Предупредить не по плану

Основные направления исследования системы управления техническим состоянием ракетно-артиллерийского вооружения

 

В настоящее время эффек­тивность эксплуатации все ус­ложняющихся комплексов и об­разцов вооружения во многом определяется обоснованностью и своевременностью планирования эксплуатационно-технических мероприятий в масштабе всей си­стемы эксплуатации. Это предъ­являет повышенные требования по обеспечению четкой согласованности показателей, с одной стороны, и разработки такой си­стемы управления мероприятия­ми технического обслуживания и ремонта, которая обеспечивала бы заданный уровень боевой готов­ности ракетно-артиллерийского вооружения (РАВ) с минимальны­ми материальными и трудовыми затратами — с другой.
Министерством обороны совместно с Министерством промышленности и торговли, другими министерствами и ведомствами Российской Федерации организована и проводится рабо­та по созданию единой системы управления (СУ) с полным жиз­ненным циклом (ПЖЦ) вооруже­ния, военной и специальной тех­ники (ВВСТ). Данная система предполагает оптимальное плани­рование и расходование различ­ного рода ресурсов, выделяемых на реализацию каждого из этапов (создание, производство, эксплу­атация, сервисное обслуживание, модернизация и утилизация) и всего жизненного цикла в целом, для достижения требуемых значе­ний показателей эффективности использования ВВСТ (исправно­сти, технической и боевой готов­ности, эффективности боевого применения) при минимизации затрат на материально-техниче­ское обеспечение Вооруженных Сил страны.
Эти обстоятельства обуслов­ливают необходимость рассмо­трения вопросов планирования и управления техническим обеспе­чением каждого из этапов жиз­ненного цикла образцов ВВСТ: разработки и производства образ­цов ВВСТ, ремонта и их эксплуа­тации, рассмотренных в едином контуре управления жизненным циклом.

 

Система эксплуатации (СЭ) ракетно-артиллерийского воо­ружения, являющаяся этапом ПЖЦ, представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов: образцов РАВ, сил и средств эксплуатации, а также документации, устанавливающей правила их взаимодействия. Это единая сложная организацион­но-техническая система, которую можно классифицировать как целенаправленную, адаптивную, многоуровневую, многофункци­ональную, производящую, разви­вающуюся, постоянную систему.

 

Как и любая сложная ор­ганизационно-техническая си­стема, она должна строиться на основе установленных функций управления, так как они первичны по отношению к ее структуре. Со­вокупность функций управления эксплуатацией образует концеп­туальную систему, а структура — реальную систему конкретных исполнительных органов вида. Каждая функция имеет отдель­ного исполнителя, а вид исполнителя зависит от трудоемкости функций. Это обусловливает при­оритет функций над структурой. К сожалению, организационная структура СЭ РАВ в настоящий момент не соответствует кон­цепции единой СУ ПЖЦ ВВСТ. Одновременно следует отметить, что в качестве подсистемы в СЭ РАВ входит система техниче­ского обслуживания и ремонта (СТОР), которая также не лишена подобных недостатков.
Сложившаяся в настоящее время СТОР РАВ содержит в себе подсистемы контроля техническо­го состояния, технического обслу­живания и ремонта.
Подсистема контроля техниче­ского состояния включает: виды контроля технического состоя­ния, нормативно-техническую документацию, регламентирую­щую контроль технического со­стояния, а также силы и средства, предназначенные для проведения контроля технического состояния РАВ.
Подсистема технического об­служивания РАВ включает: виды технического обслуживания, эксплуатационные документы, а также силы и средства, предназна­ченные для технического обслу­живания РАВ.
Отличительной особенностью профилактики отказов РАВ в во­инских частях является проведе­ние в режимах использования и хранения его сервисного обслу­живания (силами предприятий и организаций промышленности). Содержание сервисного обслужи­вания включает мониторинг технического состояния (ТС); техническое диагностирование (ТД); техническое обслуживание (ТО) РАВ; замену агрегатов, выра­ботавших ресурс (срок службы); доукомплектование РАВ; опера­тивное восстановление (текущий ремонт); гарантийный и техниче­ский надзор в процессе эксплуа­тации РАВ; освидетельствование изделий РАВ, подлежащих гостех­надзору; заводской (капитальный, средний) ремонт ВВСТ и агрега­тов; формирование обменного фонда агрегатов; обучение лич­ного состава воинских частей вы­полнению сложных профилакти­ческих работ и мелкого ремонта в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД).

