Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Реферат - Техническая диагностика - файл n1.docx


Реферат - Техническая диагностика
скачать (74.5 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.docx75kb.24.12.2012 06:23скачать


n1.docx

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Механико-Машиностроительный факультет
Надежность и диагностика технологических систем


«Техническая диагностика»

Санкт-Петербург

2012
Содержание

Введение --------------------------------------------------------------------------------- 3

  1. Основные понятия и определения ------------------------------------------ 4

  2. Методы технического диагностирования --------------------------------- 7

  3. Модели диагностирования и технический контроль ------------------ 12

  4. Системы контроля ---------------------------------------------------------------- 16

  5. Средства технического диагностирования -------------------------------- 19

  6. Задачи технической диагностики -------------------------------------------- 23

  7. Показатели диагностирования ----------------------------------------------- 25

    1. Вероятность ошибки диагностирования ------------------------------ 26

    2. Вероятность правильного диагностирования и апостериорная вероятность ошибки диагностирования ------------------------------ 28

    3. Средняя продолжительность, средние трудозатраты и средняя стоимость диагностирования -------------------------------------------- 30

  8. Поиск дефектов ------------------------------------------------------------------- 32

Список литературы ------------------------------------------------------------------ 33
Введение
Техническая диагностика – молодая наука, возникшая в последние два десятилетия в связи с потребностями современной техники. Все возрастающее значение сложных и дорогостоящих технических систем, особенно в машиностроении и радиоэлектронике, требования безопасности, безотказности и долговечности делают весьма важной оценку состояния системы, ее надежности. Техническая диагностика – наука о распознавании состояния технической системы, включающая широкий круг проблем, связанных с получением и оценкой диагностической информации. [4]

Техническая диагностика представляет теорию, методы и средства обнаружения и поиска дефектов объектов технической природы. Под дефектом понимают любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым. Обнаружение дефекта есть установление факта его наличия или отсутствия в объекте. Поиск дефекта заключается в указании с определенной точностью его местоположения в объекте.

Основное назначение технической диагностики состоит в повышении надежности объектов на этапе их производства, эксплуатации и хранения.

Диагностическое обеспечение позволяет повысить достоверность правильного функционирования объектов, увеличить срок их службы и наработку на отказ. [1]
1.Основные понятия и определения
Исследуемый объект может находиться в одном из следующих технических состояний (рис.1):

  1. исправное или неисправное;

Рис.1

работоспособное или неработоспособное;

  1. состояние правильного или неправильного функционирования.

Требования, которым должен удовлетворять изготовленный (новый) или эксплуатируемый объект, определяются соответствующей нормативно-технической документацией. Объект, удовлетворяющий всем требованиям нормативно-технической документации, является исправным или говорят, что он находится в исправном техническом состоянии.

Для условий эксплуатации важным является понятие работоспособного технического состояния объекта. Объект работоспособен, если он может выполнять все заданные функции с сохранением значений заданных параметров (признаков) в требуемых пределах.

Таким образом, исправный объект полностью удовлетворяет всем техническим требованиям. Неисправный объект – объект, имеющий дефект. Дефект – любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым его свойствам.

Для неисправного объекта возможны два состояния: работоспособное и неработоспособное. Работоспособный объект – объект, у которого техническим требованиям соответствуют лишь свойства, характеризующие способность выполнения заданных функций. Переход исправного объекта в работоспособное состояние называется повреждением. Переход работоспособного объекта в неработоспособное состояние называется отказом.

Правильно функционирующим является объект, значения параметров (признаков) которого в момент применения объекта по назначению находятся в требуемых пределах.

В условиях эксплуатации необходимо поддерживать (как минимум) работоспособное состояние. Это возлагается на систему технического обслуживания (ТО) и ремонтов. Основное содержание ТО – контроль состояния оборудования и его обслуживание в целях поддержания исправности или работоспособности. Задача ремонта – восстановление исправности или работоспособности. [5]

Неисправное и неработоспособное техническое состояние, а также техническое состояние неправильного функционирования объекта могут быть детализированы путем указания соответствующих дефектов, нарушающих исправность, работоспособность или правильность функционирования и относящихся к одной или нескольким составным частям объекта, либо к объекту в целом.

