Системный подход к исследованию надежности сложных технических комплексов

В общем случае под системой понимается целостное множество объектов, связанных между собой взаимными отношениями. Главный признак системы – ее целостность [2-18]. Система характеризуется структурой и функцией.

Исходя из этого, системой можно считать упорядоченную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, образующих единое целое, которое вследствие этого обладает свойствами, отсутствующими у образующих ее элементов.

Среди систем различают технические системы, которые функционируют без участия человека, а также человеко-машинные или антропотехнические системы, в которых человек выполняет роль оператора, непосредственно связанного с техникой (например: летчик – самолет, диспетчер – пульт управления). Вместе с тем, современные технические комплексы непрерывно усложняются, приобретают многоуровневую иерархическую структуру (см. рис. 1.1). Каждому уровню сложного технического комплекса для приведения его в действие и обеспечения функционирования соответствует определенная функция человека (группы людей), определяемая задачей, которую он решает с помощью данного технического комплекса. Следует отметить, что часто употребляемые выражения типа «техническое устройство решает задачу», например, «самолет решает задачу» и т.д. иногда представляются несостоятельными, поскольку не учитывают функции человека. Поэтому на современном этапе развития теории надежности систему (комплекс) ЛА можно представить рядом иерархических уровней, представленных на рис.1.1. Подобная структура характерна для различных объектов ракетно-космической техники (РКТ). В настоящее время обычно выделяют пять таких уровней [8,9,11 – 13].

Рис.1.1 - Структура системы (комплекса) летательного аппарата

К первому уровню относят саму систему в целом или отдельный комплекс системы, включающие следующие составные части (входящие в состав второго уровня): один или группу ЛА, комплекты наземного оборудования, измерительно-вычислительный комплекс, наземные сооружения и технические системы и т.д., необходимые для обслуживания, подготовки и проведения полетов (запусков) ЛА. На третьем уровне располагают основные элементы, представляющие системы и объекты составных частей комплекса. Основные элементы могут проектировать и отрабатывать специализированные фирмы. Так, ЛА обычно разбивают на следующие основные элементы: корпус, двигательные установки, систему управления, полезную нагрузку. К четвертому уровню относят составляющие элементы, то есть объекты, узлы, приборы, стойки, различные пневмогидравлические системы и т.д., формирующие основные элементы. Наконец, на пятом уровне располагают комплектующие элементы, то есть входящие в составляющие элементы, детали и отдельные мелкие сборки, характеристики (показатели) надежности которых известны или достаточно просто могут быть установлены [11-15].

Отсюда следует, что для получения оценок надёжности комплектующих и составляющих элементов ЛА (летательного аппарата), в виду достаточно большого их числа можно воспользоваться известными статистическими методами [2-5,14-23]. Однако применение этих методов для малосерийных и уникальных элементов, каковыми являются составные части комплекса и основные элементы ЛА, становится весьма затруднительным и почти невозможным. Поэтому в настоящем пособии большое внимание уделено методам получения информации на различных этапах жизненного цикла ЛА с целью получения достаточно достоверной оценки показателей надежности ЛА.

Таким образом, в основе взаимодействия людей и техники в процессе ее эксплуатации и применения лежит понятие системы «человек – машина» (СЧМ). Понятие СЧМ в этом случае относиться как к системе, в которой один человек управляет одной машиной, так и к системам, содержащим другие сочетания людей и «машин» («группа людей – группа машин», «группа людей – одна машина» и т. д.). Под термином «машина» здесь понимается любое оборудование, с помощью которого человек достигает заданную цель. Понятие «человек» в СЧМ в равной степени охватывает как человека, выполняющего физическую работу, так и человека, контролирующего ход автоматизированного процесса. В общем случае роль и поведение человека в СЧМ определяется целью, поставленную перед системой и возложенной на него ответственностью за ход процесса. Поэтому человек является важнейшим звеном СЧМ, что ставит вопрос об организации человеческой (управленческой) деятельности в ОТС по обеспечению надежности как самих ОТС, так и их элементов с учетом их сложности (рис. 1.1).