Актуальность работы. Развитие национальной экономики, новейших технологий, современных информационных и других услуг обеспечивается системой мер, формируемых промышленной политикой государства. Ее энергичное и последовательное осуществление позволит России обеспечить высокое качество жизни населения, сохранить себя в качестве одной из мировых держав, занять достойное место в глобальной экономике.
Активная промышленная политика, нацеленная па модернизацию национальной экономики и переход к инновационным формам хозяйствования является обязательной и решающей предпосылкой преодоления последствий социально-экономического кризиса, поразившего Россию на рубеже XX и XXI веков. Наибольший урон этот кризис нанес отраслям, критически важным для развития страны — машиностроению и высокотехнологичным производствам.
Нынешнее положение дел в России, когда расходы на исследования и разработки, осуществляемые из всех источников, в 25 раз меньше, чем в США, в 9,2 раза меньше, чем в Японии, в 5 раз меньше, чем в Германии, и в 4,8 раза меньше, чем в Китае, не позволяет поддерживать отечественный научно-технический потенциал на ранее достигнутом уровне. Самое главное — нельзя допустить, чтобы были утрачены те серьезные и далеко не полностью использованные заделы и возможности, которыми располагает наша страна. Производство наукоемкой продукции обеспечивают примерно 50−55 макротехнологий, из которых Россия обладает 17 и могла бы претендовать на 10−15% мирового рынка наукоемкой продукции [41]. В этой связи представляется, что необходимо по-новому подойти к формированию структуры исследований и разработок в промышленности.
Значительная часть исследований осуществляется применительно к отраслям российской тяжелой индустрии, тогда как в развитых странах идет переориентация на создание новых наукоемких продуктов на стыке различных областей знаний.
Следует отметить, что в 70−90-х годах было разработано большое количество наукоемких сложных технических систем, и первую очередь и таких отраслях экономики, как авиакосмическая промышленность, автотранспорт, топливно-энергетический комплекс, медицинское оборудование и др. По своим техническим характеристикам эти системы ни в чем не уступали, а по ряду параметров и в настоящее время превосходят зарубежные аналоги.
В то же время тенденции развития наукоемких систем указывают на объективную необходимость внедрения современной вычислительной техники и автоматизированных систем, обеспечивающих интеллектуализацию их эксплуатации.
В связи с этим, а также учитывая проблему с широкомасштабным финансированием новых разработок, большой интерес представляет проблематика совершенствования и развития существующих образцов сложных технических систем на основе интеллектуализации процессов их эксплуатации.
Наиболее ярким и типичным представителем класса сложных технических систем являются образцы современного вооружения. Отечественное вооружение всегда считалось и продолжает считаться одним из лучших в мире. Поэтому представляется вполне обоснованным рассмотреть возможные пути совершенствования и развития существующих образцов сложных технических систем на основе интеллектуализации процессов их эксплуатации на примере конкретных образцов вооружения. В этом плане наибольший интерес представляют системы зенитного ракетного вооружения, где в наиболее концентрированном виде сосредоточены наукоемкие отечественные разработки, относящиеся к большому числу отраслей науки и техники.
Исследование проблем интеллектуализации процессов эксплуатации систем зенитного ракетного вооружения в настоящей работе осуществлялось исключительно на основе опубликованных открытых источников и не носит закрытого характера.
Для современного этапа развития вооружения характерен систематический рост всех видов затрат на его создание. Эта тенденция имеет свои объективные причины: усложнение конструкций, насыщенность электронным оборудованием, использование дорогостоящих материалов, увеличение затрат на испытания и ремонт образцов вооружения и т. д.
На основе рационального согласовании материальных потребностей Вооруженных Сил с возможностями отечественной экономики и выделяемыми на оборону страны ресурсами формируются основные военно-технические концепции и направления развития средств вооруженной борьбы в целом и их отдельных компонентов на определенный период, долгосрочные программы и планы развития вооружения и военной техники, а также программы и планы развития военно-экономической базы страны и ее составных частей.
Определяющей чертой военной экономики является особая роль фазы распределения. Именно в сфере распределения при утверждении военного бюджета устанавливается какая продукция и в каком объеме может быть закуплена Вооруженными Силами, а следовательно, должна быть произведена военной экономикой. В сфере распределения через формирование военного бюджета по существу устанавливаются размеры и структура военного производства и всей военно-экономической деятельности, Выделение ассигнований на конкретную военную программу создает финансовую основу для ее выполнения.
