АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ НАУЧНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ПИЛТИРУЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ

Долгосрочная программа научно-прикладных исследований

Процедура формирования этапной программы Задание на разработку (целевые установки) Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ

Критерии ранжирования экспериментов Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа Научная и/или практическая актуальность и ценность ожидаемых результатов; Возможность внедрения ожидаемых результатов в различных отраслях социально-экономической сферы на Земле; Приоритетность поставленной задачи среди других предложений на эту же тему; Эффективность международного партнерства (для работ по программам международного сотрудничества )

Критерии отбора экспериментов Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа при выполнении ограничений лимитированных расходуемых ресурсов где: Метод системного оценивания эффективного целевого использования многоцелевых ПКК A i = P s P i E i важность i-го исследования или эксперимента; РsРs сравнительная важность направления исследований; PiPi сравнительная важность решаемой задачи; EiEi полнота (качество) выполнения i-го эксперимента; R ki затраты к-го ресурса на выполнение i- го эксперимента; RkRk ограничение к-го расходуемого ресурса при реализации программы исследований и экспериментов на борту ПКК.

Формирование структуры программы Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа Система целей и задач по направлениям исследований, критерии их достижения (цели (задачи), критерии) Комплекс экспериментов и их постановщиков, обеспечивающих достижение целей, прогноз результатов (эксперименты по направлениям, результаты) Ресурсное обеспечение, необходимое для выполнения комплекса экспериментов (ресурсы) Организационное обеспечение, включая процедуры целевого управления, необходимое для реализации программы (организация управления реализацией) Разделы этапной программы

Анализ реализуемости КЭ Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа Особые условия Длительность поддержания специальной ориентации станции Количество кораблей "Прогресс" за период Количество кораблей "Союз" за период Численность экипажа Количество ВнеКД для реализации научной программы за период Скорость передачи научной информации Ограничивающие параметры Разрешенные габариты оборудования для переноса через люки (параллелепипед высотой 1200 мм и диагональю основания 750 мм) Обязательное наличие (использование) поворотной платформы - точность наведения на объект Максимальное пиковое обеспечение аппаратуры электроэнергией, Вт Масса отдельных блоков НА до 500 кг Среднесуточные затраты времени экипажа (исходя из 6 часового рабочего дня оператора)

Анализ реализуемости КЭ Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа

Задачи распределения ресурсов а) Задан перечень экспериментов и ресурсы ПКК. Распределить ресурсы между экспериментами таким образом, чтобы максимизировать некоторую меру эффективности программы НПИ или минимизировать ожидаемые затраты (издержки на реализацию программы). б) Заданы только ресурсы ПКК. Определить, какой состав экспериментов можно выполнить с учетом этих ресурсов, чтобы обеспечить максимум некоторой меры эффективности программы полета ПКК. в) Заданы только эксперименты. Определить, какие ресурсы ПКК необходимы для того, чтобы минимизировать суммарные издержки на их реализацию.

Ресурсное согласование Невозобновляемые ресурсы Объем внутри гермоотсека (ГО) для размещения научной аппаратуры, м 3 Количество мест с электроразъемами для размещения НА в ГО Количество мест в ГО, снабженных вакуумным интерфейсом Количество мест в ГО, снабженных тепловым интерфейсом Количество мест в ГО, снабженных виброплатформой Количество мест для размещения ПН Вне ГО (по типам) Количество мест с электроразъемами для размещения НА Вне ГО Количество команд управления, выделенных для управления НА Количество ТМ-параметров, выделенных для НА Объем ЗУ, выделенный для научной информации, Мбайт Объем, выделяемого финансирования, тыс.руб. Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа

Вариант последовательности перебора ресурсов Алгоритм анализа доставляемого комплекса целевых нагрузок для ограничения по грузопотоку на борт Начальный перечень экспериментов (КЭ), перечень научной аппаратуры (НА) Проверка готовности служебных систем для обеспечения КЭ, а также готовности НА уже находящейся на борту Алгоритм анализа доставляемого комплекса целевых нагрузок для ограничений по располагаемому объему Алгоритм анализа проекта программы для ограничений по времени экипажа Алгоритм анализа возвращаемых результатов исследований для ограничений по грузопотоку на Землю Итоговый перечень экспериментов (КЭ), перечень научной аппаратуры (НА) Доставка на борт Размещение, хранение Проведение Возврат результатов Алгоритм расчета требуемых ресурсов в части энергопотребления НА и информационных потоков для реализацию этапных программ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Готовность борта

Вариант последовательности перебора ресурсов Алгоритм анализа доставляемого комплекса целевых нагрузок для ограничения по грузопотоку на борт Начальный перечень экспериментов (КЭ), перечень научной аппаратуры (НА) Проверка готовности служебных систем для обеспечения КЭ, а также готовности НА уже находящейся на борту Алгоритм анализа доставляемого комплекса целевых нагрузок для ограничений по располагаемому объему Алгоритм анализа проекта программы для ограничений по времени экипажа Алгоритм анализа возвращаемых результатов исследований для ограничений по грузопотоку на Землю Итоговый перечень экспериментов (КЭ), перечень научной аппаратуры (НА) Алгоритм расчета требуемых ресурсов в части энергопотребления НА и информационных потоков для реализацию этапных программ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ М = М ЭТАП – М КОНТР – М РАСХ М ЭТАП – масса, выделяемая на доставку научного оборудования в общем грузопотоке в рассматриваемый период времени где М КОНТР – масса научного оборудования для контрактных экспериментов ( 55% М ЭТАП ) М РАСХ – масса расходных материалов для обеспечения работы научного оборудования, находящегося на борту ПКК ( 12% М ЭТАП ) М – суммарная масса доставляемого научного оборудования по программе НПИ в рассматриваемый период времени

Вариант последовательности перебора ресурсов Алгоритм анализа доставляемого комплекса целевых нагрузок для ограничения по грузопотоку на борт Начальный перечень экспериментов (КЭ), перечень научной аппаратуры (НА) Проверка готовности служебных систем для обеспечения КЭ, а также готовности НА уже находящейся на борту Алгоритм анализа доставляемого комплекса целевых нагрузок для ограничений по располагаемому объему Алгоритм анализа проекта программы для ограничений по времени экипажа Алгоритм анализа возвращаемых результатов исследований для ограничений по грузопотоку на Землю Итоговый перечень экспериментов (КЭ), перечень научной аппаратуры (НА) Алгоритм расчета требуемых ресурсов в части энергопотребления НА и информационных потоков для реализацию этапных программ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ Корректировка перечня НА. Корректировка перечня КЭ V= V ДОБ – V НА + V ОСВ – V РЕЗЕРВ V ДОБ – дополнительный объем для научной аппаратуры, создаваемый за счет изменения конфигурации ПКК (интеграция новых модулей) V НА – объем в гермоотсеках ПКК, занимаемый научным оборудованием V ОСВ – объем, освобождаемый за счет утилизированного и возвращенного оборудования V РЕЗЕРВ – объем для размещения оборудования контрактных экспериментов V – объем в гермоотсеках ПКК для размещения научного оборудования, доставленного в рассматриваемый период времени где

Ресурсное согласование Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ Задание на разработку (целевые установки) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа Возобновляемые ресурсы Грузопоток доставляемых полезных нагрузок (ПН), кг/ год Грузопоток возвращаемых ПН, кг /год Среднесуточное обеспечение ПН электроэнергией, Вт Время экипажа на реализацию научной программы в период, час Время ВнеКД для реализации научной программы, час Время работы НА, час

