Совершенствование технической эксплуатации строительной техники на основе информационных технологий (Отчет о научно-исследовательской работе)

сложного технического объекта по техническому состоянию

Структурная схема обеспечения работоспособности сложного ТОб по ТС представлена на рисунке 1.1.

Стратегия эксплуатации сложного ТОб (СМ) по техническому состоянию (ТС) осуществляется следующим образом (п. 5.2 [1]).

I этап – анализ структуры объекта эксплуатации. Составляется перечень элементов, эксплуатируемых с контролем уровня надежности, с контролем параметров ТС, по наработке и до отказа.

Для прогнозирования динамики значений показателей уровня надежности и параметров ТС элементов с целью определения сроков их профилактических ремонтов и замен выбираются математические модели динамики показателей уровня надежности и параметров ТС элементов и предельные значения этих показателей, соответствующие приближению к предельному состоянию элементов объекта (II этап).

Вид математических моделей, предельные значения показателей уровня надежности и параметров ТС элементов выбираются с учетом типа объекта, характера его использования, структурной схемы его надежности, вида (или способа определения) предельного состояния. Так, примером типа объекта может служить транспортное средство. Рассмотрим два типа транспортных средств – пассажирский самолет и сельскохозяйственный трактор. Отказ важного элемента самолета в полете приведет к катастрофе, а у трактора к остановке в поле. Последствия отказа сильно отличаются, поэтому и виды предельного состояния тоже будут различны. Для самолета предельное состояние – значение вероятности отказа в полете, обусловленное требованиями безопасности. У трактора – значение вероятности отказа, обусловленное требованиями экономической целесообразности его использования. Структурная схема определяется наличием резервирования элементов. У самолета большинство систем резервировано, у трактора - только тормозная система.

Рисунок 1.1 – Структурная схема обеспечения работоспособности сложного ТОб по ТС.

Динамика текущих значений параметров ТС элементов в процессе эксплуатации отслеживается посредством проведения периодического диагностирования согласно плана проведения мероприятий ТОР или посредством непрерывного диагностирования специальными приборами, встроенными в эксплуатируемый объект, и наблюдениями персонала (III этап). Динамика текущих значений показателей уровня надежности оценивается на основании сбора статистической информации по отказам элементов.

Путем подстановки текущих значений показателей уровня надежности и параметров ТС элементов в математические модели их динамики производится прогнозирование сроков проведения их профилактических ремонтов и замен (IV этап), на основании которого планируются мероприятия по ТОР и замене элементов (V этап).

Планирование мероприятий по обслуживанию, ремонту и замене элементов производится с учетом специфики эксплуатации объектов. Например, для машин транспортного строительства (газопроводы), используемых сезонно в труднодоступных для проведения мероприятий по обслуживанию и ремонту местах, период между ремонтами будет длительный. Поэтому запас ресурса элементов машин до ремонта или замены должен назначаться соответственно увеличенным. Поэтому возрастает и объем работ по ремонту и замене перед сезоном работы. Такой метод ТОР по состоянию можно назвать превентивным.

Согласно разработанным планам проводятся плановые мероприятия по обслуживанию, ремонту и замене элементов объекта. Неплановые ремонтные воздействия проводятся по факту внезапного отказа элемента машины. Количество внезапных отказов прогнозируется согласно статистике отказов машин данной марки или других марок, близких к данной по техническим параметрам (узлы одних и тех же заводов-изготовителей, конструктивные решения, условия использования и т.п.). Согласно прогнозам внезапных отказов резервируются ремонтные мощности и запчасти.

1.2.Перечень элементов, эксплуатируемых с контролем уровня надежности, с контролем параметров технического состояния, по наработке и до отказа

Составление перечня элементов производится на основании анализа каталога запасных частей, выпускаемого заводом-изготовителем ТОб или каталога (п. 5.2.2.2 [2]), входящего в состав базы данных ИАСУ             (рисунок 1.2), причем второй вариант является наиболее эффективным и позволяет использовать многие преимущества информационной системы.

В группу элементов, эксплуатируемых по наработке, входят те, для которых ресурс строго регламентирован: фильтроэлементы, смазочные материалы и технические жидкости, быстроизнашивающиеся части, резинотехнические изделия.

Рисунок 1.2 – Каталог элементов машины

До отказа эксплуатируются элементы, отказ которых не приводит к серьезным последствиям или не оказывает существенного влияния на работоспособность машины. Это приборы освещения, элементы отделки, защитные кожухи, предохранительные элементы и пр.

Элементы, эксплуатируемые по уровню надежности, это элементы, нарушение работоспособного состояния которых происходит преимущественно вследствие внезапных отказов.

С контролем параметров ТС эксплуатируются элементы, изменения параметров состояния которых можно измерять посредством диагностирования и прогнозировать моменты наступления предотказных состояний. Это элементы, нарушение работоспособного состояния которых происходит преимущественно вследствие параметрических отказов.

Периодичность, состав и трудоемкость операций ТОР заносится в ИАСУ в соответствии с действующими рекомендациями [3, 4]. База данных ИАСУ содержит также диагностические параметры отдельных элементов, их предельные значения, которые необходимы для управления ТОР по параметрам ТС.

Разработанная в 2008 в году «Методика применения информационной автоматизированной системы управления технической эксплуатацией строительных машин и автотранспорта» [5] предусматривает сбор статистической информации по наработке и отказам элементов, которые требуются для управления ТОР по уровню надежности.

Т.о., ИАСУ содержит всю информацию, необходимую для построения