Павлюк, ОленаОленаПавлюк2026-03-132026-03-132025-11-17Павлюк, О. (2025). Модель оцінювання робастності та живучості мобільних роботизованих платформ з урахуванням надійності. Сучасні інформаційні технології, (1), 12–21. https://doi.org/10.17721/AIT.2025.1.02УДК 681.5+519.87310.17721/AIT.2025.1.02https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/12514Background. This publication develops a comprehensive model of reliability, robustness, and survivability of a mobile robotic platform (MRP) with a series-parallel architecture. The aim of the work is to perform mathematical modeling and analysis of the reliability of MRP components based on Weibull and exponential distribution laws, as well as to assess the impact of redundancy and structural redundancy on the overall system resilience to failures. It was established that the critical elements of the MRP are the chassis, motor, and controller, as they are connected in series and have a low level of fault tolerance without redundancy, unlike the sensor and communication components connected in parallel. Methods. Reliability calculation using series-parallel schemes; evaluation of mean time to failure (MTTF); modeling using Weibull and exponential distributions; sensitivity analysis to evaluate the impact of components on system reliability; assessment of system robustness and survivability under environmental changes or faults. Results. Based on the constructed models, numerical MTTF values were obtained for all MRP components. The highest fault-free operation times were recorded for the chassis (135,412 hours) and the battery (124,914 hours), while the lowest reliability was demonstrated by the Wi-Fi communication modules (80,000 hours) and BLE modules (70,000 hours). The MTTF for the entire MRP is 21,188 hours, approximately 2.4 years of continuous operation. Sensitivity graphs showed that the chassis, controller, and motor have the greatest impact on overall reliability. These are priorities for redundancy or the creation of degraded modes. The system robustness with one failure (Δ ≤ 1) was evaluated through the decrease in probability of fault-free operation. However, over time (beyond 100,000 hours), reliability drops below 5%, highlighting the importance of accounting for component wear. To increase survivability, the MRP should operate with up to two platform failures, plan routes based on reliability, support degraded mode, and dynamically redistribute tasks. Conclusions. The proposed model enables highly accurate reliability assessment of the MRP considering its structure, connection types, and functional features of components. The results indicate the need for redundancy of critical components and increased system robustness to ensure failure resilience. The presented methodology can be used for maintenance planning, lifecycle forecasting, and optimization of MRP operation in dynamic environments.Вступ. Розроблено комплексну модель надійності, робастності та живучості мобільної роботизованої платформи (МРП) із послідовно-паралельною архітектурою. Метою роботи є проведення математичного моделювання й аналізу надійності елементів МРП на основі законів розподілу Вейбулла й експоненціального закону, а також оцінювання впливу резервування та структурної надмірності на загальну стійкість системи до відмов. Встановлено, що критичними елементами МРП є: шасі, двигун, контролер, оскільки вони послідовно з’єднані та мають низький рівень відмовостійкості без резервування, на відміну від паралельно з’єднаних сенсорних і комунікаційних компонентів. Методи. До методів належать такі: методи розрахунку надійності з використанням послідовно-паралельних схем; оцінювання часу безвідмовної роботи (MTTF); моделювання з використанням розподілу Вейбулла й експоненціального розподілу; чутливості для аналізу впливу елементів на надійність системи; оцінювання робастності та живучості системи в умовах змін середовища або несправностей. Результати. На основі побудованих моделей отримано числові значення MTTF для всіх елементів МРП. Найвищі показники безвідмовної роботи зафіксовано для шасі (135 412 год) та акумуляторної батареї (124 914 год), тоді як найменшу надійність демонструють комунікаційні модулі Wi-Fi (80 000 год) та BLE (70 000 год). Значення MTTF усієї МРП становить 21 188 год, близько 2,4 року безперервної експлуатації. Побудовані графіки чутливості показали, що найбільший вплив на загальну надійність мають шасі, контролер і двигун. Вони є пріоритетними для резервування або створення деградованих режимів. Робастність системи за однієї відмови (Δ ≤ 1) оцінено через зниження ймовірності безвідмовної роботи. Проте із часом (понад 100 000 год) надійність знижується нижче 5 %, що підкреслює важливість обліку зносу компонентів. Для підвищення живучості МРП має працювати за відмови до двох платформ, планувати маршрути за надійністю, підтримувати деградований режим і динамічно перерозподіляти завдання. Висновки. Запропонована модель дає змогу з високою точністю оцінювати надійність МРП з урахуванням її структури, типу з’єднань і функціональних особливостей елементів. Результати вказують на необхідність резервування критичних компонентів і підвищення робастності системи для забезпечення стійкості до відмов. Представлену методику можна використовувати для планування сервісного обслуговування, прогнозування життєвого циклу й оптимізації роботи МРП у динамічному середовищі.ukmobile robotic platform (MRP)reliabilityrobustnessseries-parallel structurecomponent sensitivityroute optimization.мобільна роботизована платформа (МРП)надійністьробастністьпослідовно-паралельна структурачутливість компонентівоптимізація маршрутів.Стаття