3. Диагностирование в жизненном цикле технических объектов.

Жизненный цикл (рисунок 4): проектирование, изготовление и эксплуатация.

Проектирование – процесс анализа, планирование затрат и сроков разработки, задания требований, разработки технической (конструкторской) документации, по которой создается объект, и эксплуатационно-технической документации, по которой объект будет эксплуатироваться.

Рисунок – Диагностирование в жизненном цикле технических объектов

Изготовление – процесс реализации технических требований в «металле», включая испытания как этап комплексной проверки характеристик оборудования, собранного из частей.

Эксплуатация – совокупность организационно-технических мероприятий, обеспечивающих правильное применение объекта по назначению, постоянную готовность его к применению, поддержание работоспособного состояния объекта и продление его ресурса.

При проектировании надежность закладывается, при изготовлении обеспечивается, при эксплуатации расходуется. С точки зрения технической диагностики при проектировании объект приспосабливается к диагностированию и ремонту, при изготовлении создается работоспособный объект, при эксплуатации он поддерживается в работоспособном состоянии.

Диагностирование возможно на всех этапах жизненного цикла. На самом начальном этапе проектирования системы диагностирования (СД) необходимо определить периодичность и продолжительность использования и диагностирования объекта и требования к элементам системы диагностирования.

Основной задачей в процессе изготовления объекта и средств диагностирования является обеспечение требований, предъявляемых к ним. Если диагностирование осуществляется на всех этапах жизненного цикла объекта, то его эффективность повысится, а надежность может быть поддержана на уровне, заложенном при проектировании и обеспеченном при изготовлении.

4. Энтропия системы

Энтропия системы - это степень неопределенности системы.

Пусть рассматривается система А, которая может иметь n случайных состояний А₁, А₂, …, А_n с вероятностями Р(А₁), Р(А₂), …, Р(А_n). Если одно из состояний системы обязательно реализуется, а два состояния одновременно невозможны (полная группа несовместных событий), то .

Степень неопределенности системы зависит от числа возможных состояний. Так, при бросании игрального кубика их может быть шесть, при бросании монеты – только два. Степень неопределенности возрастает с увеличением числа n. Однако не только число возможных состояний определяет энтропию системы. Так, если система имеет шесть возможных состояний с вероятностями Р(А₁)=0,95; Р(А₂)=0,01; Р(А₃)= 0,01; Р(А₄)= 0,01; Р(А₅)= 0,01; Р(А₆)=0,01, то с большой достоверностью можно утверждать априори, что она находится в состоянии А₁, и неопределенность такой системы невелика. Если же Р(А₁)=1, а вероятности остальных состояний равны нулю, то система вовсе не обладает неопределенностью – энтропия такой системы равна нулю.

В теории информации энтропия системы А, имеющей n возможных состояний с вероятностью Р(А₁), Р(А₂), …, Р(А_n) равна:

(2)

Обозначение H(A) показывает, что энтропия относится к системе А.

Так как вероятности состояний системы 0≤Р(А_i)≤1, то энтропия представляет существенно положительную величину.

Исходя из соблюдения физической наглядности, целесообразно вычисление энтропии системы с помощью двоичных логарифмов, тогда:

(3)

Целесообразность использования двоичных (3) логарифмов легко оценить, вычисляя энтропию системы, имеющей два равновероятных состояния. В этом случае Р(А₁)= Р(А₂)=0,5, по выражению (3) находим:

Может быть введено понятие «неопределенности» отдельного состояния системы:

(4)

Энтропия системы представляет собой среднее значение энтропий отдельных состояний:

(5)

.

Оно представляет энтропию как математическое ожидание случайной величины .

Энтропия обладает определенными свойствами:

1. Если система А имеет одно из возможных состояний А_i с вероятностью Р(А_i)=1, то энтропия такой системы ,т.к. в системе нет никакой неопределенности.