РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА МЕТОДОЛОГІЧНИХ ОСНОВ ЗАДАЧІ СИНТЕЗУ СИСТЕМ КОМБІНОВАНОГО ДІАГНОСТУВАННЯ
Як відомо, проектування систем технічної діагностики є досить складним ітеративним процесом, пов'язаним з побудовою математичної моделі системи, що поступово уточнюється, і, як прообрази системи на кожній ітерації усе більше наближаються за своїми характеристиками до характеристик, що задаються на стадії розробки тактико-технічними вимогами.
Першу ітерація такого процесу моделювання називають апріорною. При цьому основними задачами, що на ній розв'язуються, є визначення апріорної множини класів ТС ОД, визначення апріорного простору параметрів діагностування, а також опис мовою цього простору апріорної множини класів ТС ОД. При цьому визначаються у деякому розумінні найкращі границі між класами ТС ОД у апріорному просторі параметрів діагностування, на основі яких визначаються критерії прийняття рішень.
Множина можливих ТС ОД існує об'єктивно визначається процесами виробництва, і , з огляду на специфіку задачі діагностики виробничих дефектів, саме її слід обрати як апріорну множину, з метою розпізнавання усього розмаїття комбінацій виробничих дефектів.
Розробка апріорного простору параметрів діагностування полягає у визначенні повного переліку параметрів, що характеризують ОД. Ця сукупність параметрів повинна бути сформована безвідносно до будь-яких обмежень, що пов'язані з отриманням як апріорної, так і апостеріорної інформації про ТС ОД. Для цього на основі апріорних даних необхідно отримати і проаналізувати математичну модель ОД з точки зору його опису на апріорній множині ТС ОД. По завершенні апріорної ітерації отримаємо у загальному випадку надлишкову математичну модель системи, що буде визначати так зване "конструктивне розмаїття", що з точки зору системного підходу відіграє фундаментальну роль у задачах синтезу будь-яких систем [161].
Наступні ітерації задачі синтезу систем призначені для визначення робочого простору параметрів діагностування, що є загальною постановкою задачі і полягає в оптимізації простору параметрів діагностування з точки зору забезпечення, в умовах обмежень на ресурси, максимально доступної ефективності. Дана задача розв'язується методами математичного моделювання системи, що розробляється, шляхом послідовних наближень.
Під час побудови оптимального простору параметрів діагностування необхідно враховувати такі чинники. По-перше, треба виходити з наявності або можливості створення технічних засобів для визначення вимірювальної інформації, а також і з доцільності їх застосування. По-друге, необхідно в умовах цих обмежень забезпечити високу вірогідність діагностування одночасно з локалізацією дефектів на рівні елементарних компонент, оскільки саме ці показники в основному і визначають ефективність діагностичного забезпечення процесів виробництва РЕА.
Моделювання систем діагностування з урахуванням вищевказаних чинників дозволяє визначити остаточний варіант системи, тобто визначити оптимальний простір параметрів діагностування, координати якого будуть визначати склад технічних засобів вимірювальних підсистем для визначення апостеріорної інформації про ТС ОД.
2.1. Розробка математичної моделі просторової декомпозиції
об'єктів як апріорного простору параметрів діагностування
Вище вказувалось, що на сьогодні для задач діагностування виробничих дефектів знайшли розвиток два основних підходи, що відповідають методам структурного діагностування і методам, що засновані на декомпозиції об'єктів. При цьому жоден з цих підходів, що узятий окремо, не буде ефективним для задач діагностики виробничих дефектів, де одночасно з високими показниками вірогідності глибина локалізації дефектів повинна визначатися на рівні елементарних компонент.
Методи структурного діагностування характеризуються високою вірогідністю, однак оскільки для даних методів розмірність систем рівнянь, що розв`язуються в процесі діагностування, менше кількості невідомих, значно ускладнюється задача локалізації дефектів на рівні елементарних компонент [44]. Так, наприклад, система з m рівнянь при n невідомих параметрів () нерозв'язна щодо цих параметрів. При цьому прийняття рішень під час локалізації дефектів буде здійснюватись на множині неоднозначності, потужність якої буде визначатися як . Очевидно, що якби додатково були відомі значення деякої підмножини параметрів діагностування такої ж потужності, то система рівнянь діагностики мала б єдиний розв'язок. Для отримання значень параметрів цієї підмножини відповідно методології комбінованого діагностування застосовуються методи, що засновані на декомпозиції об'єктів на самих різних рівнях деталізації, включаючи рівень елементарних компонент. При цьому слід відзначити, що об'єкти характеризуються також і так званими неінформативними параметрами, що не входять в функціональний опис ОД. До таких параметрів можна віднести, наприклад, параметри захисних діодів, підключених паралельно обмоткам реле, захисні елементи входів і виходів активних компонент, кола корекції і т.п. Діагностування параметрів таких параметрів можна здійснювати тільки методами декомпозиції на рівні елементарних компонент.
Застосування вищеописаного підходу знижує вимоги до повноти опису об'єктів за рахунок їх декомпозиції. Математичні моделі, при цьому, спрощуються, а розмірність задачі діагностування зменшується. Виходячи з вищеописаного, для опису ОД автором пропонується багаторівнева математична модель просторової декомпозиції [137], що описується як множина незалежних математичних моделей фрагментів декомпозиції, починаючи з рівня функціонального призначення ОД, як однієї структурної одиниці, до елементарних функцій двополюсних компонент і математичних моделей схем заміщення багатополюсних компонент.
Структура багаторівневої математичної моделі ОД. Розглянемо деякий об'єкт, який описується на деякій множині рівнів декомпозиції , (). На кожному рівні декомпозиції об'єкт можна описати як деяку множину компонент поту