Theory and practice of diagnostics and prevention of hidden failures in complex technical systems

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31649/2413-4503-2025-21-1-3-9

Keywords:

aviation transport, aircraft, reliability, diagnostics, life cycle, technical condition, operation, resource constraints, forecasting, reliability function, hidden failure, preventive maintenance, complex technical system (CTS), fault tree analysis (FTA), hydraulic resistance, contamination, emergence, logistic system, ergatic properties, autopoiesis, self-correction, economic indicators, economic costs, residual value, operating cost, amortization

Abstract

The article examines the problem of diagnostics and prevention of hidden failures in complex technical systems (CTS) of transport vehicles, particularly aircraft, which possess an emergent nature and arise not at the level of individual elements but as a new property of the system as a whole. It is shown that hidden failures manifest themselves in false responses under external operability, creating hazards for operation and complicating their detection. For the first time, it has been demonstrated that the impossibility of diagnosing a hidden failure leads to the loss of controllability of the object within the logistic structure of technical operation, where time acts as the most valuable and irreversible resource. Restrictions have been developed regarding the loss of resources during failure diagnostics, which determine the feasibility of further operation of the transport vehicle.

Special attention is paid to the analysis of the logistic system of failures, which defines the efficiency of using material and technical means, personnel, and diagnostic resources. It is shown that the probability of identifying the cause of a hidden failure has a nonlinear character: initially it increases, but after a certain threshold it sharply decreases, necessitating a transition to new levels of diagnostics or replacement of the object. This process establishes constraints on time and resource expenditures, which must be considered when making decisions about continued operation.

An approach to the prevention of hidden failures is proposed, encompassing constructive, diagnostic, organizational, and analytical levels. It is demonstrated that the fault tree analysis (FTA) method is an effective tool for structured system analysis and for identifying emergent effects, when combinations of factors generate a new system property - a hidden failure. Practical examples from sensor systems and heat exchangers illustrate that hidden failures have both technical and economic dimensions, affecting measurement accuracy, product energy intensity, and operating costs of transport vehicles.

The article also considers the concept of autopoiesis as a condition for maintaining the viability of complex technical systems. The ability for self-control, self-correction, and alignment of the internal model with the actual state is defined as a key mechanism for preventing the transformation of hidden failures into explicit or catastrophic ones. Thus, the prevention of hidden failures is regarded not only as a technical task but also as a function of the logistic system, ensuring resource optimization, risk management, and reliability of transport vehicles throughout their entire life cycle.

Author Biographies

Oleh Anipko, Kozhedub Kharkiv National Air Force University

doctor of technical sciences, professor of the department of aviation engineering support

Valeriia Tiurina, Kozhedub Kharkiv National Air Force University

candidate of technical sciences, department of aviation engineering support

Oleksandr Pankul, Kozhedub Kharkiv National Air Force University

senior lecturer of the department of aviation engineering support

References

О.Б. Аніпко, С.А. Калкаманов, А.В. Приймак. «Формули пріоритетів і хінсайд-аналіз при варіантних проробках на етапі концептуального проектування транспортного літака». Інтегровані технології та енергозбереження. 2020. №2. С. 11–19. https://doi.org/10.20998/2078-5364.2020.2.02.

О. Anipko, V. Loginov. «An “Integration index” for determining the degree of subsystem integration in passenger and transport aircraft designs». Transactions on Aerospace Research. 2024. Vol. 277, №4. P. 27–44. https://doi.org/10.2478/tar-2024-0021.

О.Б. Аніпко., М.Ф. Білий. «Дистрибутивний підхід до аналізу готовності авіаційного парку з формалізацією прихованих відмов». Інтегровані технології та енергозбереження. 2020. №2 – С. 79-83. https://doi.org/10.20998/2078-5364.2020.2.09.

ДСТУ 2498-94. Основні норми взаємозамінності. Допуски форми та розташування поверхонь. Терміни та визначення. Київ: Держстандарт України, 1994.

О.Б. Аніпко., А.В. Приймак. «Комплексування показників досконалості транспортних систем». Інтегровані технології та енергозбереження. 2014. №4. С. 43–50.

О.Д. Мороз. «Нові інформаційні технології, моделювання та автоматизація: колективна монографія». Київ: Техніка, 2023. 320 с.

М.М. Мітрахович. «Складні технічні системи. Системне математичне забезпечення проектних рішень». Київ. Інститут проблем математичних машин і систем. 1998.

Bar-Yam Y. General features of complex systems. Encyclopedia of life support systems. Oxford, 2002. https: www.eolss.net.

Z. Benedikt, М. Dzhimova, G Socher. «From intelligence to autopoiesis: rethinking artificial intelligence through systems theory». 2025. https://doi.org/10.3389/fcomm.2025.1585321.

Я.І. Виклюк, Р.М. Камінський, В.В. Пасічник. «Моделювання складних систем: навчальний посібник». Львів: НУ «Львівська політехніка», 2024. 248 с.

H.R. Maturana, F.J. Varela. «Аutopoiesis and cognition: the realization of the living». Dordrecht: D. Reidel Publishing Company, 1972.

С.Г. Костогриз. «Надійність технічних систем». Хмельницький. Хмельницьким національним університетом. 2002. 324 с.

Н.А. Максимов, С.А. Боборыкин, А.И. Виноградов, В.П. Кузьмин. «Инженерно-авиационная служба и эксплуатация летательных аппаратов». Києв: КВИАВУ ВВС, 1969. 467 с.

A. Bindayel, H. Elsayed, М. Khan. «AI and self reflection. Artificial intelligence in HCI». Lecture notes in computer science, 2024. Vol. 15819. P. 289–302.

J. Lucero. «Systems engineering with a focus on failure prevention». Proceedings of the MFPT conference. NASA Glenn Research Center. 2023.

Ivo Häring «Technical safety, reliability and resilience». Cham: springer international publishing. 2022. Vol. 308.

V. Verma. «Aircraft predictive maintenance: An application of machine learning algorithms» [Interim Report]. Liverpool John Moores University. 2024 Jul. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.16964.44165.

О. Аніпко, А. Приймак, Ю. Миргород. «Перечень показателей свойств и база данных ТТХ транспортного летательного аппарата как сложной технической системы». Інтегровані технології та енергозбереження. 2013. №1. С. 123–125.

L. UFloridi. «Info-autopoiesis and the limits of artificial general intelligence». 2023. Vol. 12(3). P. 45–60. https://doi.org/10.3390/computers12030045.

ДСТУ 2860-94. Надійність техніки. Терміни та визначення. Київ: Держстандарт України, 1994.

University of Freiburg. «Analyzing internal world models of humans, animals and AI». 2024. Vol. 112(5). P. 789–803. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.05.012

Downloads

Abstract views: 36

Published

2026-02-09

How to Cite

[1]
O. Anipko, V. Tiurina, and O. Pankul, “Theory and practice of diagnostics and prevention of hidden failures in complex technical systems”, ВМТ, vol. 21, no. 1, pp. 3–9, Feb. 2026.

Issue

Section

Articles

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.