Файл: Практическая работа 1 определение критериев и показателей оценки.pdf

35 кибернетики. К решению задачи распознавания существует два подхода: вероятностный и детерминистский. Вероятностный использует статистические связи между состоянием объекта и диагностическими параметрами и требует накопления статистики соответствия диагностических параметров видам технического состояния. Оценка состояния при этом осуществляется с определенной достоверностью. Детерминистский подход, применяемый чаще всего, использует установленные закономерности изменения диагностических параметров, определяющих состояние объекта.
Помимо теории распознавания, в технической диагностике используют также теорию контролеспособности. Контролеспособность определяется конструкцией объекта, задается при его проектировании и является свойством объекта обеспечивать возможность достоверной оценки диагностических параметров. Недостаточная достоверность оценки технического состояния является фундаментальной причиной низкой достоверности распознавания состояния оборудования и оценки его остаточного ресурса.
Таким образом, в результате предшествующих исследований устанавливают связи между характеристиками диагностических параметров и состоянием объекта и разрабатывают диагностические алгоритмы (алгоритмы распознавания), представляющие собой последовательность определенных действий, необходимых для постановки диагноза. Диагностические алгоритмы включают также систему ди- агностических параметров, их эталонные уровни и правила принятия решения о принадлежности объекта к тому или иному виду технического состояния.
Определение вида технического состояния оборудования может производиться как в собранном состоянии, так и после его полной разборки. В период нормальной эксплуатации используют методы безразборной диагностики, как наиболее экономичные. Методы технической диагностики, требующие разборки, обычно применяют при капитальном ремонте оборудования – при дефектации его элементов. Основной проблемой безразборной технической диагностики является оценка состояния оборудования в условиях ограниченности информации.
По способу получения диагностической информации техническую диагностику разделяют на тестовую и функциональную. В тестовой диагностике информацию о техническом состоянии получают в результате воздействия на объект соответствующего теста. Тестовая диагностика основана на использовании различных методов неразрушающего контроля.
Контроль при этом осуществляется, как правило, на неработающем оборудовании. Тестовая диагностика может производиться как в собранном, так и в разобранном состоянии. Функциональную диагностику проводят только на работающем оборудовании в собранном состоянии.
Функциональную диагностику в свою очередь подразделяют на вибрационную и параметрическую диагностики. При использовании функциональной параметрической диагностики оценка технического

36 состояния осуществляется по величине функциональных параметров оборудования при его работе, при этом подача целенаправленных тестовых воздействий не требуется. Отклонение этих параметров от их номинального значения (температура, давление, мощность, количество перекачиваемого продукта, КПД и т.д.) свидетельствует об изменении технического состояния элементов объекта, формирующих данный параметр.
Контроль функциональных параметров обычно осуществляется в постоянном режиме оперативным обслуживающим персоналом с помощью штатных приборно- измерительных комплексов технологического оборудования. В связи с этим функциональную параметрическую диагностику часто называют оперативной. Способы функциональной параметрической диагностики обычно излагаются в инструкциях и руководствах по эксплуатации соответствующего вида оборудования и в данном пособии специально не рассматриваются.
Вибрационная диагностика бывает двух видов: тестовая и функциональная. Сущность функциональной вибрационной диагностики заключается в использовании параметров вибрации оборудования при функционировании в рабочих условиях для оценки его технического состояния без разборки. Особенностью функциональной вибрационной диагностики является использование в качестве диагностических не статических параметров типа температуры или давления, а динамических – виброперемещения, виброскорости и виброускорения.
Помимо отмеченных выше видов диагностики, для оценки состояния оборудования применяют методы разрушающего контроля, предусматривающие частичное разрушение объекта (например, при вырезке проб для установления свойств материалов путем их механических испытаний), а также инструментальный измерительный контроль элементов оборудования при его разборке во время обследования или ремонта.
Классификация видов технической диагностики приведена на рис. 11.8.
Системы диагностики различаются уровнем получаемой информации об объекте. В зависимости от решаемой задачи выделяют следующие виды диагностических систем: для разбраковки объектов на исправные и неисправные или для аттестации объектов по классам; поиска и измерения дефектов и повреждений; мониторинга состояния объекта и прогнозирования его остаточного ресурса. Последняя из перечисленных систем является наиболее сложной и применяется для ответственных и дорогостоящих опасных производственных объектов и технологического оборудования. Такие системы, предусматривающие проведение постоянного мониторинга с применением комплекса методов контроля технического состояния, позволяют проводить оперативную корректировку прогнозных оценок определяющих параметров и уточнение остаточного ресурса. В качестве основных методов контроля развития дефектности в комплексных системах мониторинга в настоящее время

