Механизмы
выявления различных дефектов
Для организации нормативно-технического обеспечения и
сопровождения данными критичных элементов на различных этапах восстановления
необходимо создание и ведение баз данных о дефектах и их положениях,
размерах, результатах испытаний и диагностики, проблемах восстановления,
структурных схемах систем и деревьях отказов и т.д. Эти данные являются важными
как для оценки вероятности проявления дефектов, так и для более тщательного их
изучения. Ведение "информационного паспорта" исследуемых критичных
элементов с данными о технико-экономических показателях и операциях, которые выполнялись
с элементами на предыдущих периодах восстановления, позволяют реализовать
наиболее рациональные пути и способы устранения дефектов.
На основе анализа информационного паспорта элемента для
различных периодов восстановления можно говорить: о контроле над развитием
дефекта, сравнивать обнаруженные дефекты с определенными эталонами для их
ранжирования, проводить классификационный анализ, принимая к вниманию аспекты
связанные с безотказностью и ресурсами для системы. Информационный паспорт
элементов это также основа для выбора и построения принципов контроля с учетом
технических характеристик и экономических показателей.
Отсутствие эксплуатационных данных и материалов диагностики и
контроля не позволяет рационально организовывать эксплуатацию систем таким
образом, чтобы расходовать технический ресурс как можно дольше, не снижая при
этом уровень надежности в целом.
Проблема рационального использования технического ресурса для
отдельных элементов и агрегатов системы ставит задачи исследования моделей и
механизмов деградации элементов систем. Построение моделей для моделирования
развития дефектов различного типа для различных типов элементов (кабели, трубы,
двигатели и т.д.) с учетом различных внешних условий (окружающей среды) и
возмущений является актуальной задачей.
Отметим также задачу выбора метода (инструментов) или
комплекса методов неразрушающего контроля (НК) для проведения диагностики
технического состояния как отдельных элементов, так и их совокупности с учетом
технико-экономических показателей. Инженерная практика выдвигает ряд
требований, которым должны удовлетворять методы, прежде всего, например,
возможность визуализации дефектов, высокая выявляемоесть дефектов,
чувствительность приборов, компактность и практичность оборудования. Для
различных работ применяются как отдельные методы НК, так и их комбинации
(комплекты). Однако их совместное сочетание (например, визуальный и
вихретоковый) позволяют получить более достоверную информацию о качестве
металлоизделий, например, в космосе [3].
В работах [8, 9, 10, 11] рассмотрены роль и место методов НК
для обеспечения надежности и долговечности систем с высокой ценой отказа, а
также рассматриваются модели и способы комплексирования различных по своей
природе и затратам ресурсов методов НК.
Планирование восстановления критичных
элементов
При решении задач восстановления актуальными являются модели и
методы планирования восстановления элементов систем, которые учитывают
возможности совмещения отдельных операций ТО, ремонта и технологических процессов,
методы совершенствования расписаний обслуживания с учетом различных критериев и
т.д. Для подготовки ТО критичных элементов необходимо также планировать
обеспечение их различного рода ресурсами и разработать модели расходования
ресурсов на основе теории управления запасами. Важными являются задачи
планирования объемов и сроков проведения ТО, разработки оптимальных стратегий
ремонтов по различным показателям готовности, стоимости и т.д. Основанием для
назначения того или иного вида ремонта является выработка технологическим
оборудованием технического ресурса, при котором создается угроза безопасности
объекта.
При разработке таких моделей необходимо формировать показатели
критериев и учесть ограничения на потребление различного рода ресурсов
(численность специалистов, участвующих в проведении эксплуатационных
процессов), оборудования, финансовых затрат, временных ограничений на
восстановление.
Рассмотрим одну из задач принятия решений по выбору способов
восстановления элементов систем.
Предположим, что для фиксированного периода времени Т в
результате проведения исследования технического состояния выделенных критичных
элементов и обработки результатов экспериментов по диагностике элементов
(отдельных агрегатов или систем) с применением комплекса методов НК определены
возможные способы восстановления элементов и заданы ограничения по
технико-экономическим показателям на проведение работ.
Обозначим через Е={ej, j Є J), J={1,...,n}, (5)
- множество
элементов (агрегатов), у которых на данный период восстановления Т необходимо
проводить комплекс мероприятий, (ТО различного уровня), восстановление
(профилактику, замену и т.д.). Объемы ремонтно-профи-лактмческих работ для
каждого агрегата или системы зависят от экспертной информации о величине его
остаточного ресурса, интенсивности отказов, результатов контроля систем,
выделенных ресурсов и т.д.
Реализация восстановления работоспособности элемента еj
может осуществляться различными технологическими способами
xjk Є Xj ={хj1, хj2,...,xjk*
} (6)
Тогда х = (х1k1,...х1kj,...,хnkn) (7) - перечень способов
восстановления всех критичных элементов системы.
При проведении работ могут задействоваться: различное число
бригад, ремонтных органов, оборудование различного типа и т.д., для различных
элементов необходимы финансовые и ресурсные затраты. От этих затрат зависит
качество и сроки проведения работ (замена узла новым или замена
(восстановление) его части и т.д.), что и определяет показатель вероятности не
достижения предельного состояния после их восстановления.
xjk
- ЗАМЕНА
- ЧАСТИЧНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ
- РЕЗЕРВ
Рис.1. Возможные варианты восстановления критичных элементов
систем
Определим для каждого способа восстановления xjk
показатели планируемых вероятностей не перехода в предельное состояние рj
(xjk ) и затрат ресурсов gj (xjk
) (например, среднее время восстановления элементов и систем, стоимость
ремонтно-профилактических работ, трудозатраты и т.д.).
Данные по ресурсам заносятся в таблицу в которой для каждого
элемента фиксируются возможные способы его восстановления.
Пусть заданы ограничения bi, i Є I =
[1,..., т} по каждому ресурсу для планового периода времени Т. Тогда задача
выбора способов восстановления элементов системы может быть сформулирована
следующим образом:
максимизировать надежность
Р(х) = П pj
(xjk) --> mах, (8)
при ограничениях на ресурсы восстановления
gi
(x) = SUM gij (xjk)