Вопросам развития вооружения и военной техники (ВиВТ), разработки и производства перспективных систем и средств ВиВТ, оснащение ими Вооруженных Сил политическим руководством страны уделяется в последние годы повышенное внимание. Создается соответствующая законодательная база. В этой связи слсдуст отмстить такие Федеральные законы, как закон «Об обороне» (1992 год), закон «О государственном оборонном заказе» (1995 год), закон «О военно-техническом сотрудничестве Российской Федерации с иностранными государствами» (1998 год). Особые акценты на развитие ВиВТ расставлены в «Концепции национальной безопасности Российской Федерации», утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 10 января 2000 года.
Для сохранения и развития научно-технического потенциала оборонно-промышленного комплекса (ОПК), создающего новые ВиВТ, предназначена Федеральная целевая программа «Реформирование и развитие оборонно-промышленного комплекса (2002;2006 годы)», утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 11 октября 2001 года № 713.
Механизмы реализации этих основополагающих документов находятся в стадии формирования.
В то же время государство в настоящее время и в ближайшей перспективе пс будет иметь возможности изыскать потребные бюджетные ассигнования для финансирования оборонного заказа. Кроме того, реальное состояние предприятий ОПК, на улучшение которого государство также не может изыскать необходимые средства, не позволяет осуществлять производство современного вооружения и его поставку в войска в нужных масштабах. Это неоднократно подчеркивалось в выступлениях Президента России, Министра обороны Российской Федерации и начальника Генерального штаба Вооруженных Сил Российской Федерации. 4.
Наряду с этим, следует отметить, что на вооружении Российской Армии, армий СНГ и в дальнем зарубежье находится большое количество ВиВТ советского производства. Одним из возможных путей развития этих образцов ВиВТ является их модернизация. Традиционные направления модернизации вооружения состоят, как правило, в повышении тактико-технических характеристик (ТТХ), включающих дальность действия, скорострельность, канальность систем, их помехозащищенность и т. д.
Объективно сложившаяся экономическая ситуация в России не позволяет пользоваться традиционными методами модернизации ВиВТ в необходимых масштабах, так как это требует значительных объемов ассигнований. При этом, по мнению как отечественных, так и западных экспертов, научно-технические достижения и технологические прорывы 70−80-х годов XX века, осуществленные отечественными разработчиками, позволяют созданному ими и находящемуся в эксплуатации ВиВТ по значениям своих ТТХ не только соответствовать современному уровню требований, но и еще несколько десятилетий быть вполне конкурентоспособными на мировых рынках оружия [65, 69].
В связи с нехваткой бюджетных средств на коренную модернизацию и перевооружение Вооруженных Сил (а также обслуживание экспортных закичои) требуется поиск путей продления сроков эффективного функционирования ВиВТ. За счет ряда доработок, в рамках существующего финансирования, эти сроки продлеваются, но такие работы носят, как правило, несистемный характер.
В то же время изменяются условия эксплуатации. Опыт боевого применения систем и средств вооружения, в том числе требования инозаказчиков, развитие инфраструктуры войск и их группировок требуют совершенствования и модернизации ВиВТ не только в известных «классических» направлениях, связанных с повышением ТТХ.
Широкомасштабное использование вычислительной техники и процессов автоматизации влечет за собой внедрение современных методов и способов сбора, хранения, поиска, обработки и выдачи информации в реальном масштабе времени, что и обеспечивает интеллектуализацию этапов жизненного цикла ВиВТ. Все это существенно повышает качество боевого применения ВиВТ.
Боевое применение напрямую связано с этапом эксплуатации ВиВТ. Под лч-еплуатацпеп ВпВТ, в соотвстстшш е ГОСТ, понимается стадия жизненного цикла ВиВТ с момента принятия их войсковой частью от завода-изготовителя или ремонтного предприятия, включая приведение в установленную степень готовности к использованию по назначению, поддержание в установленной степени готовности, использование по назначению, хранение и транспортирование ВиВТ. Прекращение эксплуатации ВиВТ реализуется путем снятия ВиВТ с эксплуатации и их списания.