 

Подсистема ремонта РАВ включает: виды ремонта, ремонт­ные документы, а также привлека­емые силы и средства.
Анализ документов, определя­ющих основные положения совре­менной военной доктрины и путей ее практического обеспечения, по­казывает, что общую цель СЭ РАВ можно сформулировать в следую­щем виде: обеспечить успешное и своевременное применение РАВ по прямому предназначению во­йсковыми формированиями. До­стижение этой цели осуществляет­ся в рамках выделяемых ресурсов в системе высшего уровня.— си­стеме материально-технического обеспечения войск. Несмотря на свою общность данная форму­лировка цели СЭ имеет вполне конкретный смысл. Понятие «сво­евременное» означает обеспече­ние условий применения РАВ по прямому назначению в любой момент времени в соответствии с установленным порядком развер­тывания и перевода войскового формирования в определенную степень боевой готовности. Под термином «успешное» понимается создание условий по безотказно­му функционированию образцов РАВ при выполнении типовой боевой задачи и восстановлению работоспособности образцов за время не более установленного, исходя из интересов системы выс­шего уровня.

 

В настоящее время указанная выше цель СЭ достигается ком­плексом целенаправленных воз­действий органов управления и исполнителей на объекты эксплуа­тации с применением имеющихся средств в соответствии с нормативно-технической документаци­ей. Признаками таких управля­ющих воздействий являются масштаб эксплуатационно-техни­ческих процессов, их специфика и формы организации, взаимосвязи структурных элементов СЭ, их ко­личество и др.
Исходя из приведенных выше требований к трактовке функ­ций управления эксплуатацией, можно выделить общие и спец­ифические функции управле­ния эксплуатацией комплексов РАВ. К общим функциям управления относятся: планиро­вание эксплуатации, оператив­ное управление эксплуатацион­но-техническими процессами, контроль за выполнением меро­приятий, учет показателей функ­ционирования и их анализ, т.е. те функции, которые существу­ют объективно и характеризуют функционирование СЭ.
К специфическим функциям управления относятся функции по обеспечению: исправности и не­обходимого количества ОВ; уста­новленного запаса технического ресурса каждого ОВ; определен­ного запаса ракет, боеприпасов, ЗИП и военно-технического иму­щества (ВТИ); требуемого уровня обученности исполнителей экс­плуатации.

 

Можно обратить внимание на то, что данные функции управле­ния не учитывают в достаточной мере (объективно) показатели выработки технического ресурса образцов РАВ, управляющие воз­действия применяются на основе существующих методов прогно­зирования технического ресурса, которые имеют некоторые неточ­ности, вызванные существенны­ми конструктивными различиями образцов РАВ и постоянным тех­ническим совершенствованием вооружения, в том числе внедре­нием конструктивных технологий, основанных на новых физических принципах. Таким образом, наи­более актуальным является на­правление разработки управляе­мой СТОР РАВ «по состоянию».
Формирование управляемой СТОР РАВ по «состоянию», то есть персональной для каждого образ­ца вооружения системы, позволя­ющей без участия человека при­нимать решения по проведению как видов технического обслужи­вания (сезонного обслуживания (СО), технического обслуживания №1(ТО-1), технического обслужи­вания № 2 (ТО-2) и т.д.), так и меро­приятий по восстановлению техни­ческого ресурса (текущего ремонта (ТР), восстановительного (сервис­ного) ремонта (В(С)Р), среднего ре­монта (СР), капитального ремонта (КР) невозможно без разработки системы управления техническим состоянием ракетно-артиллерий­ского вооружения, функциониро­вание которой будет происходить по «замкнутому циклу», то есть с присутствием отрицательной об­ратной связи.

