В теории эксплуатации систем получено достаточно много фундаментальных результатов в трех самостоятельно развивающихся направлениях исследования:

вероятностно-статистическом направлении, связанном с исследованием физики отказов. Это направление используется для систем, обладающих сложной многоэлементной структурой и сложными связями между элементами.

Детерминированном направлении, предназначенном для механических систем, конструкций, материалов и элементов.

Информационном направлении, возникшем сравнительно недавно.

В рамках первого направления развиты математические методы оценки надежности, статистической обработки результатов испытаний и эксплуатации, разработки типовых высоконадежных структур изделий, а также планирования испытаний, контроля и прогнозирования надежности, совершенствования системы эксплуатации.

В рамках второго направления изучены механизмы износа, усталостной прочности, коррозии, разработаны методы расчета на прочность и износ. Постоянно разрабатываются новые технологические процессы, повышающие надежность материалов, элементов и машин.

Идет процесс взаимного слияния трех направлений, перенесения рациональных идей и научных результатов из одной области в другую. На основе этого формируется единая наука о надежности техники.

С момента начала создания и применения объекта (стадиях материального жизненного цикла) появляется возможность проведения экспериментальных исследований наряду с теоретическими исследованиями (моделированием). Таким образом, появляется возможность экспериментальной проверки правильности ранее использованных моделей и принятых решений. Причем проверке могут быть подвергнуты также последствия принимаемых решений, т.е. потребительские свойства проектируемого изделия, создаваемого и эксплуатируемого по принятой документацией. Именно эти задачи решаются в соответствии с программами экспериментальной отработки и программами производственного контроля, а также государственных испытаний и опытной эксплуатации [27].

Получение экспериментальной информации в одной точке исследуемого диапазона свойств создаваемой системы связано, как правило, с необходимостью создания соответствующего опытного образца, моделирующего изучаемые свойства штатного образца. При этом речь идет уже не о математической, а скорее о физической или химической модели. Иногда для изучения одной точки (сочетание свойств) необходимо провести статистический эксперимент, т.е. подготовить и испытать выборку (несколько образцов).

Сочетание теоретических и экспериментальных исследований, т.е. математического и физического моделирования, позволяет наиболее рационально использовать априорную информацию (предыдущий опыт) и оперативную (текущую) информацию о выполнении принятых решений в качестве основы для принятия последующих решений.

Во многих отраслях промышленности, занятых созданием сложной техники, задачи экспериментальных исследований решают на специально предусмотренных стадиях изготовления и испытаний опытных образцов, их технологической отработки, а также опытной эксплуатации. Испытания проводят на физических моделях, макетах, опытных или серийных образцах. Измеряя свойства испытуемых объектов, проверяя их сохранность в течение заданного времени (наработки), исследователь подтверждает правильность принятых решений либо получает информацию об отклонениях от расчетных значений для уточнения ранее принятых решений.

Любые экспериментальные исследования объекта позволяют увеличить объем априорной информации, который, в свою очередь, может быть эффективно использован для построения его модели (управления или наблюдения). В частности, большие объемы обучающих выборок могут быть обработаны нейронными сетями прямого распространения, обладающими наибольшей информационной емкостью.

Организация сервисного обслуживания сложного оборудования.

Сегодня развитие науки и техники создало уникальную ситуацию – зачастую применение новейших технологий и оборудования становится очевидным конкурентным преимуществом. Именно поэтому использование современных систем и механизмов стало обычным в различных областях промышленности новой России. Однако сложность и интеллектуальность агрегатов требует соответственного к ним отношения – квалифицированной эксплуатации и обслуживания. Значительная часть ведущих производителей современного высокотехнологичного оборудования при его продаже четко оговаривает условия его работы и необходимые регламенты. При этом способы реализации такого сервиса могут быть разными. Как правило, организация, эксплуатирующая технику, выбирает наиболее оптимальный для ее конкретных условий метод обслуживания сложных агрегатов. Выбор условий обычно оговаривается с фирмой-производителем и является предметом договора. Тем не менее, можно выделить ряд существенных аспектов, единых для всех, на которые можно ориентироваться при организации сервисного обслуживания сложной техники.

В силу сложности и интеллектуальности современной техники в промышленно развитых странах в последнее время получила распространение система информационных технологий сквозной поддержки изделия на протяжении его жизненного цикла, или CALS-технологии. В России эта система получила название ИПИ-технологии (Информационная Поддержка жизненного цикла Изделия). Эти технологии основаны на стандартизированном упорядоченном представлении данных об изделии и системе коллективного доступа к этим данным. Такой подход существенно снижает трудозатраты на всех этапах жизненного цикла сложного оборудования – от проектирования до утилизации.

В России активно внедряются эти системы. Особенно заметно это в наукоемких отраслях промышленности. Например, в ФГУП «ЦНИИАтоминформ» организована отраслевая лаборатория поддержки жизненного цикла изделий Минатома. Ряд предприятий (ГП «Красная звезда», ВНИИА, ОКБМ) уже приступил к реализации пилотных проектов по внедрению ИПИ-технологий для сопровождения своей продукции. Поскольку введение сложного оборудования в производство подразумевает достаточно высокую степень его автоматизации и компьютеризации, система сервиса должна стать одной из неотъемлемых частей технологического цикла. Использование ИПИ-технологий делает это естественным процессом. В принципе, не столь важно, является сервис частью производства или осуществляется сторонней организацией. Необходимым становится лишь постоянный интерактивный контроль параметров оборудования.