priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2022-65-11-802-812pribor-287Research ArticleМЕТОДОЛОГИЯ И ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИMETHODOLOGY AND TECHNOLOGIES FOR COMPLEX OBJECTS CONTROLПланирование реконфигурации многорежимных сложных объектовPlanning the reconfiguration of multi-mode complex objectsПавловА. Н.PavlovA. N.

Александр Николаевич Павлов — д-р техн. наук, профессор, кафедра автоматизированных систем управления космических комплексов; лаборатория информационных технологий в системном анализе и моделировании; ведущий научный сотрудник

Санкт-Петербург

Alexander N. Pavlov — Dr. Sci., Professor, Department of Automated Control Systems for Space Complexes; St. Petersburg Institute for Informatics and Automation of the RAS, Laboratory of Information Technologies in System Analysis and Modeling; Leading Researcher

St. Petersburg

pavlov62@list.ruУмаровА. Б.UmarovA. B.

Александр Бахтиёрович Умаров — адъюнкт; кафедра автоматизированных систем управления космических комплексов

Санкт-Петербург

Alexander B. Umarov — Post-Graduate Student; Department of Automated Control Systems for Space Complexes

St. Petersburg

antropicier737@gmail.comПавловД. А.PavlovD. A.

Дмитрий Александрович Павлов — канд. техн. наук; кафедра технологий и средств комплексной обработки и передачи информации в АСУ; преподаватель

Санкт-Петербург

Dmitry A. Pavlov — PhD; Department of Technologies and Tools for Complex Processing and Transmission of Information in Automated Control System; Lecturer

St. Petersburg

dpavlov239@mail.ruГордеевА. В.GordeevA. V.

Андрей Владимирович Гордеев — адъюнкт; кафедра автоматизированных систем управления космических комплексов

Санкт-Петербург

Andrey V. Gordeev — Post-Graduate Student; Department of Automated Control Systems for Space Complexes

St. Petersburg

grd611@bk.ruВоенно-космическая академия им. А. Ф. Можайского; Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр Российской академии наукA. F. Mozhaisky Military Space Academy; St. Petersburg Federal Research Center of the RASВоенно-космическая академия им. А. Ф. МожайскогоA. F. Mozhaisky Military Space Academy2022021220246511802812Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/287

Представлен подход к планированию реконфигурации сложных многорежимных объектов в условиях заданной или неизвестной циклограммы режимов функционирования. Предложенный подход основан на концепции комплексного (системного) моделирования, концепции параметрического генома структуры с учетом функциональных и технологических особенностей исследуемого объекта. Наряду с классической „слепой“ технологией реконфигурации рассмотрена технология структурно-функциональной реконфигурации, реализующая смену структурных состояний исследуемых объектов как при возникновении нештатных ситуаций, так и в процессе планового функционирования в целях повышения надежности и увеличения сроков функционирования объектов за счет равномерной нагрузки элементов. Проведен сравнительный анализ результатов планирования реконфигурации сложных многорежимных объектов на основе указанных технологий, продемонстрировавший преимущество технологии структурно-функциональной реконфигурации.

An approach to planning the reconfiguration of complex multi-mode objects under conditions of a given or unknown cyclogram of operating modes is considered. The proposed approach is based on the concept of complex (system) modeling, concept of parametric genome structure, taking into account the functional and technological features of the object under study. Along with the classical "blind" reconfiguration technology, the technology of structural and functional reconfiguration is considered, which implements the change of the structural states of the studied objects both in the event of emergency situations and in the process of planned functioning in order to improve the reliability and increase the duration of the functioning of objects due to the uniform load of elements. A comparative analysis of the results of planning the reconfiguration of complex multimode objects based on these technologies is carried out, advantages of the technology of structural and functional reconfiguration are demonstrated.