Эксплуатация подавляющего количества существующего отечественного парка ВиВТ характеризуется отсутствием необходимых средств автоматизации, в первую очередь, в плане сбора, анализа и обобщения данных о техническом состоянии образцов ВиВТ, о наличии средств технического обеспечения. Это приводит к значительным временным затратам на подготовку решений по применению сил и средств технического обеспечения, нерациональному использованию ограниченных материальных и людских ресурсов.
В этих условиях актуальным и перспективным направлением совершенствования системы технического обеспечения и эксплуатационной среды в целом является внедрение в эти сферы информационных технологий, обеспечивающих поддержку жизненного цикла ВиВТ на этапе их эксплуатации. В силу того, что современные образцы ВиВТ представляют из себя сложные технические системы, их эксплуатация должна4 учитывать огромное количество факторов, влияющих на эффективность этого процесса. Внедрение современных информационных технологий может позволить существенно повысить эффективность эксплуатации ВиВТ, снизить затраты ресурсов, сократить потребный личный состав.
При прочих равных условиях, в первую очередь по техническим параметрам, существенным превосходством обладают системы ВиВТ, при эксплуатации которых в широких масштабах используются современные вычислительная техника и автоматизированные системы, обеспечивающие интеллектуализацию процессов эксплуатации.
В информатике под термином «интеллектуализация» понимается повышение степени интеллектуальности системы или устройства за счет передачи отдельных интеллектуальных функций человека технической системе (устройству) [69]. В этом понимании термин «интеллектуализация» используется в настоящей работе. При этом следует иметь в виду, что современные информационные технологии и их ключевая составляющаяинтеллектуализация тех или иных процессов базируются на достижениях в области информатики, вычислительной техники, коммуникационных систем.
Применительно к процессам эксплуатации ВиВТ интеллектуализация может включать ряд функций, в том числе: обеспечение объективного контроля ВиВТ в реальном масштабе времени (система технической диагностики), направленного на повышение качества технического обеспечения и продление сроков эксплуатации ВиВТиспользование интерактивных электронных технических руководств по эксплуатации, предназначенных для упорядочения организации эксплуатационной среды и, как следствие, повышения боевой готовностиобеспечение интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов ВиВТ, предназначенной для повышения надежности, оперативности и качества их работы.
В связи с этим находящиеся на этапе эксплуатации системьг-и средства ВиВТ, обладающие соответствующими современным требованиям ТТХ, могли бы быть подвергнуты модернизации именно в предлагаемом направлении, состоящем в интеллектуализации процессов их эксплуатации.
Исследования, направленные на разработку методов интеллектуализации процессов эксплуатации ВиВТ, в современных условиях приобретают исключительную значимость.
Востребованность разработки подобных методов, в силу существующей экономической и политической ситуации, связана с очевидной необходимостью оснащения Вооруженных Сил оружием с новыми качественными свойствами, необходимыми в процессе эксплуатации и боевого применения, возможностью роста объемов экспорта отечественных ВиВТ, их конкурентоспособности на внешнем рынке, что, в свою очередь, может привлечь необходимые инвестиции в российскую экономику.
Поэтому настоящее диссертационное исследование, посвященное разработке методов совершенствования существующего ВиВТ (зенитного ракетного вооружения) на основе интеллектуализации процессов его эксплуатации, представляется актуальным.
Цель диссертационного исследования состоит в обосновании и разработке, на примере зенитного ракетного вооружения противовоздушной обороны (ПВО), как одного из наиболее наукоемких и высокотехнологичных видов оружия, теоретических и организационно-методических аспектов совершенствования и развития существующего вооружения на основе интеллектуализации процессов его эксплуатации. Решение этой задачи сопряжено с проведением теоретических и прикладных исследований системных связей и закономерностей функционирования и развития ВиВТ ПВО, ориентированных на повышение эффективности управления ими.
Объектом диссертационного исследования являются существующие средства объектовой противовоздушной обороны — зенитные1- ракетные комплексы (ЗРК) С-125, С-75, С-200, зенитная ракетная система (ЗРС) С-300П и ее модификации, состоящие на вооружении Вооруженных Сил Российской Федерации, армий СНГ и поставленные инозаказчикам. Все сведения по объектам исследования взяты из открытых источников.