Процедура формирования этапной программы Задание на разработку (целевые установки) Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Определение проектного облика и особенностей этапа полета ПКК Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Опорный вариант реализации Долгосрочной программы НПИ (перечень экспериментов) Новые российские эксперименты Новые российские эксперименты Контрактные эксперименты Контрактные эксперименты Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Формирование перечня экспериментов, прогноз результатов Раздел программы полета по условиям реализации программ НПИ Прогноз набора ресурсов для данного этапа Формирование структуры программы НПИ (разработка разделов) Технологическое согласование реализуемости экспериментов (по ограничениям, особым условиям) Ресурсное согласование (по возобновляемым, ненакапливаемым и по возобновляемым накапливаемым ресурсам) Плановые задания по программам реализации НПИ для экспедиции Порядок организации управления программой и контроля за ходом ее реализации Этапная программа НПИ

Целесообразно продолжить работу по совершенствованию процедуры формирования программ НПИ на всех уровнях по следующим направлениям: выделение задач, полная или частичная алгоритмизация и автоматизация которых возможна и целесообразна, формирование требований к математическим и техническим средствам; создание (применение существующих) математических методов, алгоритмов и программ, учитывающих специфику планирования и реализации научных программ на ПКК; создание комплекса технических средств (набор АРМ, сетей), удовлетворяющих разнообразию сформированных требований.

Период, год Программа исследованийУровень утверждения 1986– 1990 «Программа экспериментальных исследований и целевых работ…» Отраслевые программы: Постановление ЦК КПСС и СМ СССР «Комплексная целевая программа работ по космическому полупроводниковому материаловедению для микроэлектроники» «Целевая комплексная программа исследований природных ресурсов Земли и глобальной экологии с использованием ОС «Мир» «Комплексная целевая программа материаловедческого и технологического обеспечения создания и эксплуатации крупногабаритных конструкций» Комплексная программа по космической биотехнологии в интересах народного хозяйства на 1989 – 1995 гг.» МЭП, МОМ ГУ геодезии и картографии, МОМ АН УССР, МОМ Минмедпром, МОМ Международные программы по проектам: «Маред» (Сирия), «Шипка» (Болгария), «Шамшад» (Афганистан), «Арагац» (Франция) Постановление ЦК КПСС и СМ СССР 72-29, , , «Программа целевых работ, экспериментов и исследований, планируемых на орбитальном комплексе «Мир» Международные программы по проектам: «Косморепортер» TBS (Япония), «Джюно» (Англия), «Аустромир» (Австрия), «Казахстан-космос» (Казахстан), «Мир-92» (Германия), «Антарес» (Франция), «Альтаир» (Франция) МОМ, МО, АН СССР, ГУГК, ММП, МЭП Международные соглашения «Программа научных исследований, экспериментов и целевых работ на орбитальном комплексе «Мир» Международные программы по проектам: «Полет» (Казахстан), «Евромир- 94» (ЕКА), «Мир-Шаттл» (США), «Евромир-95» (ЕКА), «Мир-НАСА» (США), «Кассиопея» (Франция) РКА, Совет по космосу, РАН Международные соглашения «Программа научно-прикладных исследований, планируемых на орбитальном комплексе «Мир» Международные программы по проектам: «Мир-НАСА» (США), «Мир-97» (Германия), «Пегас» (Франция), «Попет-М2» (Казахстан), «Персей» (Франция), «Штефаник» (Словакия) РКА и РАН Международные соглашения Директивные документы, определявшие целевое использование ОК «Мир»

Метод непосредственной (экспертной) оценки (простое ранжирование, ранжирование по сумме оценок, ранжирование по сравнимой шкале, ранжирование комбинированным способом) Метод последовательных предпочтений Метод парных сравнений Метод анализа иерархий ФГУП ЦНИИмаш ранжирование экспериментов предлагает вести по значениям их эффективности Методы ранжирования

по принципу равного распределения по приоритету по принципу равных прибылей (равных рентабельностей) по принципу пропорционального вклада Оптимальное распределение ресурсов – такое распределение ресурсов, которое обеспечивает наилучшее, наиболее эффективное их использование Правила распределения ресурсов

Анализ реализуемости долгосрочной программы НПИ