерфейс, обеспечивающий ввод исходных данных, управление ходом решения задачи расчета оценок ПН ЛК, представление результатов расчета (рисунок 37). Исходные данные, структурированные в соответствии с методикой, вводит пользователь с клавиатуры. Заполняются соответствующие окна верхнего ряда: n – общее число испытаний (импульсов, циклов); m1 – общее количество устранимых отказов; m2 – общее число неустранимых отказов; γ – доверительная вероятность.

Рисунок 37. Интерфейс решения задачи расчета оценок ПН

Имея данные о количестве типов отказов, о распределении испытаний и отказов по типам отказов и о доработках, пользователь заполняет окно «Число испытаний до доработок по отказам i-го типа (n1)» значениями количества испытаний по каждому типу отказов до проведения по ним доработок. При этом данные располагаются в принятом определенном порядке следования по типам отказов; данные по каждому типу отказов разделяются «пробелом».

В окне «Число отказов i-го типа до проведения доработок (m1i)» находятся данные о количестве отказов для каждого типа до проведения по ним доработок в принятом порядке следования по типам отказов. Данные по каждому типу отказов разделяются «пробелом».

В окне «Число испытаний после доработок по отказам i-го типа (n2)» располагаются данные о количестве испытаний для каждого типа после проведения по ним доработок в принятом порядке следования по типам отказов. Данные по каждому типу отказов разделяются «пробелом».

После введения перечисленных данных пользователь открывает окно «Расчет при числе испытаний» и курсором выбирает один из трех предлагаемых вариантов задания эквивалентного объема испытаний (nэкв) для обеспечения расчета интервальных оценок ПН (рисунок 38).

Рисунок 38. Окно интерфейса «Расчет при числе испытаний»

После введения всей исходной информации «нажать» кнопку «Решение». При этом откроется диалоговое окно «Графики?» (рисунок 39). В диалоговом окне «Графики?» указан № типа отказов, для которого на графическое поле выводится график зависимости рассчитываемой точечной оценки ВБР от числа произведенных испытаний с учетом проведенных доработок. Данная процедура может быть использована по всем типам отказов для получения полной картины о динамике изменения ПН в процессе отработки и испытаний изделия. После изображения каждого графика появляется диалоговое окно «Диалог» (рисунок 40), позволяющее пользователю управлять числом выведенных на экран графиков.

Рисунок 39. Диалоговое окно «Графики?»

Рисунок 40. Диалоговое окно «Диалог»

После «нажатия» курсором в окне «Диалог» кнопки «Нет» в поле интерфейса «Результаты» выводятся результаты расчета ПН (рисунок 41).

Рисунок 41. Пример интерфейса с результатами расчета оценок ПН системы

В примере интерфейса с результатами расчета оценок ПН системы (рисунок 41) использованы исходные данные, размещенные в рассматриваемой программе. Для их введения используют кнопку «Пример».

Для стирания всех данных, размещенных на экране интерфейса, служит кнопка «Очистить».