Предметом диссертационного исследования являются методы совершенствования процессов эксплуатации существующих средств противовоздушной обороны на основе интеллектуализации этих процессов.
Методы диссертационного исследования. Проведенные исследования базируются на современных методах системного анализа, исследования операций, теории информации, управления, системотехники, математического анализа и обработки информации.
Задачи диссертационного исследования. Для достижения поставленной цели r работе рассмотрены и решены следующие задачи:
1. Проведен сравнительный анализ отечественного зенитного ракетного вооружения и основных средств ПВО промышленно развитых стран.
2. Разработан метод реализации новых информационных технологий на этапе эксплуатации ВиВТ ПВО.
3. Предложены макеты электронных форм эксплуатационной документации.
4. Разработан метод обеспечения интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов зенитных ракетных систем и комплексов ПВО.
Научная новизна результатов диссертационного исследования.
1. В ходе разработки метода реализации новых информационных технологий на этапе эксплуатации ВиВТ ПВО: обоснованы общие положения оценки качества функционирования системы информационной поддержки ВиВТсформулированы основные принципы технической диагностики вооружения и военной техникисформирована структура данных интерактивного электронного технического руководства (ИЭТР) по эксплуатации зенитного ракетного вооруженияразработан предметноориентированный макет электронных форм эксплуатационной документации.
2. В процессе разработки метода обеспечения интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов зенитных ракетных систем и комплексов ПВО предложены пути создания: системы интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов в процессе их боевой работысистемы интеллектуальной поддержки деятельности боевых расчетов по техническому обслуживанию ВиВТсистемы интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов в процессе обучения и тренажасистемы интеллектуальной поддержки работоспособности операторов боевых расчетов.
3. Разработана модель динамики изменения работоспособности оператора боевого расчета в процессе деятельности и обоснованы рациональные состав и структура автоматизированных рабочих мест боевых расчетов.
Достоверность результатов диссертационного исследования обеспечивается за счет использования объективной исходной информации по ТТХ отечественных и иностранных ВиВТ, применения апробированных в мировой и отечественной практике методов, базирующихся на теориях системного анализа, исследования операций, управления, информатики.
Практическая значимость результатов диссертационного нсслсдоиапми. Полученные в диссертационной работе результаты, связанные с разработкой методического аппарата, предназначенного для совершенствования и развития существующих ВиВТ ПВО, могут быть использованы при решении широкого класса задач управления процессами развития вооружения и повышения конкурентоспособности продукции предприятий отечественного ОПК.
Разработанный методический аппарат носит достаточно универсальный характер и может быть использован предприятиями, связанными с созданном продукции общепромышленного назначения.
Положения, выносимые на защиту:
1. Принципы и методические подходы к совершенствованию и развитию существующих ВиВТ на основе интеллектуализации процессов их эксплуатации.
2. Метод реализации новых информационных технологий на этапе эксплуатации ВиВТ ПВО.
3. Метод обеспечения интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов зенитных ракетных систем и комплексов ПВО.
Внедрение результатов диссертационного исследования. Результаты исследований реализованы ОАО «Конструкторское бюро-1» в рамках Государственного оборонного заказа в НИР «Железка», в части разработки метода реализации новых информационных технологий на этапе эксплуатации ВиВТ ПВО, и в НИР «Обвод», в части разработки метода обеспечения интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов сложных систем и комплексов ПВО.
Публикации и апробация работы. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в десяти научных статьях [3,4,5,6,7,8,9,10,11,12] и трех отчетах о НИР [25,26,46], общим объемом принадлежащих автору 4,15 печатных листов.
Материалы исследований докладывались на научно-технической конференции Военной академии Республики Беларусь [10], научно-техническом семинаре ОАО «Конструкторское бюро-1».
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.
Выводы по главе 3.
Усложнение систем и комплексов ВиВТ, их оснащение средствами автоматизации и вычислительной техники все в большей степени предопределяет создание для боевых расчетов (операторов) специальных автоматизированных рабочих мест (АРМ). В связи с этим повышенное внимание должно уделяться вопросам интеллектуальной поддержки деятельности операторов, так как использование новых информационных технологий требует и новых подходов к информационному обеспечению этой специфической деятельности.
