Таблица 2

Легенда: А-анализ, Д-демонстрация, Т-тест, И-инспекция.

Для испытаний сложной техники широко применяют наземные стенды систем и компонентов, в том числе прочностные, где проводят статические и ресурсные испытания. Статические испытания определяют способность конструкции выдерживать высокие однократные нагрузки. Ресурсные испытания позволяют спрогнозировать поведение конструкции при повторяющихся нагрузках, характерных для типовой эксплуатации. В авиации, например, используют стенды для специальных испытаний, где проводят климатические тесты, а также испытания на внешние воздействия (попадание птиц, молниестойкость, пожаростойкость и др.). Полный набор базовых требований к испытаниям компонентов авиационной техники изложен в стандарте КТ-160 (DO-160G) «Условия окружающей среды и процедуры испытаний для бортового авиационного оборудования», содержащем 26 разделов. При работах по указанному стандарту используемые стенды должны быть предварительно сертифицированы на соответствие этим требованиям.

В общей сложности на этапе разработки нового гражданского самолета применяют от 20 до 50 наземных стендов в зависимости от уровня сложности решаемых технических задач. Поэтому следует стремиться замещать результатами виртуального моделирования поведения аэрокосмической, автомобильной, атомной и другой сложной техники значительную часть дорогостоящих наземных, летных и специальных испытаний.

Сложные динамические модели и виртуальное моделирование широко используют для принятия критических решений в области проектирования, разработки, производства и эксплуатации, для проверки эксплуатационных и нерасчетных режимов работы системы. Обоснование достоверности получения доброкачественных результатов моделирования достигается путем:

1) обеспечения правильной постановки задач моделирования (например, пользователи не могут вводить в расчет параметры, выходящие за пределы заданного диапазона режимов);

2) разработки процессов верификации и валидации инструментов, сертификации расчетных моделей на основе эксплуатационных данных и типовых экспериментов;

3) разработки и идентификации отраслевых стандартов для документации, управления конфигурацией и обеспечения качества моделирования;

4) разработки стандартного метода оценки достоверности результатов моделирования, представляемого уполномоченному органу, принимающему решения.

Технический лидер отвечает за обеспечение достоверности результатов этих мероприятий по моделированию. В ряде случаев на практике можно сократить плановые сроки процессов тестирования. Для этого могут быть использованы:

a) легко проверяемые требования;

b) пошаговые руководства по планированию, проведению и обработке испытаний;

c) модели и виртуальное моделирование;

d) надежная конструкция для изменения параметров компонента, процесса изготовления;

e) стандартизация процессов и документов;

f) применение ускоренных эквивалентно-циклических испытаний;

g) доступность испытательного оборудования (стендов) и измерительных систем;

h) независимость компонентов системы;

i) эмулятор оборудования для непроверенного программного обеспечения;

j) проверенное программное обеспечение для непроверенного оборудования;

k) модульное, «восходящее» (снизу-вверх) тестирование;

l) готовый план испытаний и процедуры тестирования, контроль критического пути графика работ.

В качестве примера важности верификации в космической программе рассмотрим происшествие с аппаратом Genesis в 2004 г. Он был запущен NASA в 2001 г. для сбора и анализа заряженных частиц, выдуваемых из короны Солнца (солнечного ветра). По плану возвращения на Землю, после входа в атмосферу капсула должна была выпустить первичный парашют, который бы замедлил и стабилизировал падение. Затем должен был раскрыться основной парашют для совершения мягкой посадки. Оба парашюта не сработали при приземлении, аппарат разбился о землю на скорости 350 км/час. Два разных комплекта контрольных датчиков (срабатывавших по величине ускорения торможения и по росту температуры) были включены наоборот (сравнительно со спецификациями). После работы аварийной комиссии выявлены причины происшествия: