• Определение электронной технологии

• Электронная технология диагностики

• Электронная технология обнаружения неисправностей

• Электронная технология сертификации

• Электронная технология мониторинга

• Электронная технология сертификации с последующей постановкой на мониторинг

Детальный анализ современного состояния систем организации работ по техническому обслуживанию и ремонту сложных технических объектов убеждает в необходимости перехода от системы планово- предупредительных ремонтов к стратегиям управления эксплуатационной надежностью этих объектов по их техническому состоянию. Преимущества такого перехода с точки зрения экономии трудовых, материальных и финансовых ресурсов бесспорны, а в условиях рыночной экономики просто необходимы. Однако, такой переход возможен только при условии создания систем технической диагностики и/или систем мониторинга технического состояния контролируемых объектов. 

Для создания современных систем диагностики и мониторинга сложных технических объектов необходимы:

•  первичная измерительная аппаратура технических параметров,

•  вторичная информационно-вычислительная техника для переработки и визуализации собранной информации,

• различные ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

Под электронной технологией мы понимаем правила измерения и сбора технических сигналов, алгоритмы преобразования этих сигналов в цифровую диагностическую информацию и алгоритмы преобразования, хранения, визуализации и протоколирования накопленных данных, а так же расчета параметров надежности с помощью математических моделей переходов состояний (при технологиях диагностирования) и моделей процессов деградации (при технологиях мониторинга) состояния контролируемых объектов. 

НПФ «ЭДМОН»  в настоящее время поставляет несколько видов электронных технологий, каждая из которых, реализуется соответствующим пакетом прикладных программ.

Эта технология на базе протоколов измерения технических параметров позволяет: получать оценку состояния объекта на базе и с помощью  протоколов исключений определять виды неисправностей. Классификация видов диагностики выделяет функциональную и тестовую диагностику технических объектов. Далее будет рассматриваться только функциональная диагностика, которая проводится на работающем (функционирующем) объекте и, как правило, выполняется с точностью до определения одного из двух его состояний:

(исправен-неисправен, работоспособен-неработоспособен, правильно функционирует- неправильно функционирует.)

Однако, в большинстве случаев такая оценка состояния объектов не удовлетворяет их владельцев и тогда применяется функциональная диагностика с использованием трехуровневой оценки состояний (исправен - неисправен, но работоспособен - неработоспособен). 

В том и в другом случае речь идет об ОБЩЕЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ или общей оценке состояния объекта и диагностика сводится к определению одного из вышеназванных состояний объекта с помощью моделей переходов состояний. Главным недостатком общей функциональной диагностики является то, что она не дает ответы на такие важные для пользователей вопросы, как:

•  какие детали, узлы и элементы объекта неисправны?

•  какие виды неисправностей имеют детали, узлы, элементы и объект в целом?

•  когда произойдет отказ детали, узла, элемента, объекта?

Ответить на первый вопрос можно в том случае, если воспользоваться функциональной диагностикой с оценкой состояния объекта по совокупности технических и технологических параметров его деталей, узлов и элементов. В этом случае речь идет о ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ, и совершенно очевидно, что для такого контроля необходим строго определенный набор диагностических параметров, характеризующих состояние детали, узла, элемента и объекта в целом, и, если речь идет о трехуровневом состоянии объекта, нужно точное знание их допустимых, предельных и запредельных значений. В этом случае диагностика сводится к измерению диагностических параметров и сравнению их с допустимыми, предельными и запредельными значениями. При этом, совокупность измеренных значений параметров представляет собой протокол состояния (статус состояния) объекта, а совокупность параметров, значения которых находятся вне допуска, представляет собой протокол исключения параметров. Однако, и в этом случае, после проведения параметрической функциональной диагностики можно только констатировать то или иное состояние, и невозможно указать виды неисправностей и когда произошел или произойдет отказ детали, узла или полный отказ самого объекта. В настоящее время функциональная диагностика в чистом виде, как правило, не используется. Она, как минимум, дополняется функцией прогнозирования значений наблюдаемых параметров по их тренду во времени и функцией определения дат ближайшего техобследования и техобслуживания контролируемого объекта.

