Применение имитационного моделирования при управлении жизненным циклом помодульно распределенных систем авиационно-космической техники

Язык труда и переводы:
УДК:
65.012:629.7
Дата публикации:
13 января 2022, 01:58
Категория:
Секция 08. Экономика космической деятельности
Авторы
Дианова Екатерина Владимировна
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Калошина Марина Николаевна
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Аннотация:
Рассмотрен новый подход к построению имитационной модели для помодульно распределенных систем управления жизненным циклом авиационно-космической техники, которые отвечают признакам: затратоемкость, дивергентность, динамичность. Предложен концептуальный подход к построению имитационных моделей, в которые интегрированы специфические отраслевые признаки, описывающей процесс управления жизненным циклом авиационно-космической техники с целью повышения эффективности и обоснованности процессов принятия управленческих решений в процессе создания и использования.
Ключевые слова:
жизненный цикл, распределенная система, имитационная модель, авиационно-космическая техника
Основной текст труда

Управление жизненным циклом [1] создания технических систем является в настоящее время приоритетной безальтернативной проектной технологией в авиационно-космической отрасли. Математические методы [2] менеджмента при разработке перспективных видов техники позволяют систематизировать и формализовать управление жизненным циклом на основе сквозного циклического спирального принципа. Имитационное моделирование [3] при управлении жизненным циклом систем авиационно-космической техники предлагается применять для концепций их помодульного распределенного, унитарного и смешанного типа развития. Предлагается новый подход к построению имитационной модели для помодульно распределенных, унитарных и смешанных вариантов развития систем управления жизненным циклом авиационно-космической техники, которая отвечает таким признакам, которые позволяют характеризовать целевые связующие ориентиры как вероятностные, динамичные, микро- и макроуровневые, функциональные, структурно-иерархичные, непрерывные, системно-ситуационные, корреляционно-регрессионные.

Предлагаемая имитационная модель применяется при управлении жизненным циклом создания сложной техники, в том числе помодульно распределенных [4–6] в соответствии со следующими принципами:

  • затратоемкость — создание авиационно-космической техники является дорогостоящим процессом, любые тактические ошибки в управлении, особенно на ранних этапах исследований, приводит к значительным ресурсным потерям в будущем;
  • дивергентность — вариативные поведенческие эксперименты для формирования аналитических моделей управления экономически не могут быть оправданы, или такие связи практически невозможно построить, так как система описывается множественной совокупностью разно размерных факторов, которые включают время, причинно-следственные связи, последствия воздействий, нелинейности, стохастические переменные;
  • динамичность — управление жизненным циклом разворачивается во времени, что предполагает обязательную необходимость включения этого фактора в модель для обеспечения конвергенции поведения с реальными прогностическими событиями.

При построении имитационных моделей используют основные тактические приемы, для которых при управлении жизненным циклом создания помодульно распределенных, унитарных, смешанных типов развития систем авиационно-космической техники следует выделить следующие особенности построения.

  1. Дискретно-событийное моделирование предполагает концентрацию на реперные события процесса создания и использования, которые характеризуются двумя фактами — завершение каждой стадии жизненного цикла и привязка к модулям технической системы, на которые декомпозирован проект.
  2. Системно-динамическое моделирование основано на графической интерпретации процесса управления с последующим выявлением причинно-следственных связей и основных предпочтений в векторе научного движения. При создании авиационно-космической техники возможно дифференцированное применение графических схем помодульного распределенного, унитарного и смешанного типа развития.
  3. Агентное моделирование используется для помодульно распределенных систем, которые имеют высокую степень организационно-поведенческой децентрализации, функциональной индивидуализации при общности стратегических целей развития в соответствии с определенными глобальными прорывными стратегиями создания авиационно-космической техники.

В результате исследования предложна концепция вероятностной, динамической имитационной модели, применяемой на микро- и макроуровне, имеющей структурно-иерархические, интегральные свойства, описывающей процесс управления жизненным циклом помодульно распределенных, унитарных, смешанных типов систем авиационно-космической техники с использованием системно-ситуационных и корреляционно-регрессионный функций.

Предложенная концепция формирования имитационной модели представлена комбинацией оригинальных признаков: вероятность достигается путем виртуализации и получения интервального варианта результатов, которые показывают меру неопределенности процесса управления; совокупность корреляционно-регрессионных функций увязывают такие факторы как стоимость и технические характеристики конструкции (например, массу, а также параметры ее определяющие) для различных модулей иерархической структуры системы в целом на различных стадиях жизненного цикла; имитационная модель охватывает процесс управления непрерывно во времени, что реализуется с использованием интегральных функций; синтез микро- и макроуровней предлагается обеспечить за счет использования в качестве оценочных критериев удельные показатели, построенные на основе стоимости и трудоемкости выполнения исследований. Концепцию модели предлагается использовать для помодульно распределенных, унитарных, смешанных типов развития систем авиационно-космической техники. Дальнейшие исследования направлены на математическую формализацию, графическую интерпретацию и инструментальное описание предлагаемой имитационной модели.

Предлагаемые исследования направлены на повышение эффективности и обоснованности процессов управления жизненным циклом помодульно распределенных, унитарных и смешанных типов развития систем авиационно-космической техники с использованием имитационных моделей. В поддержку этого исследования авторами ранее были выполнены разработки по анализу специфических признаков авиационной отрасли как техноценоза, формированию методов управления научно-техническим заделом и проектными изменениями, разработке методов управления жизненным циклом реализации инновационных проектов и программ в распределенных системах, моделированию и применению удельных показателей в области проектного менеджмента.

Грант
Доклад подготовлен при финансовой поддержке РФФИ. Проект № 20-010-00428.
Литература
  1. Омельченко И.Н., Бром А.Е. Современные подходы к оценке жизненного цикла продукции // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева. 2013. № 2. С. 29–34.
  2. Дроговоз П.А., Драгун Е.А. Обзор и классификация экономико-математических моделей оценки инновационного развития регионов России // Russian Economic Bulletin. 2019. Т. 2, № 5. С. 59–66.
  3. Эльберг М.С., Цыганков Н.С. Имитационное моделирование. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2017. 128 с.
  4. Давыдов А.Д., Горелов Б.А., Тихонов А.В. Задачи управления развитием помодульно распределенных систем авиационной техники // Экономика высокотехнологичных производств. 2020. № 1. С. 37–47.
  5. Куприн И.Л., Давыдов А.Д., Виноградов С.М. Проблемы экономико-математического моделирования перспектив развития модульных ракетных комплексов // Вестник МАИ. 2010. № 4. С. 197–201.
  6. Горелов Б.А., Давыдов А.Д., Силаев А.В., Тихонов А.В. Модели управления развитием распределенных технических систем // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. № 3. С. 92–103.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.