авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Научно-методическое обеспечение автоматизированной системы подготовки и поддержки деятельности специалистов по управлению качеством аппаратуры железнодорожной

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

НОВИКОВ Василий Николаевич

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ АППАРАТУРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (образование)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2006

Работа выполнена в Институте информатизации образования Российской академии образования в лаборатории проблем информатизации профессионального образования

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор БЕЗРОДНЫЙ Борис Федорович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор НОВИКОВ Николай Николаевич

кандидат технических наук, доцент КАНУШКИН Сергей Владимирович

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Авиационного оборудования

Защита состоится «24» ноября 2006 г. в 15 ч. на заседании диссертационного совета К 008.004.01 в Институте информатизации образования Российской академии образования по адресу: 119121, г. Москва, ул. Погодинская, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института информатизации образования Российской академии образования

Автореферат разослан «23» октября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник

В.С.ЛЫСОГОРСКИЙ

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Повышение качества электронной компонентной базы (ЭКБ) аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) на современном этапе развития ее производства во многом зависит от уровня внедрения современных методов статистического контроля качества, эффективность практической реализации которых определяется успехом массового обучения руководителей, инженерно-технического персонала, контролеров, рабочих и служащих предприятий производителей и ремонтных служб на линии. Это особенно важно применительно к проблеме обеспечения качества современной ЭКБ аппаратуры ЖАТ.

Многообразие средств, используемых для параметрического контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ, большие объемы разнородной по способам съема и характеру контрольной и диагностической информации, сложность применяемых для ее обработки методов, – все это определяет необходимость разработки автоматизированной системы подготовки и поддержки деятельности (АСППД) специалистов по управлению качеством аппаратуры ЖАТ. Основным компонентом этой системы является база знаний (БЗ), аккумулирующая информацию процедурного и прецедентного рода, выполняющая функции накопления, преобразования, реструктуризации имеющейся и генерации новой информации в целях повышения эффективности деятельности технического персонала в ходе его обучения методам контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и при реализации профессионально возложенных на него функций по организации процесса контроля качества.



Исследование возможности построения на основе информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) средств обучения, предназначенных для организации профессиональной подготовки, является актуальным направлением. Совершенствованию подготовки в области использования средств ИКТ в практических целях посвящены исследования И.В.Роберт, В.И. Громыко, К.К. Колина, А.Я. Савельева, Б.А. Сазонова, О.А.Козлова, Ю.Г. Татур, С.А. Христочевского и других специалистов. Однако, вопросы использования ИКТ для подготовки специалистов по управлению качеством ЭКБ аппаратур ЖАТ на основе реализации методов статистической теории распознавания образов (СТРО) поднимаются впервые.

Значительные достижения в СТРО (Айвазян С.А., Аронов И.З., Бурдасов Е.И., Беляев Ю.К., Бонгард М.М., Браверман Э.М., Мучник И.Б., Вапник В.Н., Васильев В.И., Верхаген К., Дейн Р., Грун Ф., Горелик А.Л., Скрипкин В.А., Гренандер У., Журавлев Ю.И., Левин Б.Р. и др.) создают объективные условия для совершенствования работ по обеспечению качества продукции. Однако специфика производства и эксплуатации аппаратуры ЖАТ (мелкосерийное производство, высокие требования по надежности, высокие требования по устойчивости к внешним воздействиям и т.п.) требует уточнения общих методов СТРО. Одним из перспективных направлений является путь совмещения методов физико-технического анализа с универсальностью методов СТРО (Фомин Я.А., Безродный Б.Ф., Тарловский Г.Р., Савич А.В.).

Обобщая вышеизложенное можно заключить, что научное исследование, направленное на разработку научно-методических основ формирования БЗ для автоматизированной системы образовательного назначения, предназначенной для подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ, используемой при изготовлении аппаратуры ЖАТ, и поддержки деятельности этих специалистов при решении своих профессиональных задач, следует признать актуальным и своевременным.

С учетом проведенного выше анализа может быть определена проблемная ситуация, сущность которой состоит в противоречии между практической необходимостью обучения руководителей, инженерно-технического персонала, контролеров, рабочих и служащих предприятий производителей и ремонтных служб на линии эффективному контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ на основе СТРО и отсутствием моделей и методик контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ, адекватно учитывающих условия мелкосерийного и технологически нестационарного производства ЭКБ аппаратуры ЖАТ, как необходимого условия построения БЗ автоматизированной системы, предназначенной для подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и поддержки их профессиональной деятельности.

С учетом результатов анализа состояния решаемой научной проблемы целью диссертации является создание основы для построения БЗ автоматизированной системы поддержки деятельности и подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ посредством разработки моделей и процедур принятия решений при параметрическом контроле качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ в условиях мелкосерийного производства.

Таким образом, объектом исследований является база знаний автоматизированной системы, предназначенной для подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и поддержки их профессиональной деятельности, а предметом – методы контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и процедуры функционирования БЗ АСППД специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ, а также подходы к реализации ее гносеологической компоненты в целях подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ.