Обнаружение и поиск дефектов являются процессами определения технического состояния объекта и объединяются общим термином «диагностирование»; диагноз есть результат диагностирования. [1]
2.Методы технического диагностирования
Средства и объект диагностирования, взаимодействующие между собой образуют систему диагностирования. Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования на объект подаются специально организуемые тестовые воздействия. В системах функционального диагностирования, которые работают в процессе применения объекта по назначению, подача тестовых воздействий, как правило, исключается; на объект поступают только рабочие воздействия, предусмотренные его алгоритмом функционирования.

Система диагностирования в процессе определения технического состояния объекта реализует некоторый алгоритм (тестового или функционального) диагностирования. Алгоритм диагностирования в общем случае состоит из определенной совокупности так называемых элементарных проверок объекта, а также правил, устанавливающих последовательность реализации элементарных проверок объекта, и правил анализа результатов последних. Каждая элементарная проверка определяется своим тестовым или рабочим воздействием, подаваемым или поступающим на объект, и составом контрольных точек, с которых снимаются ответы объекта на это воздействие.

При разработке систем диагностирования должны решаться задачи изучения объекта, его возможных дефектов и признаков проявления, выбора или построения модели поведения исправного объекта и его неисправных модификаций.

Системы тестового диагностирования являются системами управления, поскольку в них реализуется выработка и осуществление специально организованных тестовых (т.е. управляющих) воздействий на объект с целью определения технического состояния последнего.

Системы функционального диагностирования являются типичными системами контроля (в широком смысле этого слова), не требующими подачи на объект целенаправленных воздействий.

С изложенной точки зрения, например, системы, получившие название систем неразрушающего контроля, являются классом систем тестового диагностирования, а виброакустические системы контроля технического состояния – классом систем функционального диагностирования. [1]

Данные подходы предполагают использование следующих методов технического диагностирования.

1. Субъективные методы – предполагают использование органолептических методов контроля и простейших приспособлений. Включают внешний осмотр, остукивание деталей, определение температуры и прослушивание шумов. К этим методам можно отнести диагностирование машин по структурным параметрам; например: измерение зазоров в тормозных устройствах, зубчатых передачах, проверка уровня масла в редукторе.

В ряде случаев контролируется герметичность трубопроводов, гидроцилиндров и других элементов гидропривода и систем смазывания. При этом также могут использоваться показывающие приборы: манометры, расходомеры. Это позволяет определить параметры работы привода и степень их изменения под нагрузкой либо на холостом ходу.

1.1. Оптический метод предполагает в качестве основного контрольного прибора глаз человека. Для расширения пределов контроля используются оптические приборы: лупы, микроскопы, эндоскопы и т.д. Применяется для поиска поверхностных дефектов: коррозионных и эрозионных повреждений, забоин, оспин, язв, раковин; для анализа характера и типа поверхностных повреждений.

1.2. Анализ шумов механизма. Прослушивание акустических шумов, возникающих при работе механизма, наиболее распространенный метод определения состояния работающего оборудования. Для этого используется технический стетоскоп, состоящий из металлической трубки и деревянного наушника. Этот метод настолько доказал свою надежность, что требования по прослушиванию шумов механизмов включены во все правила технического обслуживания оборудования.

2. Приборные методы. Диагностирование с применением приборов основано на получении информации в виде электрических, световых, звуковых сигналов при взаимодействии объекта диагностирования с физическими полями.

2.1. Механический метод – основан на измерении геометрических размеров, зазоров в сопряжениях, давлений и скорости элементов. Применяется при количественной оценке износа деталей, установлении люфтов и зазоров в сопряжениях, давлениях в гидро- и пневмосетях, сил затяжки, номинальной скорости привода. Используется в основном мерительный инструмент: линейки, штангенциркули, щупы, шаблоны, индикаторы, динамометрические ключи, ключи предельного момента, манометры.

2.2. Электрический метод заключается в непосредственных замерах силы тока, напряжений, мощности, сопротивлений и других электрических параметров. Метод позволяет по косвенным параметрам установить техническое состояние элементов. Средства для реализации: амперметры; вольтметры; измерительные мосты; датчики: перемещений, крутящих моментов, давлений; тахогенераторы; термопары.

2.3. Магнитные методы основаны на регистрации магнитных полей рассеивания, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых объектов. Их классифицируют по способам регистрации магнитных полей рассеивания или определения магнитных свойств объектов диагностирования: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый, эффект Холла, индукционный, пондеромоторный, магниторезисторный. Области применения: дефектоскопия, измерение толщины, контроль структуры и механических свойств.

2.4. Вихретоковый метод основан на измерении магнитных сопротивлений, изменений магнитного потока и магнитной проницаемости. Применяют для определения ТС металлоконструкций, канатов. Для этого используют накладные или проходные индуктивные датчики и датчики магнитной анизотропии.

Области применения метода: определение, оценка видов и размеров дефектов сплошности; определение и контроль физико-механических свойств и марок материалов; измерение размеров деталей и покрытий; измерение параметров вибрации и перемещения деталей.

2.5. Виброакустические методы основаны на измерении упругих колебаний, распространяющихся по узлам в результате соударения движущихся деталей при работе механизмов. Область применения: оценка и контроль механических колебаний; определение, распознавание и мониторинг развития повреждений в деталях и конструкциях. Используются: шумомеры, виброметры, спектроанализаторы параметров виброакустического сигнала.

2.6. Ультразвуковой метод используется для контроля состояния деталей из поковок, штамповок, проката, отливок, сварных соединений, а также для измерения толщины деталей. Сущность метода состоит в том, что направленные ультразвуковые колебания вводятся в объект диагностирования от пьезоэлектрического датчика. На границе двух сред луч отражается и регистрируется принимающим датчиком. Отображение результатов выполняется на экране электронно-лучевой трубки либо на цифровом индикаторе.

2.7. Методы неразрушающего контроля проникающими веществами (капиллярные и течеискания), предназначены для обнаружения поверхностных дефектов и подтеканий. Капиллярные методы делятся на люминисцентный и цветной (хроматический) – основаны на выявлении трещин, раковин, пор, имеющих свойства капиллярных трубок.

2.8. Радиационные методы основаны на законе ослабления интенсивности радиационного излучения, проходящего через объект диагностирования. Метод предполагает наличие источника ионизирующего излучения и детектора, регистрирующего диагностическую информацию. Дефекты оцениваются по степени ослабления и рассеивания излучения.

2.9. Радиоволновые методы применяют для проверки качества и геометрических размеров изделий из диэлектрических материалов (стеклопластик, пластмассы, резины, бумаги и т.д.).

2.10. Тепловой метод использует в качестве диагностического параметра температуру. С помощью термометрии определяются: деформации, вызываемые неравномерностью нагрева, состояние подшипниковых узлов, смазочных систем, тормозов, муфт. Используются: термосопротивления, термометры, термопары, термоиндикаторы, термокраски, тепловизоры.

2.11. Методы анализа смазки основаны на определении вида и количества продуктов изнашивания в масле. Применяются способы: колориметрический, полярографический, магнитно-индуктивный, радиоактивный и спектрографический. [6]
3.Модели диагностирования и технический контроль
Формализованной моделью объекта (или процесса) является его описание в аналитической, графической, табличной или другой форме. Для простых объектов диагностирования удобно пользоваться так называемыми явными моделями, содержащими наряду с описанием исправного объекта описание каждой из его неисправных модификаций.

Неявная модель объекта диагностирования предполагает наличие только одного описания, например исправного объекта, формализованных моделей дефектов и правил получения по заданному описанию и по моделям дефектов описаний всех неисправных модификаций объекта.

Модели объектов бывают функциональные и структурные. Первые отражают только выполняемые объектом (исправным или неисправным) функции, определенные относительно рабочих входов и выходов объекта, а вторые, кроме того, содержат информацию о внутренней организации объекта, о его структуре. Функциональные модели позволяют решать задачи проверки работоспособности и правильности функционирования объекта. Для проверки исправности (в общем случае) и поиска дефектов с глубиной большей, чем объект в целом, требуются структурные модели.

Модели объектов диагностирования могут быть детерминированными и вероятностными. К вероятностному представлению прибегают при невозможности детерминированного описания поведения объекта.

Модели объектов диагностирования нужны для построения алгоритмов диагностирования формализованными методами.

Построение алгоритмов диагностирования заключается в выборе такой совокупности элементарных проверок, по результатам которых в задачах по обнаружению дефектов можно отличить исправное или работоспособное состояние, или состояние правильного функционирования объекта от его неисправных состояний, а также в задачах поиска дефектов различать неисправные состояния.

При построении алгоритмов диагностирования по явным моделям объектов элементарные проверки выбирают путем попарного сравнения тех описаний, технические состояния которых требуется различать. В задачах тестового диагностирования составы контрольных точек объекта часто определены предварительно, и они одинаковы для всех элементарных проверок. В таких случаях выбирают только входные воздействия элементарных проверок – это задачи построения тестов. В задачах функционального диагностирования, наоборот, входные воздействия элементарных проверок определены заранее рабочим алгоритмом функционирования объекта и выбору подлежат только составы контрольных точек.

Для решения одной и той же задачи диагностирования (например, проверки исправности) можно построить несколько алгоритмов, различающихся либо составом элементарных проверок, либо последовательностью их реализации.

Необходимость увеличения производительности труда на операциях диагностирования, сокращения времени обнаружения, поиска и устранения неисправностей, уменьшения объемов и сложности средств диагностирования вызывает интерес к разработке методов построения оптимальных алгоритмов, требующих минимальных затрат на их реализацию.

Уточним понятия «управление», «контроль» и «диагностирование». Под управлением понимают процесс выработки и осуществления целенаправленных (управляющих) воздействий на объект.

Контроль есть процесс сбора и обработки информации с целью определения событий. Если событием, является факт достижения некоторым параметром объекта определенного заданного значения (уставки), то говорят о контроле параметров. Если фиксируемым событием является установление факта пребывания объекта в исправном или неисправном, работоспособном или неработоспособном состоянии, или состоянии правильного или неправильного функционирования, то можно говорить о контроле технического состояния объекта. [1]

Технический контроль – проверка соответствия продукции или процесса установленным техническим требованиям.

Технический контроль осуществляется на разных стадиях жизненного цикла изделия. В частности большое значение имеет эксплуатационный контроль:

  • контроль параметров изделия при его функционировании с использованием штатных приборов контроля;

  • периодический контроль правильности функционирования с использованием штатных сигнализаторов;

  • контроль с целью обнаружения отклонений в работе изделия с использованием штатных средств контроля;

  • диагностика технического состояния с использованием специальных диагностических алгоритмов на основе контрольно-измерительной информации.

Контроль и диагностика решают следующие задачи:

  1. Создание контролепригодного изделия.

  2. Разработка системы контрольных средств.

  3. Разработка методов обработки и анализа контрольно-измерительной информации.

  4. Обоснование и реализация способов представления диагностической информации.

  5. Разработка рекомендаций по использованию результатов контроля и диагностики и принятия необходимых решений.

В диагностике для объекта часто используется термин «контролепригодность» – свойство объекта, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами. [5]

Уровень контролепригодности объектов определяет степень эффективности решения задач тестового диагностирования их технического состояния, влияет на производительность процесса их производства и качество выпускаемых изделий, а при эксплуатации уровень контролепригодности объектов определяет их коэффициенты готовности и затраты, связанные с ремонтом.

Контролепригодность обеспечивается преобразованием структуры проверяемого объекта к виду, удобному для диагностирования. Для этого в объект еще на этапе его проектирования вводят дополнительно встроенные средства тестового диагностирования. [1]
4.Системы контроля
Основу системы диагностики составляет эксплуатационный контроль объекта. Эксплуатационный контроль объектов является системой определения его технического состояния. На основании полученных при контроле данных принимается решение о допустимости дальнейшей эксплуатации объекта или о необходимости ремонта и его объеме. Система эксплуатационного контроля должна обеспечить выявление и идентификацию дефектов (собственно диагностирование), а также прогнозирование их развития.

Термин «контроль» означает всю совокупность процедур, необходимых для принятия решения по обеспечению нормальной эксплуатации объекта. Объем испытаний при эксплуатационном контроле определяется исходя из опыта эксплуатации. Периодичность контроля определяется скоростью развития дефектов и устанавливается в результате ряда повторяемых испытаний.

В наибольшей степени целям диагностики соответствует контроль по прогнозирующему параметру, т.е. по такому параметру, который наиболее тесно связан с отказом. Обычно эта связь носит стохастический характер. Достоверность прогнозирования зависит от того, насколько тесна эта связь.

Прогноз надежности возможен лишь в том случае, если для каждого вида оборудования будут выявлены прогнозирующие параметры, определены их предельные значения и разработаны методы их измерения в условиях эксплуатации. Пока таких данных в полном объеме ещё нет.

Диагностирование дает данные о состоянии объекта в момент контроля, т.е. точечную оценку. Для прогнозирования необходимо знание процесса изменения технических характеристик. Переход к прогрессивной системе технического обслуживания оборудования по его состоянию требует значительного повышения эффективности контроля.

Современная система диагностирования должна в первую очередь быть системой раннего выявления развивающихся дефектов. Для создания эффективной системы контроля необходимо:

  1. На основании опыта эксплуатации выявить дефекты, приводящие к отказам, причины их возникновения и ход развития.

  2. Определить наблюдаемые характеристики (диагностические параметры) объекта, изменение которых связано с возникновением и развитием дефектов.

  3. Выявить связи между значениями параметров и техническим состоянием оборудования. Установить предельные значения параметров, характеризующие переход объекта в другой класс технических состояний.

  4. Разработать методы измерения этих параметров в условиях эксплуатации.

  5. Определить объем и периодичность испытаний, а также их последовательность (алгоритм контроля).

  6. Установить критерии браковки.

При создании диагностической системы для определенного объекта решаются следующие задачи:

  • изучение функциональных свойств объекта и основных параметрических зависимостей;

  • определение наиболее эффективных способов инструментального контроля;

  • формирование диагностических признаков на основе параметрической информации;

  • формирование диагностических алгоритмов на основе параметрической информации;

  • разработка программно-математического обеспечения;

  • отработка методов идентификации результатов диагностики;

  • разработка методов и правил использования результатов диагностирования для принятия решений. [5]


5.Средства технического диагностирования
Диагностирование технического состояния любого объекта осуществляется теми или иными средствами диагностирования. Средства могут быть аппаратурными или программными; в качестве средства диагностирования может также выступать человек-оператор, контролер, наладчик.

Средства диагностирования могут быть аппаратными или программными, внешними или встроенными, ручными, автоматизированными или автоматическими, специализированными или универсальными.

Средства функционального диагностирования являются, как правило, встроенными и поэтому разрабатываются и создаются одновременно с объектом. [1]

Общий вид структурной схемы средств технического диагностирования приведен на рис.2.

Объект диагностирования

Магнитограф

Экспресс-анализ

Задающее устройство

Усилитель

Видеотерминал

Цифровое печатающее устройство

Процессор (ЭВМ)

Аналогово-цифровой преобразователь

Блок хранения информации

Датчик

Постановка диагноза

Блок сравнения
Рис.2

Среди средств технического диагностирования, используемых для диагностики механического оборудования, по уровню решаемых задач и приборной реализации можно выделить: портативные, спектроанализаторы и встроенные системы контроля.

Портативные средства технического диагностирования имеют небольшие габариты, малую массу (до 1,0 кг), автономное питание и реализуют процесс измерения одного или нескольких диагностических параметров. К их преимуществам относятся: быстрота процесса измерения, простое обслуживание и управление, оперативное и наглядное получение информации в виде одиночного результата, низкая стоимость. Область применения – оперативный контроль технического состояния оборудования работниками ремонтных служб промышленных предприятий. Недостатки: возможность выявления дефекта с точностью до узла; относительно позднее предупреждение о неисправности.

Необходимость обработки и хранения большого объема информации при периодическом контроле технического состояния оборудования, стремление увеличить глубину поиска дефекта требуют использования вычислительной техники.

Выявление широкого диапазона неисправностей, возможность использования различных подходов к диагностике технического состояния, обеспечение точного диагноза и прогноза возможно при использовании спектроанализаторов. Особенностями их применения являются: высокая стоимость, высокая квалификация обслуживающего персонала, повышенные требования к качеству проводимых измерений. Направления развития спектроанализаторов: широкий спектр возможностей для разнообразных научных исследований; узкая направленность при реализации одного или нескольких методов распознавания неисправностей; универсальность – объединение наиболее часто встречающихся методов и возможностей; использование персональных компьютеров и сборщиков информации.

Встроенные системы используются при необходимости постоянного контроля технического состояния оборудования. Высокая стоимость, один из недостатков встроенных систем, определяется не только стоимостью аппаратной части, но и затратами на поддержание системы в работоспособном состоянии. Для оборудования металлургических предприятий характерно использование стандартных систем контроля, а не изготовление оборудования с элементами диагностики. Основные направления развития: контроль одного параметра; использование ПК при обработке однотипной информации; блочный принцип построения; универсальность.

В случае контроля одного параметра, обычно вибрации, устанавливается блок контроля, измеряющий и сравнивающий текущее и заданное значение параметра. При превышении заданного уровня включается звуковая сигнализация; возможна остановка оборудования.

Если количество точек возрастает, их контроль однотипен и выполняется по определенной программе, наиболее целесообразным является соединение измерительной (датчики, линии связи, предусилители) и вычислительной (ПК) систем.

При одновременном контроле нескольких взаимодополняющих параметров по одному агрегату используют блочный принцип на единой элементной базе и конструкторском решении. Обычно сигнализирующая система встроенного контроля предполагает участие оператора и дополнительный спектральный анализ для точной постановки диагноза.

Высокая стоимость, большие объемы неиспользуемой информации, затраты на поддержание в работоспособном состоянии и высокий уровень квалификации обслуживающего персонала ограничивают объем использования встроенных систем 10-20% всего эксплуатируемого оборудования. Целесообразным является рациональное сочетание переносных средств рабочего контроля цеховыми службами, спектроанализаторов при постановке точного диагноза специалистами заводских лабораторий и встроенных систем контроля. [6]
6.Задачи технической диагностики
Задачи диагностирования – это задачи определения технического состояния, в котором находится объект в настоящий момент времени. Задачи диагностирования – предсказание технического состояния, в котором объект окажется в некоторый будущий момент времени.

Задачи первого типа формально следует отнести к технической диагностике, а второго типа – к технической прогностике.

Есть еще третий тип задач – определения технического состояния объекта в некоторый момент в прошлом (задачи технической генетики). Задачи технической генетики возникают, например, в связи с расследованием аварий и их причин, когда техническое состояние объекта в рассматриваемое время отличается от состояния, в котором он был в прошлом, в результате появления первопричины, вызвавшей аварию. Эти задачи решаются путем определения вероятных предысторий, ведущих в настоящее состояние объекта. К задачам технической прогностики относятся, например, задачи, связанные с определением срока службы объекта или с назначением периодичности его профилактических проверок и ремонтов. Эти задачи решаются путем определения возможным или вероятных эволюций состояния объекта, начинающихся в настоящий момент времени.

Решение задач прогнозирования весьма важно, в частности, для организации технического обслуживания объектов по состоянию (вместо обслуживания по ресурсу). Непосредственное перенесение методов решения задач диагностирования на задачи прогнозирования невозможно из-за различия моделей, с которыми приходится работать: при диагностировании моделью обычно является описание объекта, в то время как при прогнозировании необходима модель процесса эволюции технических характеристик объекта во времени.

