Мозговая И.В. Разработка сплайн-технологии обработки экспериментальных данных. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии, Национальный авиационный университет, Киев, 2001.
Необходимость повышения достоверности оценки надежности технических изделий, в том числе авиационного оборудования, обусловила разработку нового методического обеспечения, основанного на сплайн-технологии, в системах автоматизированной обработки статистических данных. Анализ типов неисправностей авиационных агрегатов показывает, что в процессе эксплуатации агрегаты и их детали подвергаются естественному износу, действию окружающей атмосферы, претерпевают физико-механические изменения, а также имеют место дефекты, связанные с нарушением технологии сборки. Тем самым накопленный эксплуатационный массив данных является неоднородным, что определяет использование смесей распределений: нормальных, экспоненциальных, Вейбулла, и сплайн-распределений: сплайн-нормального, сплайн-экспоненциального, сплайн-Вейбулла. Информационная технология оценки надежности авиационных агрегатов включает алгоритмы и процедуры идентификации, восстановления и аппроксимации смесей и сплайн-распределений, которые положены в основу вычислительной среды автоматизированной обработки данных Fa_Mix, в состав которой входит информационно-поисковая система для хранения, обработки и выдачи протоколов по данным об отказах авиационных агрегатов.
Проанализирована проблема параметрической оценки смесей и сплайн-распределений. Предложен метод идентификации типа распределения по количественным характеристикам и робастным коэффициентам вариации. Рассмотрен метод визуальной идентификации смесей распределений на основе метода Дженсена-Петерсена. Разработаны вычислительные схемы восстановления смесей и сплайн-распределений в классах экспоненциальном, нормальном, Вейбулла по цензурированным данным на основе модификаций методов моментов и максимального правдоподобия. Исследована сходимость предложенных вычислительных схем. С целью определения интервалов преобладающих механизмов отказов или нагрузок и назначения гарантийного срока предложены вычислительные схемы аппроксимации смесей распределений сплайн-экспоненциальным распределением с параболическим аргументом. Сравнительный анализ работы алгоритмов позволил сделать вывод о предпочтительности среднеквадратической аппроксимации.
Результаты обработки реальных данных времени безотказной работы авиационных агрегатов свидетельствуют, что рассмотренные типы распределений более достоверно описывают характеристики надежности изделий авиационной техники. Проведены сравнительные эксперименты оценки качества идентификации и восстановления смесей распределений по разработанным процедурам, показано, что наилучшие оценки обеспечиваются реализацией комплекса процедур, вычислительные схемы восстановления сплайн-распределений являются более предпочтительными.
При моделировании программного обеспечения использован объектно-ориентированный подход, в качестве основного строительного блока выступает класс. В качестве средства визуализации, конструирования и документирования разрабатываемой системы в работе принят унифицированный язык моделирования UML, состоящий из словаря и правил, ориентированных на концептуальное и физическое представление системы. Структурно программная среда разбита на основные и служебные программные средства. Основные программные средства реализуют вычислительные схемы статистической обработки данных, в том числе авторские разработки, представлены в виде модулей низшего ранга, характеризующиеся входными и выходными переменными, объединены в библиотеки динамической компоновки и вызываются модулями высшего ранга, в соответствии с технологической цепочкой обработки данных. Средства системы Fa_Mix обеспечивают интерфейс пользователя, импорт данных из ИПС, текстовых файлов и баз данных, организацию системы меню и панелей инструментов, сохранения результатов в базе знаний, системы помощи. Инсталляционный пакет приложения выполнен с помощью средства InstallShield.
Разработанная информационная технология используется для принятия технических решений и определения показателей надежности агрегатов
ОАО "Днепропетровский агрегатный завод". Выполнена автоматизированная обработка эксплуатационных данных продолжительности безотказной работы агрегатов ДЦН44С-ПЗТ, ДЦН-76, ДЦН80, НП103А, ДЦН44С-ПЗТ, НП96М, ЭЦН323, ЭЦН40, ЭЦН45С, ЭЦН75Б, ЭЦНГ10, ЭЦН89, ЭЦН91С; получены количественные показатели надежности агрегатов.
Ключевые слова: информационная технология, идентификация, восстановление распределения, аппроксимация распределения, сплайн-распределение, смесь распределений, информационно-поисковая система, показатели надежности.
Mozgovaya I. Development of spline-technology of processing of experimental data. - Manuscript.
Thesis for a Candidate of Technical Sciences degree by specialty 05.13.06 - Automated control systems and progressive information technologies, National aviation university, Kyiv, 2001.
Reliability characteristics estimation scheme contains following stages: identification and fitting of spline-distributions and mixture distributions, approximation of mixture distributions using spline-distributions. Algorithms and computational procedures of mixture distribution and spline-distributions identification in exponential, normal and Weibull classes have been developed. Computational schemes of mixture distributions and spline-distributions fitting on the base of censored data using modified moment method and maximum likelihood have been proposed for the first time. Algorithms of mixture distributions approximation using spline-exponential distribution with parabolic argument have been developed aimed to mechanism interval determination of failure or loading and warranty period determination.
Information technology of aviation aggregates failure data analysis has been developed. Information technology consists of software environment Fa_Mix, knowledge base and information retrieval and storage system of failure data of aviation aggregates: electroconductive centrifugal pump, drive-engine centrifugal pump, plunger pump. Unified modeling language UML is accepted as a tool of system visualization, construction and documentation. Information technology is applied for the technical solution development and production reliability index determination in the "Dnipropetrovsk aggregate plant".
Key words: information technology, identification, distribution fitting, spline- distribution, mixture distributions, distribution approximation, information retrieval system, reliability parameters.
| 