многорежимный сложный объектциклограмма режимов функционирования„слепая“ и структурно-функциональная реконфигурацияпараметрический геномкомплексное моделированиеmulti-mode complex objectcyclogram of functioning modes"blind" and structural-functional reconfigurationparametric genomecomplex modelingработа выполнена за счет гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 20-08-01046 в рамках бюджетной темы FFZF-2022-0004.the work was carried out at the expens of the Russian Foundation for Basic Research (grant N 20-08-01046), within the framework of the budget theme FFZF-2022-0004.ReferencesNayak A., Reyes Levalle R., Lee S., Nof S. Y. Resource sharing in cyber-physical systems: modelling framework and case studies // Intern. Journal of Production Research. 2016. Vol. 54, N 23. P. 6969—6983.Nayak A., Reyes Levalle R., Lee S., Nof S.Y. International Journal of Production Research, 2016, no. 23(54), pp. 6969–6983.Theorin A. An event-driven manufacturing information system architecture for Industry 4.0 // Intern. Journal of Production Research. 2016. P. 1297—1311.Theorin A. International Journal of Production Research, 2016, рp. 1297–1311.Mehdi Jafari. Optimal redundant sensor configuration for accuracy increasing in space inertial navigation system // Aerospace Science and Technology. 2015. Vol. 47. P. 467—472.Mehdi J. Aerospace Science and Technology, 2015, vol. 47, pp. 467–472.Черкесов Г. Н., Недосекин А. О., Виноградов В. В. Анализ функциональной живучести структурно-сложных технических систем // Надежность. 2018. № 2(18). С. 17—24.Cherkesov G.N., Nedosekin A.O., Vinogradov V.V. Reliability-2018, 2018, no. 2(18), pp. 17–24. (in Russ.)Охтилев М. Ю., Соколов Б. В. Юсупов Р. М., Стыскин М. М., Джао В. Ю-Д. Концепция и технологии проактивного управления жизненным циклом изделий // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 2. С. 187—190.Okhtilev M. Yu., Sokolov B. V., Yusupov R. M., Styskin M. M., Gao Un.-D. Journal of Instrument Engineering, 2020, no. 2(63), pp. 187–190. (in Russ.)Охтилев М. Ю., Соколов Б. В., Юсупов Р. М. Интеллектуальные технологии мониторинга и управления структурной динамикой сложных технических объектов. М.: Наука, 2006. 410 с.Okhtilev M.Yu., Sokolov B.V., Yusupov R.M. Intellektual'nyye tekhnologii monitoringa sostoyaniya i upravleniya strukturnoy dinamikoy slozhnykh tekhnicheskikh ob"yektov (Intelligent Technologies for Monitoring the State and Managing the Structural Dynamics of Complex Technical Objects), Moscow, 2006, 410 р. (in Russ.)Battaïa O., Dolgui A., Guschinsky N. Decision support for design of reconfigurable rotary machining systems for family part production // Intern. Journal of Production Research. 2017. Vol. 55, N 5. P. 1368—1385.Battaïa O., Dolgui A., Guschinsky N. International Journal of Production Research, 2017, no. 5(55), pp. 1368–1385.Павлов А. Н. Комплексное моделирование структурно-функциональной реконфигурации сложных объектов // Тр. СПИИРАН. 2013. № 5(28). С.143—168.Pavlov A.N. Trudy SPIIRAN (SPIIRAS Proceedings), 2013, no. 5(28), рр. 143–168. (in Russ.)Pavlov A. N., Vorotyagin V. N., Pavlov D. A., Zakharov V. V. Methodology of Structural-Functional Synthesis for the Small Spacecraft Onboard System Appearance // Stability and Control Processes, SCP 2020; Lecture Notes in Control and Information Sciences – Proc. of the 4th Intern. Conf. Dedicated to the Memory of Professor Vladimir Zubov. Cham: Springer, 2022. P. 687—694.Pavlov A.N., Vorotyagin V.N., Pavlov D.A., Zakharov V.V. Stability and Control Processes. SCP 2020. Lecture Notes in Control and Information Sciences, Proc. of the 4th Intern. Conf. Dedicated to the Memory of Professor Vladimir Zubov, Springer, Cham, 2022, pp. 687–694.Павлов А. Н., Павлов Д. А., Алешин Е. Н., Воротягин В. Н., Умаров А. Б. Моделирование и анализ структурно-функциональной надежности сложных многорежимных объектов // Тр. ВКА им. А. Ф. Можайского. 