В настоящее время человек-оператор, в отличие от других компонент системы управления, охваченных комплексом встроенных и общесистемных средств контроля функционирования, достоверности передаваемой и обрабатываемой информации, остается вне зоны такого контроля. Адекватность его действий и реакций сложившимся условиям либо не контролируется, либо контролируется почти символически, поскольку чаще всего в этих целях используются простейшие методы, в принципе не позволяющие охватить целые классы операторских решений, особенно интеллектуального характера.
Проведенные исследования позволили обосновать рациональный состав средств интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов и разработать предложения по системам поддержки деятельности операторов в процессе боевой работы, при техническом обслуживании и ремонте ВиВТ, в процессе обучения и тренажа, предложить рациональный облик системы поддержки работоспособности операторов, разработать модель динамики изменения работоспособности оператора боевого расчета в процессе деятельности, обосновать состав и структуру автоматизированных рабочих мест.
Показана ориентировочная стоимость выпускаемых средств аппаратного обеспечения АРМ. В связи с тем, что эта стоимость относительно невысока, возможные затраты на формирование систем интеллектуальной поддержки деятельности операторов ПВО могут рассматриваться как вполне реализуемые.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
1. В диссертации выполнены теоретические и прикладные исследования системных связей и закономерностей функционирования и развития сложных технических систем — ВиВТ ПВО с использованием современных методов системного анализа, исследования операций, теории информации, управления, системотехники, математического анализа и обработки информации и на этой основе разработаны методы совершенствования и развития существующего зенитного ракетного вооружения противовоздушной обороны на основе интеллектуализации процессов его эксплуатации, направленные на повышение эффективности эксплуатационных и боевых возможностей вооружения ПВО, а также на развитие научно-технического потенциала оборонных предприятий и повышение конкурентоспособности производимой ими продукции: метод реализации новых информационных технологий на этапе эксплуатации ВиВТ ПВО, который позволяет обосновать общие положения оценки качества функционирования системы информационной поддержки процесса эксплуатации и сформулировать основные принципы технической диагностики ВиВТ. Реализация этого метода позволит повысить качество технического обеспечения и продление сроков эксплуатации ВиВТ, сформировать структуру данных интерактивного электронного технического руководства по эксплуатации зенитного ракетного вооружения и разработать предметноориентированный макет электронных форм эксплуатационной документацииэлектронный макет" образца ВиВТ в форме интерактивного электронного технического руководства, использование которого позволяет существенно упорядочить организацию эксплуатационной среды и, как следствие, повысить боевую готовность вооруженияметод интеллектуальной поддержки деятельности операторов боевых расчетов зенитных ракетных систем и комплексов ПВО, в том числе обоснованы пути создания систем интеллектуальной поддержки, обеспечивающих работоспособность операторов па требуемом уровне в процессе боевой работы, в процессе технического обслуживания ВиВТ, в процессе обучения и тренажамодель динамики изменения работоспособности оператора боевого расчета, обоснованы состав и структура автоматизированных рабочих мест, позволяющая вырабатывать рекомендации по повышению надежности, оперативности и качества работы операторов боевых расчетов.
2. Реализация предложенных методов позволит существенно повысить эффективность эксплуатации ВиВТ, снизить затраты ресурсов, сократить потребный личный состав. Все это существенно повышает качество боевого применения ВиВТ.
3. Разработанный в диссертации методический аппарат носит достаточно универсальный характер и может быть использован предприятиями, связанными с созданием наукоемкой продукции военного, двойного и общепромышленного назначения.
4. Реализация разработанных методов совершенствования существующего вооружения на основе интеллектуализации процессов его эксплуатации позволит сократить затраты на оснащение Вооруженных Сил Российской Федерации вооружением с новыми свойствами, необходимыми в процессе эксплуатации и боевого применения, может способствовать росту отечественного экспорта ВиВТ, их конкурентоспособности на международных рынках оружия, что, в свою очередь, может привлечь необходимые инвестиции в российскую экономику.
Подобный подход применим к совершенствованию и развитию существующих образцов сложных технических систем самого широкого спектра.
Все исследования, касающиеся систем зенитного ракетного вооружения, в настоящей работе осуществлялось исключительно на основе опубликованных открытых источников и не носит закрытого характера.