Эта технология позволяет ответить на вопрос какие виды неисправностей имеет объект. Для того, чтобы ответить на вопрос какие виды неисправностей имеет объект нужна реализация функции обнаружения неисправностей. При этом необходимо знать критерии неисправностей деталей, узлов, элементов и контролируемых объектов в целом. Правильно выделенные критерии позволяют обнаруживать частичные и полные, устойчивые и неустойчивые, явные и неявные дефекты и повреждения. Отметим, что критерием повреждения, как и критерием дефекта, называется запредельное и предельное значение одного или нескольких диагностических параметров соответственно. Критерии отказов лежат в основе любого из методов распознавания повреждений. В настоящее время из всех известных методов наиболее широкое распространение получили три вида: метод ручного анализа, метод создания детерминированных экспертных систем и метод создания вероятностных экспертных систем. Метод ручного анализа наиболее сложен, т.к. требует наличия функций параметрического (корреляционного, дисперсионного, регрессионного) анализа и/или моногармонического и/или спектрального анализа и, что наиболее важно, этот метод требует опытного специалиста для своего осуществления. Два других метода требуют создания специальных экспертных систем с весьма непростыми алгоритмами принятия решений. Известен также и вариант комбинации экспертных систем- вероятностно-детерминированные системы, использование которых дает наиболее высокую сходимость распознавания. При этом, вначале система настраивается как стохастическая, по опыту или по аналогии, а затем, по мере накопления базы знаний, она детерминируется теми случаями, которые уже встречались, хотя бы один раз. Конечным продуктом применения любого из рассмотренных методов является протокол обнаружения скрытых дефектов, повреждений и разрушений.

В последние годы в области контроля технического состояния объектов вместо функциональной диагностики стала использоваться сертификация (освидетельствование) состояния контролируемого объекта, которая представляет собой не что иное, как сочетание общей функциональной диагностики, параметрической функциональной диагностики с протоколированием исключений из допустимых значений контролируемых параметров, и определения видов неисправностей с протоколированием обнаруженных дефектов и повреждений. С точки зрения новизны методологии диагностики и обнаружения неисправностей, сертификация ничего нового в себе не содержит, но является весьма удобным способом контроля состояния объектов, т.к. более полно характеризует текущее состояние контролируемых деталей, узлов, элементов и объекта в целом. Наличие экспертной системы позволяет автоматизировать эту технологию, что делает ее более привлекательной и функционально более полной.

Эта технология как непрерывное или периодическое наблюдение технического состояния объектов имеет более широкие функциональные возможности и в общем случае включает в себя: диагностику (оценку текущего), генезис (оценку прошлого) и прогноз (оценку будущего) состояния контролируемых объектов. Мониторинг на базе спектрального, корреляционного и гармонического анализа диагностических данных позволяет научно - обоснованно прогнозировать отказы и в этой связи планировать сроки и объем ремонтов оборудования, затраты трудовых, материальных и финансовых ресурсов в системе техобслуживания и ремонтов, определять достаточные критерии оценки состояния объектов, определять значения критериев оценки состояния объектов, определять характерные признаки неисправностей. Для того, чтобы ответить на вопрос когда произошел или когда произойдет отказ оборудования, нужна функция генезиса и прогнозирования значений диагностических параметров. Эти функции реализуются методами мониторинга технического состояния. В настоящее время известно несколько методов мониторинга. Главными отличительными признаками этих методов являются используемые правила определения безаварийной остановки эксплуатации контролируемого объекта. Вот некоторые из этих правил:

•  правила допускового контроля,

•  правила оптимального останова по критерию ресурсной эффективности,

•  правила минимизации остаточного ресурса,

•  правила гарантированного успеха или игровой подход.

Любое из этих правил предусматривает использование математической модели процессов деградации оборудования для определения точной даты остановки эксплуатации неисправного объекта. При этом математические модели имеют ситуационный характер, т.е. после каждого измерения диагностических параметров, уточняется траектория параметрического вектора в пространстве его значений. В настоящее время наибольшее распространение получили два метода мониторинга технического состояния объекта безаварийной остановкой эксплуатации объекта по правилу допускового контроля. Суть первого метода заключается в определении даты остановки эксплуатации объекта по дате пересечения экстраполяционного полинома третьей степени, аппроксимируещего процесс (тренд) изменения наблюдаемых параметров с уровнем запредельных значений этих параметров. Суть второго метода заключается в определении даты остановки эксплуатации объекта по дате пересечения экстраполяционного полинома третьей степени, аппроксимируещего процесс приращения среднеарифметических значений наблюдаемых параметров, с уровнем запредельных значений этих параметров. Второй метод дает более позднюю дату остановки эксплуатации и может применяться для определения даты технического обслуживания или ремонта, в то время как первый метод может применяться для определения даты очередного обследования объекта.

Без каких-либо научных доказательств ясно, что наиболее рациональной технологией контроля технического состояния медленно деградирующих объектов является электронная технология сертификации объекта с последующей постановкой его на периодический или постоянный мониторинг. В настоящий момент на постоянный мониторинг с помощью переносных систем мониторинга могут быть поставлены только асинхронные двигатели. Синхронные двигатели, синхронные компенсаторы и генераторы пока могут быть поставлены на постоянный мониторинг только с помощью стационарных систем. Именно эти принципы оценки технического состояния контролируемых объектов и положены в основу последних электронных технологий и систем диагностики и мониторинга, поставляемых Научно-производственной фирмой «ЭДМОН».