Научную задачу диссертационной работы целесообразно определить как задачу разработки комплекса научно-обоснованных моделей и методик контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ как основы функционирования БЗ автоматизированной системы подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и поддержки их профессиональной деятельности.

Основными результатами диссертационного исследования, выносимыми на защиту, являются:

  1. Математическая модель контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ.
  2. Процедура входного контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ на основе правила максимума правдоподобия с заданной достоверностью и эффективностью.
  3. Процедура группового контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ.
  4. Структура АСППД специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ.

Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, основывается на том, что анализ состояния и путей решения поставленной научной задачи проведен с учетом ее актуальности и потребности. При решении научной задачи были использованы методологические принципы, разработанные в трудах известных ученых в области надежности, качества, искусственного интеллекта и статистической теории распознавания образов.

Научная новизна и теоретическая значимость диссертационной работы состоит в том, что 1) математическая модель контроля качества разработана с учетом особенностей условий мелкосерийного и технологически нестационарного производства ЭКБ, используемой для изготовления аппаратуры ЖАТ; 2) разработанная процедура входного контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ на основе правила максимума правдоподобия позволяет специалистам осуществлять отбор ЭКБ для использования при изготовлении аппаратуры ЖАТ с заранее заданными уровнями достоверности и эффективности при минимально доступном объеме априорной информации; 3) разработанная процедура группового контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ позволяет сформировать рациональный по составу и объему комплекс контрольных параметров, достаточный для эффективного контроля качества; 4) обоснованная в диссертации структура АСППД специалистов позволяет реализовать разработанные модель и процедуры контроля при решении задач подготовки специалистов и поддержки их профессиональной деятельности по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ.

Практическая значимость диссертационной работы обусловлена тем, что разработанные в ходе проведения исследований модель и процедуры являются научно-методической основой для реализации БЗ автоматизированной системы подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и поддержки их профессиональной деятельности. Результаты работы нашли применение при проведении практических работ по организации системы подготовки специалистов по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ и поддержки их профессиональной деятельности, при формировании системы сбора и обработки прецедентной информации о причинах отказов ЭКБ аппаратуры ЖАТ, при разработке основополагающих нормативных и методических документов в области задания, контроля и обеспечения требований к надежности и качеству ЭКБ аппаратуры ЖАТ. Основные положения и методы, составляющие содержание работы, включены в программы подготовки специалистов по управлению качеством и надежностью ЭКБ аппаратуры ЖАТ.

Апробация и публикации по теме работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и отраслевых конференциях и научно-технических семинарах: «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г. Серпухов, СВИ РВ, 2003 г., 2004 г., 2005 г.).

По теме диссертации опубликовано 11 работ. Среди наиболее значимых публикаций 4 статьи в рецензируемых научно-технических журналах «Контроль. Диагностика», «Автоматика, связь, информатика».

Внедрение результатов исследований. Результаты диссертационных исследований (математическая модель, процедуры контроля, структура БЗ АСППД) внедрены в виде методики подготовки технического персонала по контролю качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ во ВНИИАС МПС России, а также в учебном процессе Серпуховского военного института РВ. Также основные положения работы составили научно-методическую основу руководящих материалов: «Методическое обеспечение централизованного тотального входного контроля, дополнительных испытаний и специальных исследований электрорадиоизделий, комплектующих серийно выпускаемую и разрабатываемую по заданию департамента автоматики и телемеханики аппаратуру СЦБ» (РТМ РЖД 04.11 – 2004).

Основное содержание диссертации

Диссертация имеет объем 157 страниц и состоит из списка сокращений, введения, трех разделов, заключения, списка литературы (197 наименований).

Во введении подробно проанализировано состояние проблемы обеспечения качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ, исходя из чего обоснована актуальность темы диссертации, сформулировано противоречие, сформулированы основные научные результаты, которые вынесены на защиту, приведены сведения об их публикации, апробации и реализации, а также описана структура и содержание работы.





  1. 1. Структура комплексного обеспечения качества аппаратуры ЖАТ

В первом разделе проведен анализ направлений развития аппаратуры ЖАТ. При комплексном подходе к управлению качеством аппаратуры ЖАТ (рис. 1), среди задач, требующих первостепенного внимания, на современном этапе является задача организации эффективного контроля качества ЭКБ, которая используется при изготовлении аппаратуры ЖАТ.

Анализ существующей практики обеспечения электронной компонентной базой аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики при ее производстве и эксплуатации. В ходе проведенного анализа выявлена степень влияния качества ЭКБ на решение более общей задачи обеспечения качества аппаратуры ЖАТ. Из рис. 2 видно, что доля отказов аппаратуры ЖАТ, связанных с использованием ЭКБ составляет 41 %. Причем, как следует из физико-технического анализа отказавших элементов ЭКБ (рис. 3), практически половина из выделенных отказов (48 %) – это отказы, вызванные недостаточным качеством ЭКБ, более того, значительная часть из 33 % отказов ЭКБ, квалифицированных как отказа ввиду электрических перегрузок на эксплуатации, также обусловлена недостаточным или граничным качеством ЭКБ.