Главными показателями качества систем диагностирования являются гарантируемые ими полнота обнаружения и глубина поиска дефектов. [1]


7.Показатели диагностирования

Показатели диагностирования определяют при проектировании, испытании и эксплуатации систем диагностирования и включают их в техническое задание на разработку объекта. Показатели диагностирования нормируют на основе расчетов по технико-экономическому обоснованию средства диагностики из условия обеспечения максимальной эффективности применения объекта по назначению. Показатели диагностирования используют при сравнении различных вариантов средств диагностики. [2]

Стандартом (ГОСТ 23564-79) устанавливаются следующие показатели диагностирования:

  • вероятность ошибки диагностирования Pij;

  • апостериорная вероятность ошибки диагностирования Paij;

  • вероятность правильного диагностирования (достоверность контроля) D;

  • средняя оперативная продолжительность диагностирования TД;

  • средняя стоимость диагностирования СД;

  • средние оперативные трудозатраты на диагностирование QД. [3]


7.1.Вероятность ошибки диагностирования

В общем случае вероятность ошибки диагностирования Pij вычисляют по формуле:

,

где k - количество технических состояний (далее - состояний) средства диагностирования; Poi - априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в состоянии i; Pcl - априорная вероятность нахождения средства диагностирования в состоянии l; Pyjil - условная вероятность того, что в результате диагностирования объект диагностирования признается находящимся в состоянии j при условии, что он находится в состоянии i и средство диагностирования находится в состоянии l.

По статистическим данным оценку вероятности ошибки диагностирования определяют по формуле:

,

где Nil - общее число испытаний системы диагностирования (диагностирований объекта, находящегося в состоянии i, средством диагностирования, находящимся в состоянии l); rjil - число испытаний, при которых система диагностирования зафиксировала состояние j.

Для систем диагностирования, предназначенных для проверки работоспособности (то есть при различении только двух состояний объекта диагностирования - работоспособное и неработоспособное) возможны ошибки диагностирования видов (i=1, j=2) и (i=2, j=1).

Очевидно, что при i=1 и j=1 - состояние объекта работоспособное и ошибка диагностирования отсутствует. При i=2 и j=1 – состояние объекта неработоспособное и ошибка диагностирования также отсутствует.

Вероятность ошибки диагностирования вида (1,2) P12 - это вероятность совместного наступления двух событий: объект находится в работоспособном состоянии, но в результате ошибки диагностирования признан неработоспособным.

Вероятность ошибки диагностирования вида (2,1) P21 - это вероятность совместного наступления двух событий: объект находится в неработоспособном состоянии, но в результате ошибки диагностирования признан работоспособным. Для рассмотренного частного случая вероятности P12 и P21 вычисляются по формулам:

,

,

где Po1 - априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в работоспособном состоянии; Pо2 - априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в неработоспособном состоянии; Pу21l - условная вероятность того, что в результате диагностирования объект считается находящимся в неработоспособном состоянии при условиях, что он находится в работоспособном состоянии и средство диагностирования в состоянии l; Pу12l - условная вероятность того, что в результате диагностирования объект считается находящимся в работоспособном состоянии при условиях, что он находится в неработоспособном состоянии и средство диагностирования в состоянии l; Pсl - априорная вероятность нахождения средства диагностирования в состоянии l. [3]
7.2.Вероятность правильного диагностирования и апостериорная вероятность ошибки диагностирования
Вероятность правильного диагностирования часто называют достоверностью контроля и считают основным показателем диагностирования.

Достоверность контроля - это показатель степени объективного отображения результатами контроля действительного технического состояния изделия.

Вероятность правильного диагностирования (достоверность контроля) D вычисляют по формуле:

,

где Pij - вероятность ошибки диагностирования вида (i,j); m - число возможных технических состояний объекта диагностирования (для систем диагностирования, определяющих работоспособное и неработоспособное состояния объекта в целом m = 2).

Оценку правильного диагностирования определяют по формуле:

,

где P*ij - оценка вероятности ошибки диагностирования вида (i,j);

Для распространенного класса систем диагностирования, предназначенных для проверки работоспособности (m = 2), вероятность правильного диагностирования определяют по формуле:

.

Апостериорную вероятность Pаij вычисляют по формуле:

,

где Pij - вероятность ошибки диагностирования вида (i,j); m - число возможных технических состояний объекта диагностирования (для систем диагностирования, определяющих работоспособное и неработоспособное состояния объекта в целом m = 2); D - вероятность правильного диагностирования. [3]
7.3.Средняя продолжительность, средние трудозатраты и средняя стоимость диагностирования
Среднюю оперативную продолжительность диагностирования в общем случае определяют по формуле:

,

где Тi - средняя оперативная продолжительность диагностирования объекта, находящегося в состоянии i. Величина Тi включает продолжительность выполнения как вспомогательных операций, так и собственно диагностирования; Pоi - априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в состоянии i.

Оценку средней оперативной продолжительности диагностирования выполняют по формуле:

,

где N - общее число испытаний системы диагностирования (диагностирований объекта); Тig - оперативная продолжительность диагностирования объекта, находящегося в состоянии i при g-ом испытании.

Средние оперативные трудозатраты на диагностирование в общем случае определяют по формуле:

,

где QОДi - средние оперативные трудозатраты на диагностирование объекта, находящегося в состоянии i.

Оценку средних оперативных трудозатрат на диагностирование выполняют по формуле:

,

где N - общее число испытаний системы диагностирования (диагностирований объекта); QОДig - оперативные трудозатраты на диагностирование объекта, находящегося в состоянии i при g-ом испытании.

Среднюю стоимость диагностирования Sд вычисляют по формуле:

,

где Coi - средняя стоимость диагностирования объекта, находящегося в состоянии i. Величина Сi включает амортизационные затраты диагностирования, затраты на эксплуатацию системы диагностирования и стоимость износа объекта диагностирования при его диагностировании. [3]

8.Поиск дефектов
Принципы построения алгоритмов поиска дефектов.
Если при определении работоспособного состояния установлено, что объект диагностирования неисправен, то возникает необходимость поиска дефекта. Опыт эксплуатации сложных систем показывает, что время поиска дефектов существенно больше времени их устранения, поэтому большое внимание уделяют разработке методов обнаружения и поиска дефектов, на основе которых можно вручную или автоматически в наиболее короткий срок определить дефектный элемент системы.

Наличие дефектов в системе проявляется в изменении диагностических признаков (параметров) системы. Измерение диагностических признаков позволяет установить место появления дефекта.

Составление алгоритмов поиска – одна из основных задач технического диагностирования. Для составления алгоритмов используют некоторые критерии эффективности, например, минимум средних потерь (средние затраты на поиск дефекта, среднее время поиска дефекта и т.п.).

Составление алгоритмов связано с решением задачи оптимизации – нахождения алгоритма, критерий оценки которого имеет минимальное или близкое к нему значение. Нахождение такого алгоритма связано с рядом трудностей, поэтому для решения задачи оптимизации предложен ряд методов, целесообразность применения которых обусловлена характером исходной информации и сложностью объекта. [2]

Список литературы

1. Машиностроение. Энциклопедия/Ред.совет: К.В. Фролов (пред.) и др. – М.: Машиностроение. Измерения, контроль, испытания и диагностика. Т. III-7 / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; под общ. ред. В.В. Клюева – 464 с., ил. Изд. «Машиностроение», 1996.

2. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 т./Ред.совет: В.С. Авдуевский (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1987. – (В пер.)

Т. 9. Техническая диагностика/Под общ. ред. В.В. Клюева, П.П. Пархоменко. – 352 с., ил.

3. Сафарбаков А.М., Лукьянов А.В., Пахомов С.В. Основы технической диагностики: учебное пособие. – Иркутск: ИрГУПС, 2006. – 216 с.

4. Биргер И.А. Техническая диагностика. – М.: «Машиностроение», 1978. – 240 с., ил. – (Надежность и качество).

5. Федотов А.В. Основы теории надежности и технической диагностики: конспект лекций / А. В. Федотов, Н. Г. Скабкин. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010. – 64 с.

6. Техническая диагностика механического оборудования / Сидоров В.А., Кравченко В.М., Седуш В.Я. и др. – Донецк: Новый Мир, 2003. – 125 с.


Скачать файл (74.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации