30 Апр

МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ РЕАЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Вопросы корректного прогнозирования сроков исполнения космических экспериментов (КЭ), приобретают особое значение в связи с ужесточением требований к экономической отдаче космических программ. Однако, возникают ситуации, когда однажды зафиксированные нормативы на исполнение этапов КЭ не позволяют с достаточной степенью точности спрогнозировать срок его исполнения. Планирование космических экспериментов всё жёстче требует соответствующих методик, позволяющих обоснованно спрогнозировать сроки их исполнения,  учитывая характеристики реализующей его научной аппаратуры (НА) и уровень развития космической отрасли.

В настоящей работе предлагается методика, позволяющая осуществлять прогноз срока исполнения КЭ на основе комплексного подхода к прогнозированию, учитывая изменчивость обстановки в космической отрасли, особенности КЭ и характеристики НА.

В общем виде зависимость срока исполнения КЭ ( ) от характеристик НА и особенностей КЭ на текущем этапе можно представить в виде следующей функции:

Основой предлагаемой методики для прогноза является срок исполнения КЭ-аналога, по которому число корректировок минимально. Данное правило сформулировано, исходя из теоретической предпосылки адекватности срока реализации КЭ, сходного по всем рассматриваемым характеристикам НА и КЭ с объектом прогноза. Обязательным условием является также то, что выборка КЭ-аналогов формируется так, чтобы их сроки реализации отстояли относительно недалеко от КЭ являющегося объектом прогноза. Последнее условие позволяет учитывать динамику изменения ситуации в отрасли.

Методика включает ряд шагов.

На шаге 1 формируется выборка космических экспериментов, сопоставимых по времени и условиям их реализации. Например, выбирают горизонт временного интервала 3 года и рассматривают КЭ, реализованные за последние 3 года, а условие реализации задают как место реализации — МКС.

На шаге 2 для КЭ, вошедших в выборку, определяется набор характеристик, от которых зависит срок исполнения КЭ и по которым будет производиться сравнение. Указанные характеристики называют [1, с. 112] элементами сравнения и определяют экспертным методом, либо статистическим методом с учётом их значимости.

На шаге 3 определяют поправки к срокам исполнения КЭ-аналогов, связанные с различием этих КЭ по заданным элементам сравнения. Для этого применяют следующие методы:

  • экспертный (поправки определяет эксперт);
  • статистический (поправки определяют на основе корреляционно-регрессионного анализа);
  • метод задания абсолютных сроков (элементу сравнения ставят в соответствие поправку в абсолютном выражении на основе опытных данных или данных о регламенте подготовки КЭ);
  • метод парных коэффициентов.

Суть метода парных коэффициентов состоит в том, что поправку вычисляют, используя данные о тех КЭ, которые существенно отличаются друг от друга только по одному элементу сравнения. Поправку задают в процентном или в абсолютном выражении. Процентные поправки определяют по следующей формуле:

На шаге 4 определяют искомый прогнозируемый срок исполнения КЭ, согласуя между собой скорректированные сроки исполнения КЭ-аналогов, полученные на базе всех упомянутых методов (экспертного, статистического, задания абсолютных сроков и парных коэффициентов). Для этого определяют средневзвешенное значение скорректированных сроков КЭ-аналогов, используя данные о количестве корректировок для того или иного аналога. Формула расчёта веса j-го аналога

Для примера применения предлагаемой методики использована база данных ОАО «РКК «Энергия».

Исходными данными для примера являются следующие условия. Рассмотрен КЭ со следующими параметрами реализации, приведенными в таблице 1.

Элементы сравнения Объект прогноза
Год начала 2015
Число интерфейсов 5
Необходимость ТМИ нет
Необходимость в навигации нет
Потребности в точной ориентации да
Необходимость в ВКД да
Масса 30
Габариты (макс), м 3
Энергопотребление, Вт 5

Предлагается с помощью предлагаемой методики оценить срок реализации данного КЭ.

На шаге 1 определена следующая выборка КЭ: РТКС, Фон, Климат, Тахомаг и Солнце-Терагерц.

На шаге 2 экспертным методом сформирован набор элементов сравнения указанных КЭ, включающий работы по подготовке КЭ, число интерфейсов, требуемых для научной аппаратуры, используемой в рамках КЭ, потребности в ТМИ-обмене в процессе КЭ, навигации, ориентации, необходимости проведения работ в открытом космосе (Внекорабельная деятельность экипажа, ВКД), а также энергомассогабаритные показатели НА.

Исходные данные для проведения последующих расчётов были сведены в таблицу 2.

Элементы сравнения Объект прогноза РТКС Фон Климат Тахомаг Солнце-Терагерц
  0 1 2 3 4 5
Срок исполнения КЭ, дн ? 73 585 332 269 477
Год начала 2015 2014 2013 2011 2012 2013
Количество интерфейсов 5 1 5 7 7 4
Необходимость ТМИ нет нет да да да да
Необходимость в навигации нет нет нет да да нет
Потребности в точной ориентации да нет да да да да
Необходимость ВКД да да да да да да
Масса 30 5 21 55 50 49
Габариты (макс), м 3 0,3 0,4 0,8 1,2 0,5
Энергопотребление, Вт 5 5 95 195 125 55

На шаге 3 определялись поправки. Подчеркнём, что сроки, указанные в данном примере не являются реальными, а использованы исключительно в целях демонстрации работы методики.

Экспертным методом определялись поправки, связанные с необходимостью ТМИ, навигации и ориентации. Эксперт сообщил, что поправки для каждого из указанных элементов сравнения составляют +6 дней (см. таблицу 3).

Элементы сравнения Удлинение срока
Необходимость ТМИ 6 дн
Необходимость в навигации 6 дн
Потребности в точной ориентации 6 дн

Статистическим методом определялась поправка по элементу сравнения «Необходимость ВКД». Удлинение срока согласования определялось как медианное значение по выборке из 5-ти транзакций. Расчёты осуществлялись с помощью ПО MS Excel. Результаты расчёта представлены в таблице 4.

Элементы сравнения РТКС Фон Климат Тахомаг Солнце-Терагерц Медиана
Удлинение срока согласования пункта ТЗ «Необходимость ВКД» , дн 25 1 15 35 26 25

Таким образом, необходимость выполнения операций вне корабля удлиняет срок согласования КЭ в среднем на 25 дней.

Метод задания абсолютных сроков применялся для элементов сравнения «Энергопотребление», «Масса» и «Габариты» (см. таблицу 5).

Параметр КЭ Опытным путём Согласно регламента Регламент, задан документом
Энергопотребление 0 -49 Вт 1  
Энергопотребление 50 -99 Вт 25    
Энергопотребление 100 Вт и более 40    
Масса до 19 кг   6 ГОСТ ХХХ
Масса от 20 до 60   40 ГОСТ ХХХ
Габариты менее 1,3 м 1    
Габариты более 1,3 м 60    

Метод парных коэффициентов применялся для определения поправок к элементам сравнения «Год начала» и «Количество интерфейсов»
(см. таблицы 6 и 7). Расчёты осуществлялись с помощью ПО MS Excel.

Элементы сравнения Фон Солнце-Терагерц Поправка Примечание
  2 5    
Срок исполнения КЭ, дн 585 477 23% Количество интерфейсов
Год начала 2013 2013    
Количество интерфейсов 5 4    
Необходимость ТМИ да да    
Необходимость в навигации нет нет    
Потребности в точной ориентации да да    
Необходимость в ВКД да да    
Масса 21 49    
Габариты (макс), м 0,4 0,5    
Энергопотребление, Вт 95 55    
Элементы сравнения Климат Тахомаг Поправка Примечание
  3 4    
Срок исполнения КЭ, дн 332 269 -19% Год начала
Год начала 2011 2012    
Число интерфейсов 7 7    
Необходимость ТМИ да да    
Необходимость в навигации да да    
Потребности в точной ориентации да да    
Необходимость в ВКД да да    
Масса 55 50    
Габариты (макс), м 0,8 1,2    
Энергопотребление, Вт 195 125    

Результаты расчёта поправок, полученные методом парных коэффициентов, сведены в таблицу 8.

Поправка по методу парных коэффициентов Значение РТКС Фон Климат Тахомаг Солнце-Терагерц
Поправки на интерфейсы 0,23 0,91 0,00 -0,45 -0,45 0,23
Поправка на год -0,19 -0,19 -0,38 -0,76 -0,57 -0,38

Результаты расчёта поправок, полученные всеми 4-мя методами, сведены в таблицу 9.

Параметр КЭ Значение поправки (абс. дн. или отн. %) Метод прогноза Примечание
Необходимость ТМИ +6 экспертн  Один эксперт
Необходимость в навигации +6 экспертн  Один эксперт
Потребности в точной ориентации +6 экспертн   Один эксперт
Удлинение срока согласования пункта ТЗ «Необходимость в ВКД» , дн  25 статистич медиана
Энергопотребление 0 -49 Вт 1 абсолютных  сроков Опытным путём
Энергопотребление 50 -99 Вт 25 абсолютных  сроков Опытным путём
Энергопотребление 100 Вт и более 40 абсолютных  сроков Опытным путём
Масса до 19 кг 6 абсолютных  сроков ГОСТ ХХХ
Масса от 20 до 60 40 абсолютных  сроков ГОСТ ХХХ
Габариты менее 1,3 м 1 абсолютных  сроков Опытным путём
Габариты более 1,3 м 60 абсолютных  сроков Опытным путём
Поправки на интерфейсы 0,23 парных коэффициентов относительная поправка
Поправка на год -0,19 парных коэффициентов относительная поправка

Далее определялись корректировки, число коррекций и значения весовых коэффициентов для каждого из КЭ-аналогов (см. таблицу 10).

Элементы сравнения Объект прогноза РТКС Фон Климат Тахомаг Солнце-Терагерц
  0 1 2 3 4 5
Срок исполнения КЭ, дн   73 585 332 269 477
Год начала 2015 2014 2013 2011 2012 2013
Процентная поправка 0 -19% -38% -76% -57% -38%
Коррекция на число дней   -14 -222 -252 -153 -181
Различие   1 1 1 1 1
Число интерфейсов 5 1 5 7 7 4
Процентная поправка 0 91% 0% -45% -45% 23%
Коррекция на число дней   66 0 -150 -122 108
Различие   1 0 1 1 1
Необходимость ТМИ нет нет да да да да
Связанное число дней 0 0 6 6 6 6
Коррекция на число дней   0 -6 -6 -6 -6
Различие   0 1 1 1 1
Необходимость в навигации нет нет нет да да нет
Связанное число дней 0 0 0 6 6 6
Коррекция на число дней   0 0 -6 -6 -6
Различие   0 0 1 1 0
Потребности в точной ориентации да нет да да да да
Связанное число дней 6 0 6 6 6 6
Коррекция на число дней   -6 0 0 0 0
Различие   1 0 0 0 0
Необходимость в ВКД да да да да да да
Связанное число дней 25 25 25 25 25 25
Коррекция на число дней   0 0 0 0 0
Различие   0 0 0 0 0
Масса 5 5 21 55 50 49
Связанное число дней 40 6 40 40 40 40
Коррекция на число дней   -34 0 0 0 0
Различие   0 0 1 1 0
Габариты (макс), м 3 0,3 0,4 0,8 1,2 0,5
Связанное число дней 60 1 1 1 1 1
Коррекция на число дней   -59 -59 -59 -59 -59
Различие   1 1 1 1 1
Энергопотребление, Вт 5 5 95 195 125 55
Связанное число дней 1 1 25 40 40 25
Коррекция на число дней   0 24 39 39 24
Различие   0 1 1 1 1
Скорректированный срок   26 322 -102 -38 357
Всего различий 0 4 4 7 7 5
Значимость аналога, баллы   0,25 0,25 0,14 0,14 0,20
Сумма баллов 0,99          
Вес   0,25 0,25 0,14 0,14 0,20

На шаге 4 производилось согласование и получение окончательного результата – прогноза срока исполнения КЭ. Результаты были сведены в таблицу 11.

Элементы сравнения Объект прогноза РТКС Фон Климат Тахомаг Солнце-Терагерц
  0 1 2 3 4 5
Срок исполнения КЭ, дн 140 73 585 332 269 477
Год начала 2015 2014 2013 2011 2012 2013
Число интерфейсов 5 1 5 7 7 4
Необходимость ТМИ нет нет да да да да
Необходимость в навигации нет нет нет да да нет
Потребности в точной ориентации да нет да да да да
Необходимость в ВКД да да да да да да
Масса 30 5 21 55 50 49
Габариты (макс), м 3 0,3 0,4 0,8 1,2 0,5
Энергопотребление, Вт 5 5 95 195 125 55
Скорректированный срок   26 322 -102 -38 357
Вес аналога   0,25 0,25 0,14 0,14 0,20
Средневзвешенный срок 140

Таким образом, искомая величина прогнозируемый срок реализации КЭ по методу парных коэффициентов составляет 140 дней. Стоит заметить, что исходные данные для предложенной методики учли текущую ситуацию в космической отрасли, т.к. выбирались из аналогов в рамках 3-х летнего горизонта.

Проверка предложенной методики проводилась по более широкому спектру экспериментов ОАО «РКК «Энергия» и показала приемлемое согласование полученного результата со сроками исполнения реальных проектов.

Выводы:

  1. В настоящее время отсутствует методика, позволяющая по характеристикам НА и КЭ оценить срок подготовки КЭ к исполнению.
  2. Предлагаемая методика позволяет спрогнозировать срок подготовки КЭ к исполнению по характеристикам НА и КЭ.
  3. Практическое применение предлагаемой методики показало приемлемое согласование её прогноза с уже реализованными космическими экспериментами. Таким образом, работоспособность предлагаемой методики имеет практическое значение.

Список литературы:

  1. Оценочная деятельность. Оценка стоимости имущества. Кн. 2: учебное пособие / под ред Косоруковой И.В., М.: Маркет ДС, 2009, -728с.
  2. Федеральный стандарт оценки «Общие понятия, подходы к оценке и требования к проведению оценки (ФСО №1), утв. приказом Министерства экономического развития и торговли Российской Федерации от 20 июля 2007 г. №256.
    МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ РЕАЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
    Written by: Пичугин Сергей Борисович Соавторы: Марков Александр Викторович, Гайфутдинова Анастасия Григорьевна, Промтова Светлана Семеновна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 04/08/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)
    Available in: Ebook