2021. № 677. С. 186—194.Pavlov A.N., Pavlov D.A., Aleshin E.N., Vorotyagin V.N., Umarov A.B. Proceedings of the Mozhaisky Military Space Academy, 2021, no. 677, pp. 186–194 (in Russ.)Поленин В. И., Рябинин И. А., Свирин С. К., Гладкова И. А. Применение общего логико–вероятностного метода для анализа технических, военных организационно–функциональных систем и вооруженного противоборства: Монография / Под ред. А. С. Можаева. СПб: Рег. отд. РАЕН, 2011. 416 с.Polenin V.I., Ryabinin I.A., Svirin S.K., Gladkova I.A. Primeneniye obshchego logiko-veroyatnostnogo metoda dlya analiza tekhnicheskikh, voyennykh organizatsionno-funktsional'nykh sistem i vooruzhennogo protivoborstva (Application of the General Logical-Probabilistic Method for the Analysis of Technical, Military Organizational and Functional Systems and Armed Confrontation), St. Petersburg, 2011, 416 р. (in Russ.)Павлов А. Н., Воротягин В. Н., Кулаков А. Ю., Умаров А. Б. Исследование структурно-функциональной надежности малых космических аппаратов при решении задач ориентации // Информатизация и связь. 2020. № 4. С. 156—164.Pavlov A.N, Kylakov A.Yu., Vorotyagin V.N., Umarov A.B. Informatization and communication, 2020, no. 5, pp. 132–140. (in Russ.)Павлов А. Н., Павлов Д. А., Умаров А. Б. Метод оценивания показателей живучести бортовых систем малых космических аппаратов в условиях изменяющихся режимов функционирования и деструктивных воздействий // Тр. МАИ. 2021. № 120. С. 1—29.Pavlov A., Pavlov D., Umarov A. Trudy MAI, 2021, no. 120, pp. 1–29. (in Russ.)Structural and functional analysis of supply chain reliability in the presence of demand fluctuations / A. N. Pavlov, D. A. Pavlov, V. N. Vorotyagin, A. B. Umarov // Proc. Models and Methods for Researching Information Systems in Transport 2020 (MMRIST 2020), St. Petersburg, Russian Federation, Dec. 11—12, 2020. CEUR-WS 2021. Vol. 2803. P. 61—66.Pavlov A.N., Pavlov D.A., Vorotyagin V.N., Umarov A.B. Proceedings of Models and Methods for Researching Information Systems in Transport 2020 (MMRIST 2020), St. Petersburg, Dec. 11–12, 2020, CEUR-WS 2021, vol. 2803, рp. 61–66.Pavlov A. N., Umarov A. B., Aleshin Ye. N. Study of the structural significance of supply chain elements with variable order rate // Intelligent Transport Systems. Transport Security – 2021. CEUR-WS 2021. Vol. 2924. P. 1—8.Pavlov A.N., Umarov A.B., Aleshin Ye.N. Intelligent Transport Systems. Transport Security – 2021, CEUR-WS 2021, vol. 2924, рp. 1–8.Павлов А. Н., Павлов Д. А., Умаров А. Б., Гордеев А. В. Метод структурно-параметрического синтеза конфигураций многорежимного объекта // Информатика и автоматизация. 2022. № 4(21). С. 812—845.Pavlov A., Pavlov D., Umarov A., Gordeev A. Informatics and Automation, 2022, no. 4(21), pp. 812–845. (in Russ.)Methodology for supporting and making decisions on equipping the onboard equipment of a small spacecraft’s motion control system / A. N. Pavlov, D. A. Pavlov, V. N. Vorotyagin, A. Yu. Kulakov // Intern. Journal Risk Assessment and Management. 2021. Vol. 24, N 2/2/4. P. 126—139.Pavlov A.N., Pavlov D.A., Vorotyagin V.N., Kulakov A.Yu. International Journal Risk Assessment and Management, 2021, vol. 24, pp. 126–139.Кирилин А. Н., Ахметов Р. Н., Шахматов Е. В., Ткаченко С. И., Бакланов А. И., Салмин В. В., Семкин Н. Д., Ткаченко И. С., Горячкин О. В. Опытно-технологический малый космический аппарат „АИСТ-2Д“. Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2017. 324 с.Kirilin A.N., Akhmetov R.N., Shakhmatov E.V., Tkachenko S.I., Baklanov A.I., Salmin V.V., Semkin N.D., Tkachenko I.S., Goryachkin O.V. Opytno-tekhnologicheskiy malyy kosmicheskiy apparat "AIST-2D" (Experimental and technological small spacecraft "AIST-2D"), Samara, 2017, 324 р. (in Russ.)Шипов М. Г. Гашение угловых скоростей КА „Аист-2Д“ с использованием системы сброса кинетического момента // Вестн. Самар. ун-та. Авиационная и ракетно-космическая техника. 2019. № 2(18). С. 121—127.Shipov M.G. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering, 2019, no. 2(18), pp. 121–127. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.