МЕТОДОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ МНОГОРЕЖИМНЫХ СИСТЕМ С ПЕРЕСТРАИВАЕМОЙ СТРУКТУРОЙ

Abstract

Современные организационно-технические объекты становятся все более сложными и многофункциональными системами. Многие из них характеризуются способностью функционировать в различных режимах, каждый из которых имеет свои особенности, и возможностью изменения конфигурации, связей между элементами и алгоритмов работы в зависимости от внешних условий или решаемых целевых задач. В случае добавления в функциональную структуру сложного объекта (СлО) вершин и логических связей, описывающих возможность реализации ее режимов функционирования, структурная функция рассматриваемой системы становится, как правило, немонотонной. Отсутствие данных о режимах, переходах и изменениях структуры вызывает структурно-параметрическую неопределенность. Это потребовало разработки подходов к исследованию многорежимных систем с динамическим поведением и изменчивостью в условиях неопределённости. Предлагаемая методология основана на концепции параметрического генома многорежимного объекта с изменяющейся структурой, что позволило создать интегральные показатели структурной надёжности многорежимных систем. Разработанные показатели в отличие от показателей, применяемых в классической теории надёжности, чувствительны к изменениям состояния объекта в каждом режиме и при каждой структурной конфигурации, что делает выбор рабочей конфигурации или варианта реконфигурации СлО более обоснованным. На основе предложенного подхода можно получить обобщенные оценки структурной надёжности той или иной конфигурации многорежимного СлО, которые являются нечеткой сверткой интегральных показателей структурной надёжности, учитывающих возможные циклограммы задействования режимов функционирования. Продемонстрированы перспективы применения предложенной методологии на примере анализа различных конфигураций многорежимного СлО. Modern organizational and technical objects are becoming increasingly complex and multifunctional systems. Many of them are characterized by the ability to function in various modes, each with its own specific features, and the ability to change their configuration, relationships between elements, and operating algorithms depending on external conditions or the goals they are trying to achieve. When vertices and logical relationships are added to the functional structure of a complex object (CO), describing the possibility of implementing its modes of operation, the structural function of the system in question typically becomes non-monotonic. The lack of data on modes, transitions, and structural changes causes structural and parametric uncertainty. This necessitated the development of approaches for studying multi-mode systems with dynamic behavior and variability under conditions of uncertainty. The proposed methodology is based on the concept of a parametric genome of a multi-mode object with a changing structure, which allowed for the creation of integral indicators of the structural reliability of multi-mode systems. The developed indicators, unlike those used in classical reliability theory, are sensitive to changes in the object's state in each mode and for each structural configuration, making the choice of the operating configuration or the option of reconfiguration of the CO more justified. Based on the proposed approach, it is possible to obtain generalized estimates of the structural reliability of a particular configuration of a multi-mode CO, which are a fuzzy convolution of integral indicators of structural reliability that take into account possible cyclograms of activation of modes of operation. The prospects for applying the proposed methodology are demonstrated by analyzing various configurations of a multi-mode CO.