Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис»




Скачать 19,38 Kb.
НазваниеИсследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис»
страница1/6
Дата03.02.2016
Размер19,38 Kb.
ТипИсследование
  1   2   3   4   5   6






Раздел 5



Автоматика. Энергетика.
Управление




УДК 622.7.09:681.5


Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля


Л.А. АВДЕЕВ, к.т.н., доцент, зам. директора по НИОКР,
предприятие «Углесервис»



Ключевые слова: автоматизация, контроль, система, узел, блок, работоспособность, неисправность, вероятность, поиск, усилие, оптимизация, осмотр, трудоемкость, проверка, вариант.

О

дной из составляющих времени пребывания технического средства в неработоспособном состоянии является время, затрачиваемое на поиск неисправности. Исследованиями [1] показано, что вероятность Р(Ф) обнаружения неисправного узла за время t среди N узлов приближенно определяется формулой:

(1)

где ρ – скорость эффективного поиска, зависящая от психофизиологических особенностей индивидуума, реализующего поиск, технических характеристик искомого блока (узла), оснащенности средствами поиска; параметр ρ учитывает также возможность возникновения ложных тревог, когда ищущему кажется, что неисправный узел найден.

Формула (1) универсальна в том смысле, что она определяет функциональную зависимость вероятности Р(Ф) обнаружения неисправности от удельного значения поисковых усилий , где Е – суммарные поисковые усилия; S – величина, которая может иметь размерность числа, когда речь идет о дискретном поиске.

При поиске неисправных узлов в целях экономии времени или трудозатрат на поиск интуитивно ясен следующий подход: необходимо вести поиск среди узлов, имеющих наименьшую надежность, однако, следует при этом учитывать и сложность поиска, т.к. может быть такая ситуация, когда самый ненадежный элемент требует и наибольшей трудоемкости при поиске неисправности в нем. Таким образом, поиск неисправности является задачей распределения поисковых усилий Ф между блоками (узлами) так, чтобы при определенных усилиях обеспечить наибольшую вероятность отыскания неисправности.

Задача во второй постановке заключается в обеспечении минимально возможными усилиями требуемой вероятности отыскания неисправности. Сформулируем задачу математически.

В системе из N блоков, содержащих n1, n2, …, nN элементов с удельными повреждаемостями λ1, λ2, …, λn, коэффициентами трудоемкости проверки блоков α1, α2, …, αn, распределить поисковое усилие Ф таким образом, чтобы обеспечить условие:

(2)

при ограничении

Алгоритм решения этой задачи сводится к следующему пошаговому процессу:

1) полагая, что вероятности неисправностей блоков пропорциональны повреждаемости их элементов и их числу, получим:

…, (3)



где γ1, γ2, …, γn – коэффициенты, определяющие вероятность наличия отказов в 1, 2, …, N узле при рассмотрении отказа как достоверного события γ1 + γ2 + γ3 + ... + γN = 1, т.е. отказы рассматриваются как независимые события, вероятность появления двух и более отказов сразу не учитывается ввиду ее малости; дальнейшее решение задачи проведем, используя результаты, полученные в [1];

2) проводим расчет значений , проранжируем их в порядке убывания;

3) вычисляем значения

, (n = 1, 2, …, N), (4)

(5)

при

n = 1 ; (6)

4) при Ф < L1 все поисковые усилия сосредоточим на поиске в блоке 1, вероятность обнаружения неисправности в этом блоке

(7)

5) при Ln-1 <Ф < Ln поиск осуществляется в n блоках, причем на поиск в j-м блоке затрачивается усилие, равное

(8)


в этом случае

(9)


, (10)

где

6) при Ф > Ln, где Ln – наибольшее из всех Lj, поиск осуществляется во всех блоках и поисковые усилия распределяются расчетом по следующему выражению:

(11)

что вытекает из уравнения ρ = exp(KN – Ф).

Вероятность обнаружения неисправности в блоке j равна

(12)

в системе:

(13)

В приложении к нашей задаче раскроем смысл значения «поисковое усилие». Если не решать задачу оптимизации, то значение Ф равно 1, когда специалист по обслуживанию системы полностью осматривает (проверяет) все элементы всех блоков одни раз, Ф = 2 при двукратном осмотре и т.д. Таким образом, в основе понятия Ф лежит норматив, экспериментально рассчитанный для наладчиков и ремонтного персонала. Однако этот норматив обычно рассчитывается без учета правил поиска и поэтому часть времени, идущего на поиск, расходуется нерационально. Полученные в приведенном выше расчете выражения позволяют сократить время поиска.

ПРИМЕР.

Система, состоящая из 4 блоков, имеющих частоты отказов , , , . Коэффициенты трудоемкости осмотра и проверки исправности блоков равны соответственно: ; ; ; . Требуется распределить поисковое усилие Ф = 0,5 таким образом, чтобы вероятность обнаружения неисправности при этом была максимальной.

РЕШЕНИЕ.

.

Шаг 1:

Шаг 2: ; ; ;

или после перенумерации

; ; ; ;



Шаг 3: К1 = 0,4·0,65 = 0,26; К2 = 0,262; К3 = –0,149; К4 = –0,427;

L1 = 0,26-0,4·0,02 = 0,252; L2 = 0,947; L3 = 0,963.

Шаг 4: Так как L1 < Ф < L2 поиск осуществляется в двух блоках. Расчет поисковых усилий Ф1 и Ф2 осуществим по формуле (8):





Вероятность обнаружения неисправности Рj согласно (9) в этом случае будет равна:

; ; .

В таблице приведены рассчитанные по изложенному выше методу значения составляющих Фj при различных Ф для двух вариантов значений α и γ. Из таблицы видно, что при Ф = 0,5 целесообразнее всего проводить поиск неисправности в системе с показателями повреждаемости и трудоемкости проверки по варианту 1 в первом и втором блоках, по варианту 2 – в первых трех блоках. Расчет подтверждает интуитивное предположение, что при ограниченных ресурсах, выделенных на поиск неисправности, все усилия сосредоточиваются на поиск в самых низконадежных узлах. Однако с увеличением средств на поиск это правило нарушается. Так, например, при Ф = 5 (вариант 2) γ2 > γ3, а Ф2 < Ф3, т.е. при увеличении значений Ф начинает сильнее сказываться величина коэффициента трудоемкости поиска. Распределение составляющих Фj для обоих вариантов в зависимости от суммарного значения Ф приведена на рисунке 1, где штриховой линией выполнена кривая при равновероятных повреждаемостях блоков и одинаковых коэффициентах трудоемкости их проверки.

Большое значение при поиске неисправности ограниченными ресурсами имеет вероятность нахождения неисправности. На рисунке 2 приведены зависимости этих вероятностей от значений Ф, из которых видно, что суммарная вероятность обнаружения неис-

правности с ростом Ф растет и она всегда выше, чем при равномерном распределении усилий на поиск между блоками системы.

При повреждении блока системы, если он не заменяется новым, а ремонтируется, поиск места повреждения является необходимым условием, т.е. вероятность обнаружения неисправности должна быть равна 1. В этом случае из проведенных выше расчетов можно сделать следующий вывод. На первом этапе поиска с достаточно высокой вероятностью обнаружения неисправность отыскивается на месте с ограниченными ресурсами (например, с Ф≤ 1). В случае необнаружения неисправности блок заменяется и отправляется в централизованный ремонт. Там поиск неисправности продолжается с соблюдением правил распределения затрат на поиск при больших Ф.

Анализ проведенных выше расчетов показывает, что абсолютные значения частот отказов блоков системы не оказывают влияния на оптимизацию распределения усилий на поиск неисправностей. Это влияние определяется их соотношением и, таким образом, изложенный метод применим как к высоконадежным, так и к низконадежным системам.

