Экспертная оценка влияния запасного имущества и принадлежностей (ЗИП) на эксплуатацию технических средств системы управления движением судов Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 311(075.8)

ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЗАПАСНОГО ИМУЩЕСТВА И ПРИНАДЛЕЖНОСТЕЙ (ЗИП) НА ЭКСПЛУАТАЦИЮ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДОВ

Тюфанова А.А., к.т.н., старший преподаватель, ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова», Новороссийск, Россия, e-mail: [email protected], тел.: +7 (918) 413-41-15

На примере порта Новороссийск сделана экспертная оценка влияния запасного имущества и принадлежностей на эксплуатацию системы управления движением судов, которая представляет собой сложную систему с разветвленной информационной частью и весьма сложными алгоритмами обработки информации, под воздействием определенных факторов.

Ключевые слова: эксплуатация, экспертная оценка, запасное имущество.

EXPERT ESTIMATION OF INFLUENCE OF SPARE PROPERTY AND ACCESSORIES (SPA) ON OPERATION OF VESSEL TRAFFIC SERVICE'S MEANS

Tyufanova A., Ph.D., head lecturer, FSEIHPE «Admiral Ushakov Maritime State University», Novorossiysk, Russia, e-mail: [email protected],

tel.: +7 (918) 413-41-15

The expert estimation of influence of spare property and accessories on operation of Vessel Traffic Service which represents complex system with the branched out information part and rather complex algorithms of processing of the information, under influence of the certain factors is made, on an example of port Novorossiysk.

Keywords: operation, an expert estimation, spare property.

Система управления движением (СУДС) работает согласно международным и национальным правовым и нормативным актам, над повышением уровня безопасности мореплавания путем сбора, обработки информации и выдачи ее на суда, оказание помощи в судовождении и организации движения объектов по акватории. Кроме того, СУДС представляет собой сложную систему с разветвленной информационной частью и весьма сложными алгоритмами обработки информации, и состоит из следующих основных подсистем: сбора информации, дистанционного управления и передачи информации, обработки и отображения информации, связи и базы данных. Каждая из подсистем представлена техническими средствами.

Понятие "эксплуатация" включает в себя, помимо применения по назначению, техническое обслуживание, ремонт, хранение и транспортирование. Техническое обслуживание - это операции по поддержанию работоспособного и исправного состояния технической системы (ТС), регламентированного конструкторской, проектной и эксплуатационной документацией [1]. При выходе хотя бы одного из функциональных параметров за установленные границы нарушается работоспособность ТС, т.е. происходит событие, называемое отказом. Из-за чего ТС переходит в неработоспособное или предельное состояние, при котором дальнейшая эксплуатация нецелесообразна или недопустима [2]. Перевод объекта из предельного состояния в работоспособное - это ремонт ТС.

Для поддержания высокой надежности и увеличения периода нормальной работы СУДС кроме работ по модернизации, имеющегося оборудования, проводятся следующие мероприятия: профилактика; контроль состояния; восстановление элементов, отказавших или ухудшивших свои характеристики. Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности объектам СУДС (под объектом понимается сложная радиоэлектронная система) придается система обеспечения их работоспособности, которая включает диагностические и ремонтные средства, комплекты запасных элементов, средства доставки запасных элементов и т.д. Совокупность всех запасов конструктивных элементов, входящих в систему обеспечения работоспособности объекта, называют системой ЗИП [3]. Возможная нехватка запасных элементов увеличивает среднее время замены отказавшего элемента исправным запасным (среднее время ремонта изделия), причем ограниченности объема системы ЗИП может весьма существенно сказаться на значении показателей надежности объекта, и ее нельзя не учитывать при расчетах надежности.

По журналам технического обслуживания СУДС ФГУП "РОС-МОРПОРТ Новороссийский филиал" за период с сентября 2001г. по сентябрь 2013г. было проведено исследование состояния работоспособности и регламента технического обслуживания подсистем и элементов, которое выявило факторы, влияющие на безопасную эксплуатацию технических средств СУДС: энергетический, клима-

тический и влияние ЗИП на техническую эксплуатацию системы. Фактор - влияние ЗИП, может привести к опасному событию, а может и не привести, в зависимости от определенных условий (погода, электроэнергия, квалифицированность обслуживающего персонала, длительность простоя при ремонте, отсутствие необходимой запасной части в комплекте и т.д.), т.е. представляет определенную угрозу безопасной эксплуатации и требует дополнительного исследования. Поскольку настоящее время большинство технических средств СУДС изготовлены из покупных импортных модулей, изготовление и ремонт которых не может быть освоен в стране по технологическим или юридическим причинам (отсутствие лицензии, патента или авторских прав).

Проанализируем влияние ЗИП на эксплуатацию технических средств СУДС. Для этого проведем экспертный опрос специалистов технического отдела СУДС ФГУП "РОСМОРПОРТ Новороссийский филиал" в количестве 6 человек, стаж работы которых в данной области более 5 лет [3]. Экспертам предложен на рассмотрение следующий вопрос:

- Какой из перечисленных ниже факторов вероятнее всего влияет на процесс эксплуатации СУДС и актуальны ли они при ее модернизации?

Ф.1 - отсутствие контроля качества поставляемого оборудования со стороны фирмы изготовителя;

Ф.2 - в основополагающих, национальных стандартах СУДС [4,5], используемых в работе специалистами, нет четко определенных сроков проведения регламентных и профилактических работ;

Ф.3 - отсутствие в комплекте ЗИП расходных материалов (элементов), т.к. из-за их высокой стоимости не удается необходимые запасы;

Ф.4 - не всегда на месте эксплуатации системы может быть развернута ремонтная база для восстановления работоспособности отказавших модулей, т.е. при современном высокотехнологичном производстве ремонт часто невозможен или экономически не целесообразен вне крупных хорошо оснащенных специализированных предприятий (сервисных центров).

Экспертов (6 человек) попросили произвести ранжирование факторов по степени влияния их на вероятность создания в процессе эксплуатации угрозы безопасности. Мнения экспертов представлены по пяти бальной порядковой шкале:

- ранг 5 - фактор, являющийся актуальным, который влияет на эксплуатацию и может создать угрозу ее безопасности;

- ранг 4 - фактор, являющийся актуальным, который возможно влияет на эксплуатацию и может создать угрозу ее безопасности;

- ранг 3 - фактор, являющийся актуальным, который может влиять, а может и не повлиять на эксплуатацию;

- ранг 2 - фактор, который не является актуальным и возможно не приведет к опасному событию.

Табл.1. Результаты ранжирования факторов экспертами (матрица мнений экспертов)

№ эксперта

Ф.1

Ф.2

1

1

Ф.З

Ф.4

- ранг 1 - фактор, который не является актуальным и не создаст угрозы безопасной эксплуатации.

Представим результаты работы экспертов в виде табл. 1.

Анализируя результаты работы экспертов (табл.1) вынуждены констатировать, что полного согласия между экспертами нет, а потому данные следует подвергнуть тщательному анализу. В согласии с общенаучной концепцией устойчивости, исходя, из которой следует, применять различные методы для обработки одних и тех же данных с целью выделения выводов, получаемых одновременно при всех методах [6]. Для анализа используем ранжирование с помощью метода большинства и метода "медиана Кемени".

Ранжирование с помощью метода большинства [7]. Ранг 5 получает тот фактор, которому большинство экспертов присвоило ранг 5. Ранг 4 получает тот фактор, которому большинство экспертов присвоило ранг 4 и так далее. В нашем случае (табл. 1) Ф.3 получает ранг 5, так как трое экспертов присвоили ему этот ранг. Ф.4 получает ранг 4, т.к. трое экспертов присвоили ему ранг 4. Ф.2 получает ранг 1, т.к. четверо экспертов присвоили ему ранг 1. Ф.1 получает ранг 3, т.к. трое экспертов присвоили ему ранг 3. Результат: Ф.3 - ранг 5, Ф.4 - ранг 4, Ф.1 - ранг 3, Ф. 2 - ранг 1.

Произведем ранжирование факторов, используя метод "медиана Кемени". Ранжирование с помощью метода "медиана Кемени". Согласно идее Джона Кемени следует найти среднее мнение, как решение оптимизационной задачи. А именно, надо минимизировать суммарное расстояние от кандидата в средние до мнений экспертов. Найденное таким способом среднее мнение называют "медианой Кемени". Медиана Кемени - частный случай определения эмпирического среднего в пространствах нечисловой природы. Для нее справедлив закон больших чисел, т.е. эмпирическое среднее приближается при росте числа составляющих (т.е. р - числа слагаемых в сумме), к теоретическому среднему [6,7]:

Arg min ^ d (Ai, Ä)^ Arg minMd (A1, A).

Здесь М - символ математического ожидания. Предполагается,

А1,А2 , А3 ,Ар

что ответы р экспертов г есть основания

рассматривать как независимые одинаково распределенные случайные элементы (т.е. как случайную выборку) в соответствующем пространстве произвольной природы, например, в пространстве упорядочений или отношений эквивалентности.

Вычислим значения г.. - расстояние между мнениями 1-го и .-го экспертов, которое в математике называется нормой. Вычислим в матрице (таблица 1) расстояние между мнениями эксперта по манхэттенской норме [7] - это сумма разностей (по абсолютной величине) мнений двух экспертов по каждому проекту. Полученные значения занесем в таблицу 2 (матрицу расстояний). Затем рассчитаем значения Я. - расстояние от 1-го эксперта до всех остальных, как сумму расстояний между мнением этого эксперта и остальных экспертов (рис.1).

Анализируя результаты табл. 2 и значение медианы Кемени, приходим к выводу, что гипотезы экспертов 1, 3, 6 совпадают, следовательно, результат ранжирования: Ф.1 - ранг 3; Ф.2 - ранг 1; Ф.3 - ранг 5; Ф.4 - ранг 4.

Результат, полученный методом большинства и методом "медиана Кемени" совпал. Итак, в результате анализа данных получаем итоговое ранжирование, которое является результатом экспертизы: Ф.1 - ранг 3; Ф.2 - ранг 1; Ф.3 - ранг 5; Ф.4 - ранг 4.

Оценим объективность экспертного коллектива по следующей формуле [7]:

а , = 1 _ ^, /О

& (г,., /)

/=1 ,

где б. - коэффициент объективности эксперта; г. - мнение .-го эксперта; Я - результат экспертизы (среднее мнение), вычисленное ранее изложенными способами; ё(г., Я) - расстояние от мнения

Табл.2. Значения расстояний между мнениями экспертов и значение медиан Кемени (Я)

Эксперт 1 Эксперт 2 Эксперт 3 Эксперт 4 Эксперт 5 Эксперт 6 R,

Эксперт 1

О

О

О

14

Эксперт 2

О

0

7

22

Эксперт 3

14

Эксперт 4

22

Эксперт 5

26

Эксперт 6

14

Ранжирование факторов, используя метод "медиана Кемени'

порядковый номер анализруемой экспертной гипотезы

Рис.1. Ранжирование факторов с использованием метода "медиана Кемени'

Табл.3. Результат расчета согласованности экспертного коллектива

Э 1 Э 2 эз Э 4 Э 5 Э6 Баллы фактора Отклонение балла от среднего Дисперсия Б

Ф.1 3 1 3 1 4 3 15 -3 9

Ф.2 1 2 1 2 1 1 8 -10 100

Ф.З 5 4 5 4 3 5 26 8 64

Ф.4 4 3 4 о 3 5 4 23 5 25

Итого 72 198

Средний балл 18

1-го эксперта до среднего мнения Я; п - количество экспертов;

& (г,, я)

'=1 - сумма расстояний от всех мнений экспертов до

среднего мнения Я.

а 1 = 1 —(0/14) = 1

а 2 = 1 —(5/14) = 0,643 а 3 = 1 —(0/14) = 1

а 4 = 1 —(5/14) = 0,643

а 5 = 1 —(4/14) = 0,714 а 6 = 1 —(0/14) = 1

Определим согласованность экспертного коллектива по статистической формуле [7]:

* = Л В

п (т — т)

где п - число экспертов; т - число факторов; Б - суммарная дисперсия.

* = 12-В = 12-198 ^ 1 = п2(т3 — т) = 36-60 ~

Расчет согласованности экспертного коллектива, представленный в табл.3, показал, что все эксперты находятся в согласии. И эксперты, чьи гипотезы были приняты как результат экспертизы - объективны.

Анализ влияния ЗИП на процесс безопасной эксплуатации СУДС показал, что:

- Ф.1 - отсутствие контроля качества поставляемого оборудования со стороны фирмы изготовителя, присвоен ранг 1, т.е. не влияет на эксплуатацию и не является актуальным при модернизации системы;

- Ф.2 - в основополагающих, национальных стандартах СУДС [4,5], используемых в работе специалистами, нет четко определенных сроков проведения регламентных и профилактических

работ, присвоен ранг 3, т.е. может влиять, а может не повлиять на эксплуатацию;

- Ф.3 - отсутствие в комплекте ЗИП расходных материалов (элементов), т.к. из-за их высокой стоимости не удается создать необходимые запасы, присвоен ранг 5, т.е. влияет на эксплуатацию и может создать угрозу ее безопасности;

- Ф.4 - не всегда на месте эксплуатации системы может быть развернута ремонтная база для восстановления работоспособности отказавших модулей, т.е. при современном высокотехнологичном производстве ремонт часто невозможен или экономически не целесообразен вен крупных хорошо оснащенных специализированных предприятий (сервисных центров), присвоен ранг 4, т.е. возможно влияет на эксплуатацию и может создать угрозу ее безопасности.

Однако экспертами было отмечена актуальность факторов 2, 3 4 при модернизации СУДС.

Безопасность функционирования СУДС связана с комплексом действий, направленных на ее поддержание и рассчитанных на период ее функционирования, так как в отдельных подсистемах нарушения недопустимы. Практика показывает, что затраты на систему ЗИП сравнимы с затратами на сам объект, поэтому система ЗИП должна обеспечивать заданный уровень надежности объекта при минимальных затратах. Так как для некоторых подсистем, входящих в состав СУДС, перерыв в работе на время замены отказавшего модуля оказывается не существенным и не приводит к отказу системы, но отсутствие запасной части в комплекте ЗИП становится единственной причиной отказа системы.

Литература:

1. ГОСТ 27.002-89.Надежность в технике основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990.

2. Алпеев, А.С. Основные понятия безопасности// Надёжность и контроль качества, № 7, 1994.

3. ГОСТ 23554.0-79. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции: основные положения. М.: Издательство стандартов, 1990.

4. Положения о системах управления движением судов от 1.08.2002. Министерство транспорта РФ.

5. Системы управления движением судов технико-эксплуатационные требования. М:2002.

6. Орлов, А.И. Устойчивость в социально-экономических моделях. М.: Наука, 1996.

7. Орлов, А.И. Прикладная статистика. М.: Экзамен, 2006.

158 ТЯАШРОЯТ ВШШЕ88 Ш ЯШ81Л | №3 2015 |