 

Для создания эффективной СТОР РАВ необходимо проведе­ние комплекса мероприятий:
1. Переработка норматив­но-технической документации по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) РАВ, формиро­вание по каждой номенклатуре вооружения всего комплекта со­гласованных с разработчиками регламентирующих документов.
2. Логистическое обеспече­ние и организация функциони­рования комплексных центров послегарантийного ТОиР РАВ в районах, приближенных к местам дислокации воинских частей.
3. Формирование «замкнутой» системы управления техническим состоянием (СУ ТС) каждого об­разца вооружения для определе­ния текущего значения коэффи­циента технической готовности образца РАВ и возможности под­держания его на уровне, определя­емом технико-экономическими и оперативно-тактическими показа­телями, за счет регулирования по «отклонению» путем проведения мероприятий восстановления тех­нического ресурса.
4. Формирование эффектив­ной системы контроля объема и качества работ, проводимых в рамках как войскового, так и сер­висного обслуживания и ремонта.
Перечисленные организа­ционные мероприятия не могут быть успешно реализованы без приведения структуры СЭ в со­ответствие с функциями управ­ления, определения параметров возмущающих (учитывающих выработку технического ресур­са), управляющих (учитывающих комплексные технико-экономиче­ские показатели эксплуатации) и восстановительных мероприятий, введения в состав ОВ подразде­лений РВиА автоматизированных систем управления эксплуатацией и ремонтом, оснащенных совре­менными средствами установле­ния степени выработанного ре­сурса отдельных узлов и агрегатов РАВ, ликвидации образовавше­гося разрыва между требуемыми и фактическими показателями коэффициента технической готов­ности вооружения и поддержание значения данного коэффициента на определенном уровне (устано­вившийся режим).
В задачах управления всегда есть два объекта — управляемый и управляющий. Управляемый объ­ект обычно называют объектом управления или просто объектом, а управляющий объект — регуля­тором. Под объектом управления будем понимать конкретный об­разец вооружения, то есть РАВ. В качестве регулятора необходи­мо рассматривать микропроцес­сорные устройства, компьютеры, которые способно формировать команды управления при помощи разработанных соответствующих пакетов прикладных программ.

 

Обычно регулятор действует на объект управления не прямо, а через исполнительные механиз­мы, которые могут усиливать и преобразовывать сигнал управле­ния. В качестве исполнительных механизмов (так как образец воо­ружения, представляющий собой сложную техническую систему, не может самостоятельно восста­новить свой технический ресурс), необходимо рассматривать дей­ствующие органы управления тех­ническим состоянием воинской части. Функция вышеуказанных органов управления в условиях наличия действующей разрабо­танной системы управления тех­ническим состояние образца РАВ, существенно упрощается, так как с нее снимается задача оценки (технической диагностики) кон­кретного образца вооружения (которая решается регулятором, входящим в состав аппаратуры рассматриваемого образца воо­ружения). Органами управления техническим состоянием РАВ не­обходимо в конкретном случае принять организационно-техническое решение о способе и месте проведения мероприятий поддер­жания технического ресурса на соответствующем уровне (в виде проведения различных видов тех­нических обслуживания или теку­щего ремонта силами и средствами воинской части) или мероприятий восстановления технического ре­сурса до заданного уровня в соот­ветствии с теми рекомендациями, которые сформировал регулятор. Сроки проведения мероприятий как поддержания, так и восста­новления технического ресурса в данном случае определются ре­гулятором. Чтобы регулятор мог «видеть», что фактически проис­ходит с объектом, нужны датчики (или иными словами встроенные в сложную техническую систему приборы учета норм выработан­ного технического ресурса). С по­мощью датчиков измеряются те характеристики образца РАВ, ко­торыми нужно управлять. Кроме того, качество управления можно улучшить, если получать дополни­тельную информацию — измерять внутренние свойства объекта.
Итак, в типичную систему управления входят объект управления (то есть конкрет­ный образец вооружения, имею­щий в своем составе внедренную СУТС), регулятор, органы управ­ления техническим состоянием ОВ (служба РАВ части) и датчики, синтезированные в состав изме­ряемых параметров разнородных узлов и механизмов конкретного образца РАВ. Однако набор этих элементов — еще не система. Для превращения в систему нужны ка­налы связи, через них идет обмен информацией между элементами.
Основным инструментом при решении задач системного анализа управления эксплуатацией являет­ся математическое моделирование. К настоящему моменту широко ис­пользуется в этой области весьма значительное количество принци­пиально различных математиче­ских моделей. Но выбор конкрет­ных подходов к формированию модели, выбор конкретного матема­тического аппарата в большинстве случаев определяются, прежде все­го, потребной степенью адекватно­сти формального описания объек­та, личным опытом исследователя, временными и материально-техни­ческими ресурсами, выделяемыми для решения поставленных задач, а также возможностью наглядной и практичной интерпретации иссле­дуемых результатов.
В соответствии с основными направлениями развития суще­ствующей системы техническо­го обслуживания и ремонта РАВ имеются задачи по ее дальнейше­му совершенствованию. Важней­шей и определяющей задачей по наиболее эффективному исполь­зованию средств, выделяемых на поддержание РАВ в постоянной готовности, является разработка методологических основ создания перспективной СТОР РАВ по со­стоянию, сочетающих проведение эксплуатационно-технических ме­роприятий, зависящих от техни­ческого состояния ОВ.

 

Одним из способов реше­ния данной проблемы является разработка системы управления техническим состоянием РАВ по замкнутому циклу, возможности которой учитывают выработку фактического ресурса ОВ, условия и технико-экономические показа­тели эксплуатации. Данная система адаптивна как к единичному образ­цу вооружения, так и к комплексам и системам военного назначения, образующим формирования под­разделений РВиА ВС РФ.
Одной из наиболее важных прикладных задач является за­дача обоснования показателей проведения основных эксплуа­тационно-технических меропри­ятий (ЭТМ), к которым, прежде всего, относятся мероприятия по восстановлению технического ре­сурса и мероприятия по поддер­жанию технического состояния ОВ на уровне не ниже заданного в течение межремонтного срока. Поэтому разработка методов ре­шения задач обоснования основ­ных показателей их проведения рассматривалась при выполнении данной работы как одна из узло­вых составляющих в объеме ис­следуемой проблемы.
Недостатком отсутствия мо­дели СУ ТС по замкнутому циклу является сложность объективной оценки степени физического из­носа узлов и агрегатов образцов РАВ и, как следствие, назначения им обоснованных объемов и периодичности мероприятий вос­становления технического ресурса на основе технико-экономических показателей эксплуатации с целью поддержания коэффициента тех­нической готовности РАВ на за­данном уровне.
Цель разработки модели — поддержание коэффициента технической готовности РАВ на заданном уровне путем оценки показателей выработки техниче­ского ресурса, проведения меро­приятий восстановления техни­ческого ресурса соответствующих объемов и периодичности путем функционирования канала управ­ления, принцип действия которо­го основан на объективной оценке технико-экономических показате­лей эксплуатации.
Поставленная цель дости­гается тем, что предлагаемая модель СУ ТС по замкнутому циклу позволяет за счет определения показателей выработ­ки технического ресурса узлов и агрегатов, входящих в состав образцов РАВ, установить объ­ем и периодичность меропри­ятий восстановления техниче­ского ресурса. Это возможно, так как узлы и агрегаты модели СУ ТС представляют каналвоз­мущающие воздействия (выра­ботку технического ресурса), а канал управления реализует закон управления, основанный на определении технико-эко­номических показателей целесообразности эксплуатацион­но-технических мероприятий в системе технических обслужи­ваний и ремонтов РАВ по состо­янию. При этом определяются оптимальные сроки предупре­дительных замен элементов, обеспечивающих поддержание заданного уровня коэффици­ента технической готовности. Определение показателей вос­становления технического ре­сурса РАВ представляет собой канал управляющих воздей­ствий.

 

При составлении модели си­стемы управления эксплуатацией и ремонтом образцов ракетно-ар­тиллерийского вооружения по замкнутому циклу необходимо учитывать следующее.
Анализируя техническую дол­говечность в задачах управления техническим состоянием ракет­но-артиллерийского вооружения, было установлено, что наиболее предпочтительно применять ве­дущую функцию потока отказов, представляющую собой матема­тическое ожидание числа отказов восстанавливаемого объекта в те­чение заданной наработки (срока службы.
Следует заметить, что пока­зателем, влияющим на процессы регулирования (канал управле­ния) и процессы восстановления технического ресурса (также за­даваемые своим каналом), явля­ется показатель коэффициента готовности ОВ (или коэффици­ента технической готовности). В соответствии с действующим коэффициентом готовности ОВ формируется показатель регу­лирования канала управления. Данный показатель описывает­ся методом определения техни­ко-экономических показателей целесообразности назначения эксплуатационно-технических мероприятий.
Разрабатывая показатели восстановления технического ресурса, необходимо получить практические значения по методу определения оптимальных сроков предупредительных мероприятий СТОР РАВ.

 

В настоящее время СТОР РАВ представляет собой систе­му управления, не имеющую от­рицательной обратной связи. В этом случае регулятор (функции которого выполняются орга­нами управления техническим состоянием в виде проведения организационно-технических ме­роприятий по технической диа­гностике образцов вооружения) не получает точной информации о реальном состоянии объекта. Представляется трудным заранее рассчитать, как образцом РАВ нужно управлять (построить нужную программу управления). При этом нельзя гарантировать, что в процессе эксплуатации об­разец вооружения будет нахо­дится в исправном состоянии, то есть будет готов к применению по назначению. Такие системы называют системами программ­ного управления или разом­кнутыми системами, поскольку информация передается не по замкнутому контуру, а только в одном направлении. В качестве основного недостатка такой ра­зомкнутой системы управления техническим состоянием образ­ца РАВ является невозможность учета неизвестных, скрытых фак­торов, влияющих на работоспо­собность вооружения. Одновре­менно следует отметить, что для разомкнутой системы процесс функционирования не зависит непосредственно от результата ее воздействия на управляемый объект. Отсюда главный недоста­ток разомкнутой системы — низ­кая точность работы.

 

Рассмотрим СУТС РАВ, по­зволяющая поддерживать ко­эффициент технической готов­ности РАВ на заданном уровне путем оценки показателей вы­работки технического ресурса, проведения мероприятий вос­становления технического ре­сурса соответствующих объемов и периодичности за счет функ­ционирования канала управле­ния, принцип действия которого основан на объективной оценке технико-экономических пока­зателей эксплуатации.В общем случае СУ ТС дает возможность реализовать следующие проце­дуры:
1. Предполагая проведение СР, В(С)Р и ТО по состоянию, задается определенный уро­вень коэффициента готовности и определяются путем решения оптимизационной задачи такие показатели проведения работ в каждом состоянии, которые обе­спечивают наименьшие удель­ные затраты на эксплуатацию. Задача определения оптималь­ных показателей решается при предположении об изменении скорости нарастания параметра потока отказов в процессе экс­плуатации.
2. Предполагая плановое проведение СР, В(С)Р и ТО для образцов РАВ, которые не пред­ставляют собой (с точки зрения наличия разнородных по выра­ботке технического ресурса со­ставляющих) сложную техниче­скую систему, решается задача определения рациональной стра­тегии проведения ТО, В(С)Р и СР при предположении относитель­но скорости нарастания параме­тра потока отказов и выбирается рациональный вариант.
3. Сравниваются варианты, полученные на первом и вто­ром этапах, и формируются ре­зультирующие рекомендации по рациональным объемам и срокам проведения и порядке назначения каждого вида ТО, В(С)Р и СР.
При реализации данных про­цедур автоматически решается во­прос о целесообразности отдель­ных видов В(С)Р и СР. Для этого, как для случая плановых работ по восстановлению технического ресурса, так и для случая восста­новления технического ресурса по состоянию, в качестве одного из вариантов рассматривается вари­ант со сроком проведения, равным сроку проведения капитального ремонта. Если указанный вари­ант в результате решения задачи окажется оптимальным, то про­ведение В(С)Р и СР такого объема нецелесообразно.
В качестве выводов можно вы­делить следующее:
1. Развитие СУ ТС предостав­ляет возможность определить соотношения, которые позволя­ют выявить оценки показателей выработки технического ресурса образцов РАВ, формируемых для реализации функционирования канала возмущения (выработки технического ресурса) СУ ТС. Предлагаемая последователь­ность их использования представ­ляет собой подход к постановке и решению задачи обоснования оптимальной совокупности по­казателей проведения основных ресурсов восстановительных ме­роприятий — В(С)Р, СР и КР.
2. Определение технико-эко­номических показателей целесоо­бразности эксплуатационно-тех­нических мероприятий образцов вооружения в составе системы технического обслуживания и ре­монта по состоянию описывает формирование канала управления СУ ТС вооружения по замкну­тому циклу. Реализация данного подхода позволяет осуществить управление мероприятиями вос­становления технического ресурса вооружения, определяемое техни­ко-экономическими показателями эксплуатации.
3. Распределение затрат на эксплуатацию выражает огра­ничительные значения канала управления замкнутой системы управления эксплуатацией и ре­монтом вооружения в ремонтном цикле.
4. Определение технико-эко­номических показателей целесоо­бразности эксплуатационно-тех­нических мероприятий образцов вооружения в составе системы технического обслуживания и ремонта по состоянию определя­ет формирование канала управ­ления СУ ТС вооружения по «замкнутому» циклу. Реализация этого метода предполагает управ­ление мероприятиями восста­новления технического ресурса вооружения, определяемое тех­нико-экономическими показате­лями эксплуатации.
Изложенный подход позволя­ет назначать сроки проведения предупредительных мероприя­тий с учетом состояния объек­та. Поэтому описанная система технического обслуживания и ремонта, в состав которой вклю­чается СУ ТС, в целом является не планово-предупредительной, а предупредительной по состоя­нию объектов эксплуатации. При реализации данного подхода с каждым конкретным образцом вооружения должны проводить­ся предупредительные мероприя­тия в разные сроки.

 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Буравлев А.И. Пьянков А.А. Управление техническим обеспечением жизненного цикла вооруже­ния и военной техники. Монография..— М.: Граница, 2015..— 304 с.

2. Руководство по эксплуатации ракетно-артиллерийского вооружения..— М.: МО РФ, 2009..— 261 с.

3. Приказ МО РФ от 27.12.2010 г. «Об утверждении временного положения об основах организации сервисного обслуживания…»

4. Приказ МО РФ от 06.04.2010 г. № 320 «О Концепции адаптации системы обслуживания и ремонта ВВТ к новому облику Вооруженных Сил РФ».

5. Алчинов В.И. Управление техническим обслуживанием и ремонтом ракетно-артиллерийского во­оружения. Учебник, ПАИИ, 2000..— 222 с.

6. Алчинов В.И. Комплексное решение основных задач планирования в системе эксплуатации ракет­но-артиллерийского вооружения: Методические рекомендации..— Пенза: Изд-во филиала ВАМТО, 2013..— с. 120.

7. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем..— М.: Высшая школа, 1982..— 231 с.

8. Турковский А.С. Модель управления эксплуатацией и ремонтом РАВ. Монография..— СПб.: МВАА, 2017..— 177 с

 

В. ЗАРИЦКИЙ, доктор военных наук, генерал-полковник, 
А. ТУРКОВСКИЙ, кандидат технических наук, доцент, полковник