Степень работоспособности

Так как заданные конструктором параметры не могут быть точно достигнуты при изготовлении, оборудование может оказаться в работоспособном состоянии, но с различным запасом работоспособности. Это объясняется, с одной стороны, неточностью изготовления элементов, а с другой – самой постановкой задачи, поскольку на практике оказывается допустимой некоторая недостаточность в выполнении рабочих функций. Для оцениваемых признаков (параметров и характеристик) вводятся допуски, представляющие собой установленные опытным путем или расчетом допустимые границы изменения. Этим объясняется введение понятия области работоспособности и рассмотрение подмножества работоспособных состояний S₁. Необходимо отметить, что не все состояния в подмножестве S₁ равноценны.

Естественно, что чем дальше состояние S_i от границы области работоспособности нижней или верхней , тем меньше вероятность того, что объект потеряет работоспособность в ближайшее время. Удаление значения признака ξ_i от границы области работоспособности увеличивает запас работоспособности. Соответственно, приближение значения диагностического признака к границе области работоспособности уменьшает запас работоспособности (рис.28).

Рисунок 28 – График изменения запаса работоспособности.

 

Запас работоспособности Δξ_i и граничные (нижние и верхние) может быть вычислен следующим образом: Δξ_i = |ξ_i – |.

Если область работоспособности разбита на ряд подобластей, то условие принадлежности значения диагностического параметра i -ой подобласти, записывается в виде Δξ_i ≤ Δξ_ij = | |, где – верхняя и нижняя границы j -ой подобласти.

При такой оценке можно ввести диагноз вида “отлично”, ”хорошо”, “удовлетворительно”.

В связи с тем, что размерности и допустимые отклонения диагностических признаков могут быть различны при технической реализации количественной оценки изменения работоспособности состояния, удобнее пользоваться понятием степень работоспособности, которая определяется по одному параметру:

где Δ;_i- допуск (область работоспособности) на i -й диагностический параметр, t – время, R – режим работы.

В этом случае степень работоспособности изменяется в пределах [1,0], при домножении на 100 оценивание проводиться в процентах. Характер изменения степени работоспособности приведен на рис.29.

Рисунок 29 – График изменения степени работоспособности.

 

Несколько сложнее оценить степень работоспособности объекта, состояние которого определяется несколькими диагностическими параметрами Θ = (ξ₁,…, ξ_i,…. ξ_n). Для решения этой задачи введем число M(Θ) таким образом, чтобы выполнялись следующие условия:

1) M(Θ) > 0;

2) M(Θ) → ∞, если хотя бы один параметр достигнет граничного значения ξ_i →

3) Более весомый параметр, входящий в Θ, сильнее влияет на величину М(Θ).

Определим М(Θ) как отношение двух чисел: М(Θ) = N(Θ) / Z(Θ). Рассмотрим произвольное число N(Θ),

где p ≥ 1 – произвольной число, a _i – весовой коэффициент.

В частных случаях при p = 1 – взвешенная сумма:

при p = 2 – среднеквадратичное отклонение:

Построим произведение

где q _i – произвольное число, выбираемое с учетом удовлетворения третьего условия.

Тогда М(Θ) при стремлении значения параметра к граничному ξ_i → будет стремиться к ∞, так как значение числителя при малых величинах будет выше (они складываются), чем знаменателя (умножаются малые величины).

С учетом выше сказанного, можно определить степень работоспособности

которая при изменении значений диагностических параметров будет изменяться в пределах [C_max,0].

В качестве весовых коэффициентов a _i при определении степени работоспособности объекта в зависимости от его особенностей могут использоваться различные показатели, получаемые расчетным или эмпирическим способами (корневые чувствительности, чувствительность к изменениям происходящим в объекте, показателям надежности и т.д.).

18. Признаки и методы обнаружения дефектов.

Наличие дефекта – свидетельство того, что в работе объекта диагностирования произошли нежелательные изменения, которые привели к нарушению его работоспособности или снижению ее степени. Отказ объекта – простейший вид признака наличия дефекта. Отказ объекта диагностирования означает, что либо он весь, либо его часть не работает. Так отсутствие напряжения на распределительном щите электростанции указывает на ее полный отказ.

Математический признак наличия дефекта можно представить в виде:

- нарушение условий работоспособности по параметрам ; по характеристикам ;

- резкое снижение степени работоспособности, т.е. переход из состояния S_i в состояние S_k в области работоспособности S _p: ;

- отказ одной из структурных единиц сложного объекта с переходом его из работоспособных состояний в неработоспособное

Все методы обнаружения дефектов можно разделить на три группы: осмотра, индикации и поиска.

Если известно, что объект диагностирования отказал или нештатно работает, но изначально нужно провести визуальный осмотр, в ходе которого могут быть обнаружены поврежденные детали.

Автоматическая индикация в настоящее время используется для диагностирования технического состояния различных объектов. В этом случае в объекте размещается определенное количество датчиков в соответствии с требуемой глубиной, которые сигнализируют о возникновении дефекта.

При поиске дефект обнаруживается в процессе реализации ряда проверок, объединенных в алгоритм поиска дефектов.

Поиск дефектов состоит в непрерывном сужении области поиска местонахождения дефекта путем выполнения последовательности проверок. Такой подход сокращает количество проверок, что не только экономит время, но и сводит к минимуму вероятность ошибок. Для выбора последовательности проверок необходимо знать, как те или иные дефекты влияют на состояние объекта диагностирования.