Организация и эффективность систем диагностирования

Диагностирование технического объекта - это процесс определе­ния работоспособности, или поиск дефекта после отказа, или прогноз работоспособности.

Для решения этих задач важным фактором является периодич­ность диагностирования. При решении этой задачи предполагается, что диагностическая аппаратура находится в исправном состоянии.

В литературе давались оценки оптимального периода диагности­рования непрерывных объектов непрерывного использования.

,

где τ_д - среднее время диагностирования (при от­сутствии дефекта); l - интенсивность отказов в объекте.

При этом предполагалось, что технические средства диагностирования являются идеальными, а в качестве критерия был выбран коэффициент готовности

где Т_н –время нормальной эксплуатации; Т_в – время диагностирования и ремонта.

Если изделие находится в режиме хранения (например, ненагруженный резерв) и закон возникновения дефектов - экспоненциальный, то

Если необходимо учитывать затраты на сам процесс диагностирования С_в –стоимость проведения диагностирования; С_н – производительность объекта (доход в единицу времени); С_y – средний ущерб в единицу времени из-за возникновения дефектов и самого процесса диагностирования.

Если рассматриваемый объект случайно - периодического использования, который при диагностировании переводится специальный режим диагностирования, то

где v₀ – интенсивность диагностирования,

ε - интенсивность заявок на использование объекта.

В литературе для этого случая иногда дается несколько отличная оценка:

l- интенсивность образования эффектов при эксплуатации:

l’- интенсивность возникновения дефектов в дежурном режиме:

k_p, k_g- вероятность пребывания в рабочем и дежурном режимах соответственно.

В сложных объектах необходимо проанализировать организацию процесса диагностирования (одновременно весь объект или по частям, использование встроенных или внешних технических средств диагностики). Как указывалось выше, в качестве критерия оптимальности был выбран коэффициент готовности.

В сложных объектах могут возникать дефекты, не приводящие к отказу. В этом случае такой объект может быть описан графом (рис. 33). Здесь состояний четыре:

Рис. 33 Граф работы сложного объекта

1 В объекте отсутствуют дефекты.

2 В объекте появились дефекты, не приводящие к отказу.

3 В специальном контрольном режиме диагностики возникшие дефекты устраняются.

4 Отказ объекта, идет его восстановление.

В этом случае коэффициент готовности определяется по формуле

где µ- интенсивность восстановления;

l₀- интенсивность отказов;

Ү₀ - интенсивность восстановления при отказе объекта;

l - интенсивность возникновения дефектов, не приводящих к от­казу;

v - интенсивность проведения диагностики.

При l₀ << l, т.е. в случае когда отказы возникают значительно реже, чем дефекты, не приводящие к отказу,

Задачи при проектировании систем диагностирования можно сформулировать следующим образом.

1 Определить значение выбранного критерия при заданных пока­зателях, характеризующих свойства объекта диагностики, техниче­ских средств диагностики и процесса диагностирования и использо­вания объекта.

2 Для заданного объекта и средств диагностики в предположе­нии, что использование объекта диагностирования строго регламен­тировано, определить значение показателей, характеризующих про­цесс диагностирования, которые обеспечивает заданный показатель организации объекта диагностирования.

3 Для заданного объекта и технических средств диагностики наи­лучшим образом (в определенном смысле) организовать процесс.

Для широкого класса технологических объектов целесообразно оценивать абсолютное приращение эффективности объекта, дости­гаемое диагностированием:

где E(t) - эффективность объекта при отсутствии диагностирования;

E _д (t) - то же при наличии диагностирования.

Часто можно использовать для оценки диагностирования прира­щение надежности объекта диагностирования, т.е.

где R _д (t) и R(t) - вероятность безотказной работы с учетом и без уче­та диагностирования.

Возможность такой оценки определяется тем, что эффективность сложных систем определяется величиной R(t):

E(t) = E₀(t)R(t), где E₀(t) - эффективность объекта с идеальной на­дежностью, R(t) - вероятность безотказной работы объекта.

Итак, вкратце разобраны основные вопросы организации диагно­стирования технологических систем. Более конкретно указанную методику можно рассмотреть лишь при глубоком знании объекта диагностирования, статистических данных о возникновении дефек­тов, приводящих и не приводящих к отказу объекта, а также эконо­мических данных об объекте, технических средствах диагностирова­ния и потерях, вызванных появлением дефектов и отказов.