Однако на первый взгляд кажется нелогичным вывод о том (рисунок 2), что при равномерном распределении поисковых усилий между блоками, имеющими место при равновероятных повреждаемостях блоков и одинаковых коэффициентах трудоемкости их проверки, вероятность обнаружения неисправности снижается.


Значения составляющих Фj при различных исходных данных

Ф

Вариант 1

Вариант 2

блок 1

блок 2

блок 3

блок 4

блок 1

блок 2

блок 3

блок 4

















0,5

0,45

0,05





0,205

0,215

0,08



1,0

0,83

0,14

0,02

0,01

0,28

0,37

0,32

0,03

1,5

1,03

0,19

0,17

0,11

0,33

0,47

0,46

0,24

2,0

1,23

0,24

0,32

0,21

0,38

0,57

0,63

0,42

5,0

2,43

0,55

1,22

0,8

0,69

1,18

1,54

1,59








а)

б)

а) исходные данные варианта 1; б) исходные данные варианта 2

Рисунок 1 – Зависимость вероятности обнаружения неисправности в блоках 1-4 от объема «поисковых усилий»

Нелогичность вывода вытекает из принятой практики иметь равнонадежные и в одинаковой степени ремонтопригодные блоки технических устройств. Ошибочность такой практики отмечалась еще в [2], где было показано, что в восстанавливаемых системах требования к надежности распределяются оптимально, а не равномерно между узлами. К полученным выводам можно добавить, что и задачу поиска неисправностей следует рассматривать как часть общей задачи повышения надежности технического устройства. Каждая из них – оптимизационная, и одна другую дополняет.








а)

б)

а) исходные данные варианта 1; б) исходные данные варианта 2

Рисунок 2 – Зависимость «поисковых усилий» Фj от суммарного значения Ф на обнаружение неисправности
в блоках 1-4

  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconИсследование амплитудно-частотных свойств объектов аэрогазового контроля угольных шахт Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис»
Ключевые слова: шахта, забой, метан, воздух, амплитуда, частота, характеристика, реверсирование, коммутация, инерционность, газодинамика,...
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconГеотехнологии. Безопасность жизнедеятельности
Вероятностный анализ режимов работы автоматизированных систем контроля рудничной атмосферы
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconРабочая программа дисциплины «диагностика и надежность автоматизированных систем»
Целью изучения дисциплины является изучение методов обеспечения надежности и безопасности автоматизированных систем, их диагностики,...
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconА. В. Нагоев Экономические информационные системы и технологии
Модуль проектирование автоматизированных информационных систем. Конфигурирование информационной системы 1С: Предприятие
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconОптико-электронная система контроля режимов лазерной термообработки
В работе проведен анализ существующих систем управления технологическим процессом лазерной термообработки деталей. Представлена разработанная...
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconЗаседания секции
...
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconАвтоматизированная система контроля подвижного состава (аск пс)
...
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «сибирский федеральный университет» утверждаю
Суковатая И. Е., канд биол наук, зам директора ифбиБТ, доцент кафедры биофизики
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconБиография Родилась 13 марта 1977 г в городе Макеевка Донецкой области. В 1999 году закончила факультет Экологии и химической технологии Донецкого государственного технического университета (Донгту) по специальности «Экология и охрана окружающей среды»
В 2007 году закончила магистратуру факультета Вычислительной техники и информатики Доннту по специальности «Программное обеспечение...
Исследование режимов диагностики автоматизированных систем контроля Л. А. Авдеев, к т. н., доцент, зам директора по ниокр, предприятие «Углесервис» iconПриказ 28 апреля 1998 г. N 140 об утверждении стандартов (моделей протоколов) диагностики и лечения наркологических больных
В целях повышения эффективности диагностики и лечения наркологических больных посредством систематизации современных подходов к тактике...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница