creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/2312-1327_2023_1_57creexp-58Research ArticleАВИАЦИОННАЯ ТЕХНИКАМетодика и программное обеспечение моделирования функционирования систем с учетом характеристик их надежности на этапах эксплуатации и проектированияMETHODOLOGY AND SOFTWARE FOR MODELING THE FUNCTIONING OF SYSTEMS TAKING INTO ACCOUNT THE CHARACTERISTICS OF THEIR RELIABILITY AT THE STAGES OF OPERATION AND DESIGNhttps://orcid.org/0000-0003-0569-4796КривельС. М.KrivelS. M.

Сергей Михайлович Кривель, кандидат технических наук, доцент

ул. Карла Маркса, 1 Иркутск, 664003; ул. Лермонтова, 83 Иркутск, 664074

Sergey M. Krivel, Candidate of Technical Sciences, Associate Professo

1, Karl Marx str. Irkutsk, 664003; 83, Lermontova str. Irkutsk, 664074

krivel66@mail.ruЛебедеваА. А.LebedevaA. A.

Анастасия Александровна Лебедева

ул. Карла Маркса, 1 Иркутск, 664003

Anastasia A. Lebedeva

1, Karl Marx str. Irkutsk, 664003

hell-sing13@mail.ruСпасибкоA. Б.Alexandra B. SpasibkoA. B.

Александра Борисовна Спасибко

ул. Карла Маркса, 1 Иркутск, 664003

Alexandra B. Spasibko

1, Karl Marx str. Irkutsk, 664003

alekspbor@gmail.comИркутский государственный университет; Иркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk State University; Irkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationИркутский государственный университетРоссияIrkutsk State UniversityRussian Federation202325112025015776Copyright © Кривель С.М., Лебедева А.А., Спасибко A.Б., 20252025Кривель С.М., Лебедева А.А., Спасибко A.Б.Krivel S.M., Lebedeva A.A., Alexandra B. Spasibko A.B.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/58

Работа посвящена созданию универсального программного обеспечения по разработке компьютерных моделей систем, позволяющих исследовать параметры и характеристики надежности систем на основе структурной схемы надежности, и методических принципов использования предлагаемого программного обеспечения при анализе эксплуатационных свойств систем при их проектировании. Программное обеспечение представляет собой приложение (Toolbox) системы динамического моделирования Simulink. Алгоритмы и программы являются унифицированными, сгруппированы по назначению, предназначены для формирования математических и компьютерных моделей сложных структурных систем надежности. Предлагаемое программное обеспечение позволяет выполнять вычислительный эксперимент по анализу характеристик надежности и оценку эффективности мероприятий по повышению надежности технических и технологических систем; достаточно просто модифицировать математические модели; организовывать программный интерфейс; обрабатывать результаты моделирования. Особенности программного обеспечения позволяют достаточно эффективно изменять как характеристики и параметры надежности элементов системы, так и структуру взаимосвязей элементов системы с точки зрения надежности всей системы в целом. В работе приводится пример использования программного обеспечения.

The work is devoted to the creation of universal software for the development of computer models of systems that allow studying the parameters and characteristics of the reliability of systems based on the structural scheme of reliability, and the methodological principles of using the proposed software in the analysis of the operational properties of systems in their design. The software is an application (Toolbox) of the Simulink dynamic modeling system. Algorithms and programs are unified, grouped by purpose, designed to form mathematical and computer models of complex structural reliability systems. The proposed software allows performing a computational experiment to analyze reliability characteristics and to evaluate the effectiveness of measures to improve the reliability of technical and technological systems; it is enough to simply modify mathematical models; organize a software interface; process simulation results. The features of the software make it possible to effectively change both the characteristics and reliability parameters of the system elements and the structure of the interrelationships of the system elements from the point of view of the reliability of the entire system as a whole. The paper provides an example of using the software.

SIMULINKMATLABнадежностьметоды расчета параметров надежностиструктурные схемы надежностинадежность технических системнадежность технологических системнадежность машинSIMULINKMATLABreliabilitymethods for calculating reliability parametersreliability block diagramsreliability of technical systemsreliability of technological systemsreliability of machinesReferencesАнуреев И. И. Применение математических методов в военном деле / И. И. Ануреев, А. Е. Татарченко. М.: Воениздат, 1967. 242 с.Algin V.B., Verbitsky A.V., Mishuta D.V., Sirenko S.V. (2011). Calculation of the real reliability of machines. Methods, software tools, examples. Mechanics of machines, mechanisms and materials. 2 (15): 11-17. (In Russian)Белова В. В. Возможности применения современных программных комплексов моделирования надежности систем для решения задач оценки надежности изделий ракетно-космической техники на этапе электрических испытаний // Космонавтика и ракетостроение. 2013. №1 (70). С. 118-122.Anureev I.I., Tatarchenko A.E. (1967). Application of mathematical methods in military affairs. Moscow: Voenizdat. 1967. 242 p. (In Russian)Гнеденко Б. В. Математические методы в теории надежности. Основные характеристики надежности и их статистический анализ / Б.В. Гнеденко, В.К. Беляев, А.Д. Соловьев. М.: Наука, 1965. 524 с.Belova V.V. (2013). Possibilities of using modern software systems for modeling the reliability of systems for solving problems of assessing the reliability of rocket and space technology products at the stage of electrical tests. Cosmonautics and rocket science. 1 (70): 118-122. (In Russian)Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB. СПб.: Питер, 2000. 432 с.Fedukhin A.V., Pasko V.P. (2011). Modeling of system reliability by means of the RELIABmod software package. Mathematical machines and systems. Kyiv: Institute of Problems of Mathematical Machines and Systems of the National Academy of Sciences of Ukraine. 1. Volume 1: 176-182. (In Russian)Кирьянчиков В. А. Методика и программное средство оценки надежности вычислительных систем с помощью структурных схем надежности / В. А. Кирьянчиков, Л.К. Москвина // Известия СПбГТЭУ «ЛЭТИ». 2017. №8. С. 29-37.Gnedenko B.V., Belyaev V.K., Soloviev A.D. (1965). Mathematical methods in the theory of reliability. The main characteristics of reliability and their statistical analysis. Moskow: Nauka. 1965. 524 p. (In Russian)Кривель С. М. Анализ структурной схемы надежности технических систем с использованием Simulink // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 6(137). С. 85-97. DOI 10.21285/1814-3520-2018-6-85-97.Gultyaev A. (2000). Visual modeling in MATLAB. St. Petersburg: Peter. 2000. 432 p. (In Russian)Кривель С. М. Оценка надежности технических систем и технических процессов на основе структурной схемы надежности с использованием Simulink // Динамические системы, оптимальное управление и математическое моделирование : Материалы Международного симпозиума, посвященного 100-летию математического образования в Восточной Сибири и 80-летию со дня рождения профессора О. В. Васильева, Иркутск, 07-12 октября 2019 года. Иркутск: Иркутский государственный университет. 2019. С. 328-333.Kiryanchikov V.A., Moskvina L.K. (2017). Methodology and software tool for assessing the reliability of computer systems using structural reliability schemes. Izvestiya SPbGTEU "LETI". 8: 29-37. (In Russian)Кривель С. М. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021618135 Российская Федерация. Sim.Reliability1.0 «Программа исследования надежности систем методом структурных схем надежности» : № 2021616999 : заявл. 04.05.2021 : опубл. 24.05.2021 / С. М. Кривель, А. А. Лебедева ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет».Krivel S.M. (2018). Analysis of the structural scheme of reliability of technical systems using Simulink. Bulletin of the Irkutsk State Technical University. Vol. 22. 6(137): 85-97. DOI 10.21285/1814-3520-2018-6-85-97. (In Russian)Можаев А. С. Аннотация программного средства «АРБИТР» (ПК АСМ СЗМА) // Научнотехнический сборник «Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика ядерных реакторов». М.: РНЦ «Курчатовский институт». 2008. Выпуск 2. С. 105-116.Krivel S.M. (2019). Reliability assessment of technical systems and technical processes based on a structural reliability scheme using Simulink. Dynamic systems, optimal control and mathematical modeling : Proceedings of the International Symposium dedicated to the 100th anniversary of mathematical education in Eastern Siberia and the 80th anniversary of the birth of Professor O.V. Vasiliev, Irkutsk, October 07-12, 2019. Irkutsk: Irkutsk State University. 328-(In Russian)Острейковский В. А. Теория надежности. М.: Высш. шк. 2003. 463 с.Krivel S.M., Lebedeva A.A. (2021). Certificate of state registration of the computer program No. 2021618135 Russian Federation. Sim.Reliability 1.0 "Program for the study of reliability of systems by the method of structural reliability schemes" : No. 2021616999 : application 04.05.2021 : publ. 24.05.2021; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Irkutsk state university". (In Russian)Расчет реальной надежности машин. Методики, программные средства, примеры / В. Б. Альгин, А. В. Вербицкий, Д. В. Мишута, С. В. Сиренко // Механика машин, механизмов и материалов. 2011. № 2(15) С. 11-17.Mozhaev A.S. (2008). Abstract of the software "ARBITER" (PC ASM SZMA). Scientific and technical collection "Issues of atomic science and technology. Series "Physics of nuclear reactors". Moscow: RSC "Kurchatov Institute". 2: 105-116. (In Russian)Савицкий Р. С. Автоматизация расчетов надежности структурных схем резервирования // Решетневские чтения. Красноярск: Сибирский государственный университет науки и технологий им. ак. М.Ф. Решетнева. 2012. Том 2. №16. С. 638-639.Ostreikovsky V.A. (2003). Theory of reliability. Moscow: Higher School. 2003. 463 p. (In Russian)Сервис-ориентированный распределённый программный комплекс для оценивания и многокритериального анализа показателей надёжности и живучести бортовой аппаратуры малых космических аппаратов: российский и белорусский сегменты / В. А. Зеленцов, С. А. Потрясаев, Б. В. Соколов [и др.] // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т. 16, № 4. С. 118-129. DOI 10.18287/2541-7533-2017-16-4-118-129. EDN YLULUF.Savitsky R.S. (2012). Automation of reliability calculations of structural redundancy schemes. Reshetnev Readings. Krasnoyarsk: Siberian State University of Science and Technology named after M.F. Reshetnev. Vol. 2. 16: 638-639. (In Russian)Строгонов А. Обзор программных комплексов по расчету надежности сложных технических систем / А. Строгонов, В. Жаднов, С. Полесский // Компоненты и технологии. 2007. №5. С. 183-190.Strogonov A., Zhadnov V., Polessky S. (2007). Review of software complexes for calculating the reliability of complex technical systems. Components and technologies. 5: 183-190. (In Russian)Федухин А. В. Моделирование надежности систем средствами пакета программ RELIABmod / А.В. Федухин, В.П. Пасько // Математические машины и системы. Киев: Институт проблем математических машин и систем Национальной академии наук Украины. 2011. №1. Том 1. С. 176-182.Zelentsov V.A. Shaken S.A., Sokolov B.V., Skobtsov V.Yu., Korenyako S.A., Kim D.S., Vakulchik E.N., Kulbak L.I., Nikolaenya E.D., Lapitskaya N.V., Saksonov R.V. (2017). Service-oriented distributed software package for evaluation and multi-criteria analysis of reliability and survivability indicators of onboard equipment of small spacecraft: Russian and Belarusian segments. Bulletin of Samara University. Aerospace engineering, technologies and mechanical engineering. Vol. 16. 4: 118-129. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.