Диагностика технических систем

Сущность и объекты диагностики технических систем

Составной частью технического обслуживания является такой вид работ как диагностика технических систем. Она представляет собой деятельность, направленную на определение значений параметров технических систем, с помощью которых можно охарактеризовать их состояние.

Объектами диагностики могут выступать только те технические системы, которые удовлетворяют двум основным условиям. В соответствии с первым условием существует как минимум два взаимоисключающих и различимых состояния технической системы: работоспособное и неработоспособное (т. е. состояние отказа). Второе условие заключается в возможности выделить отдельные элементы (блоки) технической системы, каждый из которых тоже характеризуется различимыми состояниями.

Техническая система представляет собой техническое устройство, которое выполняет заданные функции, среду функционирования технического устройства, обслуживающий персонал. Их можно разложить или рассмотреть как блоки, а далее - как элементы.

Работоспособность технической системы заключается в нахождении ее основных параметров в пределах принятой нормы и в нормальном выполнении ей заданных функций. Утрата работоспособности (т.е. выход за пределы и прекращение выполнение функций) называется отказом. Причем отказавшими могут оказаться отдельные блоки и элементы.

Таким образом, диагностику технических систем можно описать как науку и практику обнаружения отказов в технических устройствах.

Задачи и функции диагностики технических систем

Диагностика технических систем призвана решать следующие задачи:

• обеспечение безопасности работы технической системы;
• обеспечение функциональной надёжности работы технической системы;
• обеспечение эффективности работы технической системы;
• сокращение затрат на техническое обслуживание технической системы;
• уменьшение потерь от простоев в результате отказов и преждевременных выводов в ремонт.

Сущность диагностики технических систем заключается в тех функциях, которые она выполняет. Прежде всего, выполняется аналитическая функция - состоянию технической системы дается соответствующая оценка. Кроме того, эта функция включает в себя еще обнаружение и определение места локализации неисправностей, выдвигаются предположения о причинах их возникновения и возможных вариантах их ликвидации.

Информационная функция диагностики технических систем проявляется в получении по результатам мониторинга (непрерывного наблюдения за ними) информации, которая затем может быть использована для принятия соответствующих управленческих решений. Полученная информация используется при выполнении контрольной функции, когда фактические значения параметров сравниваются с плановыми. А согласно прогнозной функции, обосновываются выводы о величине остаточного ресурса диагностируемой технической системы.

Методы диагностики и проверки технических систем

Поиск в технических системах отказавших элементах (т. е. диагностические процедуры) осуществляют путем применения одного из двух основных методов - комбинационного и последовательного.

Комбинационный поиск неисправностей осуществляется через выполнение заданного числа проверок. Причем порядок их осуществления не имеет значения. Сначала выполняют все запланированные проверки. Затем анализируют их результаты (в том числе, в сопоставлении). Только после этого можно выявить отказавшие элементы.

Различают два варианта проведения последовательного поиска неисправностей. Первый вариант предполагает выбор необходимых проверок и совершение восстановительных операций из всего множества заданных проверок. Второй вариант предполагает определение рациональной последовательности выполнения проверок.

На данный момент существует огромный перечень возможных для применения методов проведения проверок технических систем. Так, использование органов чувств человека (например, осмотр, прослушивание) лежит в основе органолептических методов диагностики. Вибрационные методы базируются на изучении параметров вибраций диагностируемой технической системы.

Анализ параметров генерируемых звуковых волн и результатов их воздействия представляет собой акустический метод диагностики. Кроме того, можно перечислить такие общие методы диагностики технических систем, как тепловой, магнитопорошковый, вихретоковый методы, методы акустической эмиссии, параметрической диагностики, трибодиагностики, диагностики на основе анализа продуктов износа в продуктах сгорания, ультразвуковой и капиллярный виды контроля.

Для каждой из областей техники еще разработаны и применяются специфические методы технической диагностики. Например, в электротехнике применяют методы, основанные на анализе параметров электрических сигналов, а при диагностировании гидропривода широко применяется статопараметрический метод.

Проблемы диагностики технических систем

Главная проблема диагностики технических систем состоит в достижении адекватной оценки распознавания и классификации их истинного состояния. Если необходимо подтвердить нормальное состояние диагностируемой технической системы, нужно обеспечить оперативное получение достоверной информации.

Если же необходимо выявить аномалии в функционировании технической системы, то проблемы связаны с рисками как пропуска реальной неисправности, так и ложного сигнала о наличии неисправности. В данном случае нужно найти «золотую середину» между этими двумя проблемами, поскольку вероятность «ложной тревоги» и вероятность пропуска неисправности связаны отношениями обратной пропорциональности.