СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

В настоящей статье рассматривается задача анализа надежности таблеточного пресса (таблетпресс) GZP-32 на основе данных о его деградации, полученных в ходе двух последовательных экспериментов. В рамках первого эксперимента проводился сбор информации о процессе деградации ключевых узлов и компонентов оборудования, что позволило разработать винеровскую деградационную модель с учетом ковариат. Эта модель легла в основу оптимального плана для повторного эксперимента, направленного на уточнение параметров деградации, повышение точности прогнозов надежности и разработку мер по предотвращению отказов. 

Для построения оптимального плана использовался модифицированный алгоритм прямого поиска, основанный на винеровской деградационной модели с учетом ковариат. Важным аспектом метода стало соблюдение ограничений, связанных с достижением критического значения показателя деградации. Оптимизация проводилась поэтапно: на первом этапе определялись оптимальные значения вектора ковариат и весов на основе функционала от условной информационной матрицы Фишера, а на втором этапе, при необходимости, оптимизировались моменты времени измерения деградационного показателя по функционалу от информационной матрицы Фишера. Второй этап рекомендуется проводить при нелинейной функции тренда,

а также при малом количестве экспериментальных точек.  

Проведение повторного эксперимента позволило уточнить параметры модели, повысить точность прогнозирования отказов и оценить влияние различных факторов на процесс дегра-дации. В результате анализа были сформулированы практические рекомендации по увеличению эксплуатационной надежности таблетпресса, снижению вероятности отказов и повышению эффективности его работы в производственных условиях, что может способствовать увеличению срока службы оборудования и снижению затрат на его техническое обслуживание.

1. A review on degradation models in reliability analysis / N. Gorjian, L. Ma, M. Mittinty, P. Yarlagadda, Y. Sun // Proceedings of the 4th World Congress on Engineering Asset Management. – Athens, Greece, 2009. – P. 369–384. - DOI: 10.1007/978-0-85729-320-6_42.

2. Ling M.H., Tsui K.L., Balakrishnan N. Accelerated degradation analysis for the quality of a system based on the gamma process // IEEE Transactions on Reliability. – 2015. – Vol. 64 (1). – P. 463–472. – DOI: 10.1109/TR.2014.233707.

3. Wang C., Hu Q., Yu D. Wiener processes with random initial degradation values for step-stress accelerated degradation tests data // 2020 Asia-Pacific International Symposium on Advanced Reliability and Maintenance Modeling (APARM). – Vancouver, BC, Canada, 2020. – DOI: 10.1109/APARM49247.2020.9209514.

4. Анализ методов оценки надежности оборудования и систем. Практика применения методов / Е.М. Лаврищева, Н.В. Пакулин, А.Г. Рыжов, С.В. Зеленов // Труды Института системного программирования РАН. – 2018. – Т. 30, вып. 3. – С. 99–120. – DOI: 10.15514/ISPRAS-2018-30(3)-8.

5. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента. – М.: Металлургия, 1981. – 151 с.

6. Осинцева Е.А., Чимитова Е.В. Анализ надежности таблетпресса GZP-32 на основе винеровской деградационной модели // Наука. Технологии. Инновации. В 8 ч. Ч. 1: сборник научных трудов. – Новосибирск, 2025. – C. 170–177.

7. Guan Q., Tang Y.C., Xu A.C. Objective Bayesian analysis accelerated degradation test based on wiener process // Applied Mathematical Modelling. – 2016. – Vol. 40 (4). – P. 2743–2755.

8. Ye Z.-S., Chen N., Shen Y. A new class of Wiener process models for degradation // Reliability Engineering & System Safety. – 2015. – Vol. 139. – P. 58–67.

9. Chimitova E.V., Osintseva E.A. Optimal design of reliability experiment based on the Wiener degradation model with covariates // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. – 2022. – № 59. – С. 23–33. – DOI: 10.17223/19988605/59/3.

10. Osintseva E. Chimitova E. Optimal design of reliability experiment based on the Wiener degradation model under limitation for the degradation index // Engineering Proceedings. – 2023. – Vol. 33 (1). – P. 64. – DOI: 10.3390/engproc2023033064.

11. Осинцева Е.А., Чимитова Е.В. Оптимальное планирование эксперимента на основе винеровской деградационной модели с ковариатами с использованием условной информационной матрицы Фишера // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. – 2024. – № 67. – С. 9–19. – DOI: 10.17223/19988605/67/9.

12. Pan D., Liu J.B., Cao J. Remaining useful life estimation using an inverse Gaussian degradation model // Neurocomputing. – 2016. – Vol. 185. – P. 64–72.

13. Chetvertakova E.S., Chimitova E.V. The Wiener degradation model with random effects in reliability metrology // Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology and Testing XI. – Glasgow: World Scientific, 2018. – P. 162–169.

14. Modeling and analysis of performance degradation data for reliability assessment: A review / S. Li, Z. Chen, Q. Liu, W. Shi, K. Li // IEEE Access. – 2020. – Vol. 8. – P. 74648–74678. – DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2987332.

15. Осинцева Е.А. Исследование свойств оценок максимального правдоподобия параметров Винеровской деградационной модели // Молодежь. Наука. Инновации. Т. 1: сборник докладов. – Владивосток, 2016. – C. 151–156.