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 прово
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.
|
- 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
) <= bi
,i Є I
x =(x1k1
,...xjkj
,...xnkn
}
Є X = П Xj
(9)
Результатом решения данной задачи являются фиксированные способы восстановления агрегатов или технологических систем в плановый период восстановления Т, после выполнения которых надежность системы является максимальной при выделенных ресурсах. Важно отметить, что при нахождении и интерпретации решений необходимо исследовать их корректность и адекватность. Для решения задачи могут быть использованы алгоритмы, базирующиеся на методе последовательного анализа и отсеивания вариантов [2,3].
Список литературы
1. ГетьманА.Ф., Козин Ю.Н.
Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления -М.: Энергоатомиздат, 1997.--288с.
2. Клюев В. В.
Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. -М. : Машиностроение.- 1986.-488с.
3. Лопаткин В. И.
Методы неразрушающего контроля за рубежом// Проблемы безопасности полетов -1986 .№6. 58-65с.
4. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. /Под общ. ред. Клюева В.В.
- М.: Машиностроение, 1982.
5. Сварка и резка в промышленном строительстве. В 2-х т., Т.2. /Под ред. Малышева Б.Д
. -3-е изд. перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1989.-400с.
6. ГОСТ 26-2044-83. Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля.
7. Волкович В.Л., Волошин А. Ф., Заславский В. А., Ушаков И. А.
Модели и алгоритмы оптимизации надежности сложных систем.- Киев: Наукова Думка.-1993.-312с.
8. ASNT Central Certification Program (ACCP) // The American Soiciety for Nondestructive Testing, Inc. Revision 3( November, 1997)
9. European Standart norme, EN 473:1993, January, 1993.-36p.
10. Хенли Э., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. В.С.Сыромятникова, Г.С.Деминой.-М.: Машиностроение, 1984.-528 с.
11. Проектирование надежных спутников связи / Афанасьев В.Г., Верхотуров В.И., Заславский В.А. и др./ под редакцией академика М.Ф.Решетнева.-Томск: МГП "РАСКО", 1993.- 221 с.
12. Михалевич B.C., Волкович В.Л. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем.- М.: Наука, 1982.-286С.