Указанная проблема обостряется процессом коммерциализации отрасли, обеспечивающей производство аппаратуры ЖАТ. Объективно это выражается в тенденции к росту удельного числа отказов ЭКБ (рис. 4). На основе обоснования принципов управления качеством аппаратуры ЖАТ выделена задача массовой подготовки персонала, ответственного за обеспечение качества как аппаратуры ЖАТ в целом, так, в частности, и за качества ЭКБ, используемой при изготовлении ЭКБ.

Ошибка! Раздел не указан. Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 2. Причины возникновения отказов Рис. 3. Причины возникновения отказов

по всем типам аппаратуры ЖАТ ЭКБ, аппаратуры ЖАТ

Образовательный аспект этой задачи, с учетом проведенного в диссертации анализа, может быть обозначен как необходимость создания условий для эффективной деятельности специалистов, обеспечивающих качество аппаратуры ЖАТ при изготовлении. Принимая во внимание большое число специалистов в отрасли, занятых обеспечением качества изготовления аппаратуры ЖАТ, многообразие устройств аппаратуры ЖАТ, существенные различия в условиях ее эксплуатации, а также антропотехнические факторы, влияющие на решение проблемы обеспечения качества аппаратуры ЖАТ, отмеченный выше подход целесообразно реализовать путем создания АСППД специалистов по контролю качества ЭКБ.

  1. 4. Число забракований ЭКБ, применяемых в аппаратуре ЖАТ

Проведенный анализ применения информационных технологий при разработке автоматизированных систем подготовки и поддержки деятельности специалистов с учетом задач обеспечения качества аппаратуры ЖАТ путем организации эффективного входного контроля позволил сформулировать основные требования, которым должна удовлетворять АСППД.

Второй раздел диссертации посвящен разработке моделей и процедур контроля качества ЭКБ, составляющих научно-методическую основу организации и функционирования АСППД специалистов по управлению качеством аппаратуры ЖАТ.

Основополагающим для создания АСППД при контроле качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ являлся вопрос построения математической модели адекватно отражающей условия и возможности входного контроля качества ЭКБ аппаратуры ЖАТ с учетом принятого статистического подхода. При этом, опираясь на положения СТРО, были учтены следующие особенности. При контроле качества ЭКБ контрольная выборка (КВ) должна быть сопоставлена одному из двух классов S0 (изделия, неудовлетворяющие заданным требованиям) или S1 (изделия, удовлетворяющие заданным требованиям), которые описываются многомерными распределениями и , на основе решающего правила:

, (1)

при выполнении (1) КВ относится к классу S1, а при не выполнении – к классу S0.

Так как элементы КВ, как правило, статистически независимы, а распределения значений вектора контролируемых параметров изделия ЭКБ аппаратуры ЖАТ w0 и w1 в классах S0 и S1 априорно неизвестны, вместо них будем использовать их оценки и , полученные в результате обучения. Поэтому для принятия решения будем использовать соотношение (2):

. (2)

Для определения априорных и апостериорных вероятности ошибок контроля первого и второго рода введем две величины Y и Z, удовлетворяющие условиям (3) и (4) соответственно:

, (3) . (4)

Априорные вероятности ошибок и правильного принятия решения для правила (2):

(5)

где 01 – вероятность забраковать годный образец изделия ЭКБ аппаратуры ЖАТ; 10 – вероятность пропустить образец, не удовлетворяющий заданным требованиям; 00 – вероятность правильного забракования образца изделия ЭКБ аппаратуры ЖАТ; 11 – вероятность правильного признания образца годным 0j+1j=1 (j=0,1). Вероятности ошибок 01 и 10 характеризуют, соответственно, долю неверно забракованных образцов среди всех годных и долю неправильно признанных годными среди всех не удовлетворяющих заданными требованиям.

Априорные вероятности появления образцов из классов S0 и S1:

; (6, а) . (6, б)

Априорные вероятности появления образцов из классов S0 и S1 [выражение (6)] характеризуют качество и устойчивость технологического процесса изготовления образцов изделия ЭКБ аппаратуры ЖАТ, а вероятности 01 и 10 [выражение (5)] – эффективность параметрического контроля этих образцов и являются фактическим риском изготовителя забраковать годный и пропустить не удовлетворяющий заданным требованиям образец.

Однако при использовании ЭКБ при изготовлении аппаратуры ЖАТ важнее знать долю не удовлетворяющих заданным требованиям образцов (класс S0) среди всех пропущенных процедурой контроля, т.е. используемых для изготовления. Такой величиной является апостериорная вероятность ошибки, которая может быть вычислена на основании выражения (7):

. (7)



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.