37 используют: для емкостного оборудования – акустико-эмиссионный контроль, для машинного – контроль вибрационных параметров.
Рис. 2.8. Классификация видов технической диагностики
Современное технологическое оборудование представляет собой сложные технические системы. Надежность любой технической системы определяется надежностью составляющих ее элементов. В большинстве случаев для сложных систем контроль одного или нескольких элементов малоэффективен, так как остается неизвестным состояние остальных.
Составляющие элементы сложных технических систем могут соединяться между собой последовательным, параллельным или комбинированным способами. При последовательном соединении элементов с вероятностью безотказной работы
1, 2, … ,  вероятность безотказной работы системы определяется из выражения:
() = 12 … ,
(2.1) где
 – вероятность безотказности i-го элемента.
При параллельном соединении:
() = 1 − (1 − 1)(1 − 2) … (1 − ),
(2.2)
При комбинированном способе вначале определяют вероятность безотказной работы элементов с параллельным соединением, а затем – с последовательным.
Способ параллельного соединения дублирующих элементов называется резервированием. Резервирование позволяет резко повысить надежность сложных технических систем. Например, если в системе перекачки сырой нефти предусмотрены два независимых параллельных насоса с вероятностью безотказной работы

1
=

2
= 0,95, то вероятность безотказной работы всей системы:
() = 1 − (1 − 
1
)(1 −

2
) = 1 − (1 − 0,95)(1 − 0,95) = 0,998
(2.3)

38
Суммарная надежность системы определяется надежностью ее составляющих. Чем больше количество составляющих, из которых состоит система, тем выше должна быть надежность каждой из них. Например, если техническая система состоит из 100 последовательно соединенных элементов с одинаково высокой вероятностью безотказной работы 0,99, то общая ее надежность будет равна 0,99 100
, что составит около 0,37, т. е. вероятность безотказной работы системы в течение заданного времени t составляет только
37 %. В связи с этим при диагностировании сложных систем, прежде всего включающих большое число составляющих без резервирования, для получения до- стоверной оценки их надежности необходимо осуществлять сплошной контроль всех составляющих.
Состояние технической системы может описываться множеством параметров. При диагностировании сложных систем, работоспособность которых характеризуется большим числом параметров, возникает ряд дополнительных проблем, а именно:
 необходимо установить номенклатуру основных диагностических параметров, характеризующих работоспособность системы, и задать технические средства их контроля;
 по совокупности этих параметров необходимо разработать алгоритм оценки технического состояния системы и соответствующие программные продукты для ЭВМ.
При проведении диагностики применяют сплошной и выборочный контроль. Крайне важным фактором является то, что применение современных неразрушающих методов позволяет перейти к сплошному контролю. Для сложного технологического оборудования, состоящего из большого числа зависимых элементов, введение сплошного неразрушающего контроля является необходимым условием достоверной оценки его технического состояния.
Задания для практической работы
Практическая работа. Выбор методов и способов определения значений технического состояния оборудования, оснастки, инструментов.
Задание 1. Методы оценки технического состояния оборудования.
Изучите теоретический материал, представленный в методических указаниях. Составьте схему: Методы оценки технического состояния оборудования.
Задание 2. Определение вероятности безотказной работы. Изучите теоретический материал, представленный в методических указаниях.
Рассмотрите приведенный ниже пример решения задач.
Пример. В цехе работают три станка. Вероятность отказа в течение смены для станков соответственно равна 0,1, 0,2 и 0,15. Найти вероятность того, что в течение смены безотказно проработают два станка.
Решение. Обозначим события:

1
– первый станок в течение смены безотказно проработал;

2
– второй станок в течение смены безотказно проработал;

3
– третий станок в течение смены безотказно проработал.

39
Тогда вероятность того, что в течение смены безотказно проработают два станка, будет равна:
() = (12̅3 + 1̅23 + 123) = (123̅ ) + (12̅ 3)
+
(123) = (1)(2)(̅3) + (1)(̅2)(3) ++(1)(2)(3) = 0,9 •
0,8 • 0,15 + 0,9 • 0,2 • 0,85 ++0,1 • 0,8 • 0,85 = 0,329.
Ответ:
() = 0,329.
Решите задачи:
1. В цехе работают три станка. Вероятность отказа в течение смены для станков соответственно равна 0,012, 0,014 и 0,016. Найти вероятность того, что в течение смены безотказно проработают два станка.
2. В цехе работают три станка. Вероятность отказа в течение смены для станков соответственно равна 0,01, 0,012 и 0,005. Найти вероятность того, что в течение смены безотказно проработает один станок.
3. В цехе работают три станка. Вероятность отказа в течение смены для станков соответственно равна 0,02, 0,04 и 0,05. Найти вероятность того, что в течение смены безотказно проработают все три станка.
4. Электрическая цепь состоит из 3 последовательно включенных и независимо работающих приборов. Вероятности выхода из строя первого, второго и третьего прибора соответственно равны 0,25, 0,05 и 0,1. Вычислите вероятность того, что в цепи не будет тока.
5. Установка состоит из узлов x, y, z, выполненных параллельно.
Вероятность выхода из строя этих узлов следующая: Р
х
=0,02, P
y
=0,2, P
z
=0,02.
Для того, чтобы установка вышла из строя должны отказать одновременно все узлы. Подсчитать вероятность отказа всей установки Р
у
6. Установка состоит из трех узлов: А, В, С, расположенных последовательно. Узел В, в свою очередь состоит из 2-х узлов В
1
и В
2
включенных параллельно. Вероятность отказа Р(А)=0,02, Р(В
1
)=0,2, Р(В
2
)=0,2,
Р(С)=0,02. Найти вероятность отказа всей установки.
7. Прибор, работающий в течение времени t, состоит из трех узлов, каждый из которых, независимо от других, может в течение времени t отказать
(выйти из строя). Отказ хотя бы одного узла приводит к отказу прибора в целом. За время t надежность (вероятность безотказной работы) первого узла равна Р
1
=0,8; второго Р
2
=0,9; третьего Р
3
=0,7. Найти надежность прибора в целом.
8.
При изготовлении детали на станке выполняются три техно- логические операции. Вероятность появления дефекта при выполнении 1, 2 и 3 операции равны соответственно Р
1
=0,1; Р
2
=0,5; Р
3
=0,08. Найти вероятность того, что при изготовлении детали в ней будет обнаружен ровно один дефект.
9.
Техническая система состоит из трех подсистем, которые могут отказать независимо друг от друга. Отказ каждой подсистемы приводит к отказу всей системы. Вероятность того, что в течение времени t первая подсистема проработает безотказно, равна 0,7, вторая – 0,9, третья – 0,8. Найти

40 вероятность того, что в течение времени t система проработает безотказно.
Найти вероятность отказа системы за время t.
10.
Техническая система состоит из четырех подсистем, которые могут отказать независимо друг от друга. Отказ каждой подсистемы приводит к отказу всей системы. Вероятность того, что в течение времени t первая подсистема проработает безотказно, равна 0,9, вторая – 0,95, третья – 0,98, четвертая – 0,99. Найти вероятность того, что в течение времени t система проработает безотказно. Найти вероятность отказа системы за время t.
11.
Техническая система состоит из четырех подсистем, которые могут отказать независимо друг от друга. Отказ всей системы произойдет только при отказе каждой подсистемы. Вероятность того, что в течение времени t первая подсистема проработает безотказно, равна 0,9, вторая – 0,95, третья – 0,98, четвертая – 0,99. Найти вероятность того, что в течение времени t система проработает безотказно. Найти вероятность отказа системы за время t.
12. Техническая система состоит из трех подсистем, которые могут отказать независимо друг от друга. Отказ всей системы произойдет только при отказе каждой подсистемы. Вероятность того, что в течение времени t первая подсистема проработает безотказно, равна 0,7, вторая – 0,9, третья – 0,8. Найти вероятность того, что в течение времени t система проработает безотказно.
Найти вероятность отказа системы за время t.
Ответьте на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение: техническое состояние объекта.

2. Какие виды технического состояния различают?
3. Дайте определение: средство технического диагностирования. Какие средства технического диагностирования Вы знаете?
4. Дайте определение: контролепригодность.

5. Какие системы технического диагностирования Вы знаете?
6. Какие методы оценки технического состояния оборудования Вы знаете?

7. Как используют анализ шума для оценки технического состояния оборудования?
8. Как вибрация механизмов позволяет оценить техническое состояние оборудования?
9. Дайте характеристику температуре как диагноститескому параметру при оценке технического состояния оборудования.
10. Перечислите основные отклонения акустических шумов и назовите их причины.