АВТОМАТИЗАЦИЯ СРЕДСТВ НК И Д (СНК И Д)

Лекция 2

1.2 СТАНДАРТИЗАЦИЯ НК И Д

В соответствии с международным стандартом ИСО 8402:1994 «качество - совокупность характеристик объекта, которые придают ему способность удовле­творять установленные и предполагаемые потребно­сти». Объектами являются продукция, процесс, услуга, деятельность, система и т.д., и каждый из них описыва­ется совокупностью характеристик и параметров, кото­рые подлежат нормированию и оценке путем измерений, контроля либо испытаний.

Надлежащее качество определяется результатом со­вокупной деятельности стандартизации, метрологии и оценки соответствия (сертификации). Учитывая важную роль каждого из этих видов деятельности, в Российской Федерации приняты законы «О стандартизации», «Об обеспечении единства измерений» и «О сертификации продукции и услуг».

Закон «О стандартизации» установил правовые ос­новы стандартизации в стране, обязательные для всех юридических и физических лиц, и определил меры госу­дарственной защиты интересов потребителей и государ­ства посредством применения нормативных документов по стандартизации.

В этом законе сформулировано определение поня­тия: «стандартизация - это деятельность по установле­нию норм, правил и характеристик в целях обеспечения: безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества; технической и ин­формационной совместимости, а также взаимозаменяе­мости продукции; качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и тех­нологии; единства измерений; экономии всех видов ре­сурсов; безопасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катаст­роф и других чрезвычайных ситуаций; обороноспособ­ности и мобилизационной готовности страны».

Неразрушающий контроль, обеспечивая возмож­ность проверки характеристик и параметров изделий, процессов и услуг, является одним из основных способов достижения цели стандартизации и качества в широком смысле.

Государственное управление стандартизацией в Российской Федерации осуществляет Госстандарт Рос­сии путем планирования разработки стандартов и их ут­верждения.

В соответствии с существующим определением «стандарт - это нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, пра­вил, требований к объекту стандартизации и утвержден­ный компетентным органом».

К нормативным документам по стандартизации от­носятся:

а) государственные стандарты Российской Федера­ции (далее - государственные стандарты); применяемые в установленном порядке международные (региональ­ные) стандарты, правила, нормы и рекомендации по стандартизации; общероссийские классификаторы тех­нико-экономической информации;

б) стандарты отраслей промышленности; стандарты предприятий; стандарты научно-технических, инженер­ных обществ и других общественных объединений.

В области НК и Д к объектам стандартизации отно­сятся: термины и определения; технические условия и технические требования к средствам НК и Д, устройст­вам и образцам; параметры и размеры; типы и марки; конструкции приборов и образцов; правила приемки, методы испытаний (контроля, анализа, измерений); ме­тоды и средства поверки мер и измерительных приборов; правила эксплуатации и ремонта; правила маркировки, упаковки, транспортирования и хранения; нормы точно­сти и т.п.

В Российской Федерации действует государствен­ная система стандартизации (ГСС), содержащая ком­плекс государственных стандартов, которая определяет организационные, методические и практические основы стандартизации и в целом является основой деятельно­сти по стандартизации в области НК и Д.

Стандартизация в области НК и Д руководствуется в основном помимо ГСС также системами стандартов ГСИ (государственная система обеспечения единства измерений), ЕССП (единая система стандартов приборо­строения), ЕСКД (единая система конструкторской до­кументации). Непосредственно для НК и Д существует система стандартов «Контроль неразрушающий», кото­рая охватывает основные этапы функционирования и жизненного цикла методов и средств НК.

Стандарты ГСС устанавливают требования к еди­ницам физических величин и их эталонам, поверочным схемам, метрологическим характеристикам средств из­мерений, методам обработки результатов наблюдений, классам точности средств измерений, нормальным усло­виям измерений при поверке, методикам выполнения измерений, стандартным образцам состава и свойств веществ и материалов, государственному надзору и ве­домственному контролю за средствами измерений и т.д. Очевидно, что руководство требованиями стандартов ГСС способствует созданию нормативных документов для обеспечения единства измерений в области НК и Д. В настоящее время разработаны основополагающие стандарты в области НК и Д.

В частности, стандартизованы термины и определе­ния, которые применяют для таких объектов НК, как аппаратура для рентгеноструктурного и рентгеноспек­трального анализа; узлы и устройства гамма-аппаратов; средства рентгенорадиометрического анализа; приборы для определения физико-химических свойств и состава веществ; приборы рентгеновские; техническая диагно­стика; контроль акустический, радиационный, вихрето­ковый, магнитный, оптический, капиллярный, радиовол­новой, тепловой, электрический, течеискание; в областях измерений толщины покрытий и шероховатости поверх­ности; дефекты огнеупорных изделий; машины для оп­ределения механических свойств материалов.

Стандартизованы классификация видов НК и ос­новные методы НК следующих дефектов:

• нарушения сплошности (методы - радиографический, ультразвуковые, капиллярные, акустические, радиационные, феррозондовый, магнитопорошковый, оптические, радиоволновые, тепловые, магнитографический, люминесцентный, рентгенотелевизионный, электрографический, масс-спектрометрический, на герметичность);

• толщины покрытий, листов и стенок труб (методы - радиационный, магнитный, ультразвуковой);

• состава и свойств материалов (методы - рентгенофлюоресцентный, радиоизотопный, ультразвуковой, вихретоковый, магнитный, механические);

• шероховатости поверхности (методы - оптический, интерференционный, профилографический).

Разработаны государственные стандарты на технические условия и технические требования к приборам и мерам, применяемым в НК и Д (толщиномеры радиоизотопные, меры поверхностной плотности для радиоизотопных толщиномеров, меры поверхностной плотности и толщины для радиоизотопных толщиномеров проката черных металлов, толщиномеры ультразвуковые, комплект стандартных образцов для ультразвукового контроля изделий из алюминиевых сплавов, гамма-дефектоскопы, аппараты рентгеновские для промышленной дефектоскопии, дефектоскопы на базе ускорителей заряженных частиц, приборы радиоволновые, преобразователи ультразвуковые, дефектоскопы рентгенотелевизионные с рентгеновскими электронно-оптическими преобразователями, дефектоскопы электрорентгенографические, образцы шероховатости поверхности (сравнения), плотномеры радио- изотопные жидких сред и пульп, влагомеры-плотномеры радиоизотопные переносные для бетонов и грунтов, облучатели ультрафиолетовые, диагностика и контролепригодность).

Стандартизованы номенклатура показателей, типы, основные параметры и размеры приборов, принадлежностей и устройств, применяемых в НК и Д (видиконы рентгеновские, аппараты рентгеновские, приборы оптические и профилографы-профилометры для контроля шероховатости поверхности, приборы для контроля качества материалов).

Группа стандартов предназначена для измерений параметров ультразвуковых дефектоскопов и преобразователей и их испытаний, а также измерений характеристик материалов.

Стандартизованы и включены в ГСИ вопросы метрологического обеспечения приборов НК и Д. Разработаны стандарты и нормативные документы по метрологии на государственные поверочные схемы для средств измерений толщины покрытий, поверхностной плотности покрытий, шероховатости поверхности, на методы и средства испытаний и поверки толщиномеров покрытий, толщиномеров ультразвуковых, электромагнитных и ультразвуковых дефектоскопов, рентгенорадиометрических приборов, ультразвуковых преобразователей, мер толщины покрытий, стандартных образцов толщины, образцов шероховатости и т.п.

Все средства НК и Д, прошедшие испытания и включенные в Государственный реестр средств измерений, обеспечиваются стандартизованными методиками поверки.

Применение принципов агрегатирования и унификации при стандартизации в области НК позволило обеспечить конструктивную, энергетическую, метрологическую и методическую совместимость приборов НК и Д благодаря установлению параметрических рядов характеристик и размеров отдельных элементов и узлов, напряжения питания, входных и выходных электрических сигналов, частот преобразователей, программного обеспечения, параметров окружающей среды, нормальных условий измерений и поверки.

Стандартами установлены группы исполнений приборов в зависимости от температуры и влажности окружающей среды: Bl, В2, ВЗ, ВХ, В4, Cl, С2, СХ, СЗ, С4, Д1, Д2, ДХ,Д4.

Кроме того, в зависимости от условий эксплуатации установлены следующие исполнения приборов НК и Д: обыкновенное, пылезащищенное, водозащищенное, защищенное от агрессивной среды, взрывобезопасное, защищенное от других внешних воздействий.

Стандартизованы пределы значений входных и выходных аналоговых сигналов:

• постоянного тока 0... 15 мА (при нагрузке 0... 250 кОм) и 0... 20 мА (при нагрузке 0... 1 кОм);

• напряжения постоянного тока 0... 1 В (в зависимости от ТЗ) и 0... 10 В (при нагрузке более 2 кОм).

Для входных и выходных импульсных сигналов установлен следующий ряд номинальных значений:

• амплитуды импульсов, В: 1,2; 8; 24; 110 с допусками ± 10 и ± 20 %;

• длительности импульсов, активные длительности фронтов и спадов, промежутки между импульсами, с: (1; 2; 2,5; 4,5; 8) Юл, где п - любое число (положительное или отрицательное) или ноль;

• электрическое питание приборов НК и Д должно соответствовать принятым стандартным значениям напряжений сети с допусками + 10 и - 15 % и частотами 50 ± 1 Гц и 400 ± 12 Гц.

Стандартизованы показатели надежности и их нормируемые численные значения.

По устойчивости к механическим воздействиям стандартами предусмотрены обыкновенные и виброустойчивые исполнения средств НК и Д для определенных частот и амплитуд механических колебаний.

Установлены требования к воздействию на приборы внешних постоянных и переменных магнитных полей с частотой 50 Гц и напряженностью до 400 А/м.

Содержание, построение и оформление технических условий и других эксплуатационных документов на приборы НК и Д должны соответствовать требованиям стандартов ЕСКД.

Действующие в настоящее время в области НК и Д стандарты можно условно разбить на следующие основные группы.

1. Термины и определения.

2. Методы неразрушающего контроля.

3. Измерение и контроль дефектов типа нарушения сплошности.

4. Измерение свойств материалов.

5. Измерение толщины покрытий, листовых материалов и изделий.

6. Измерение шероховатости поверхности.

Ниже приведен перечень отечественных стандартов, применяемых в НК и Д, который изложен в соответствии с вышеперечисленными группами.

С учетом важности качества продукции и услуг большое внимание уделяется развитию НК и стандартизации в этой области в таких развитых странах, как США, Германия, Великобритания, Франция, Италия и другие страны мира. В каждой из этих стран имеются свои национальные стандарты в области НК и Д.

На основе национальных стандартов в сотрудничестве специалистов разных стран получили развитие международная (ISO) и региональная европейская (EN) стандартизации.

В стандартах ISO и EN особое внимание уделено вопросу квалификации и аттестации персонала, занятого в области НК, установлены классификация уровней квалификации специалистов и требования к ним.

Стандартизованы методы НК (радиографический контроль рентгеновским и гамма-излучением, магнитопорошковый, капиллярный, ультразвуковой, визуальный), требования к уровням приемки сварных соединений, качеству материалов, применяемых для НК, и т.п.

Участие в мировом рынке продукции и услуг требует выработки единых критериев для оценки качества продукции, выпускаемой разными фирмами, и, соответственно, единообразных методов и средств контроля и оценки результатов.

Национальные и международные стандарты в некоторых случаях предъявляют различные требования к характеристикам приборов НК и Д и критериям оценки погрешностей результатов измерений, что осложняет экономические и торговые связи, поэтому в настоящее время весьма актуальным стал вопрос гармонизации этих стандартов, и такая работа проводится в рамках международного сотрудничества.

Существуют два направления применения в Российской Федерации международных и региональных стандартов. Первое - национальный стандарт соответствует международному либо международному стандарту присваивается статус национального. Второе - предполагает частичное принятие международного стандарта и его применение в другом нормативном документе.

В качестве национальных стандартов Российской Федерации в области НК и Д уже приняты международные стандарты ИСО на ультразвуковые методы контроля сплошности, расслоений и толщины стальных бесшовных труб. Гармонизированы подходы к подготовке и повышению квалификации персонала.

Наряду с государственными стандартами и нормативными документами существует большое число отраслевых и ведомственных стандартов и нормативных документов, которые развивают и конкретизируют основные положения государственных стандартов с учетом условий применения приборов НК и Д на данном уровне.

В совокупности более 125 государственных стандартов и 130 нормативных документов в ранге правил и рекомендаций по метрологии действуют в области НК и Д.

Лекция 3

ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ (ЭС)

Современный этап в разработке и использовании средств неразрушающего контроля и диагностики характеризуется интенсивной компьютеризацией. Применение современной вычислительной техники, прежде всего высокопроизводительных, относительно недорогих персональных компьютеров, сделало возможным появление качественно нового поколения приборов и систем НК и Д. Отличительной особенностью устройств данного поколения является наличие у них развитых систем компьютерной обработки информации, использующих эвристические и формальные методы.

Проявляемый к ЭС высокий интерес объясняется прежде всего следующими причинами. Во-первых, ЭС ориентированы на решение широкого класса неформализованных задач. Во-вторых, ЭС при решении практических задач обеспечивают результаты, не уступающие по качеству тем, которые может получить эксперт-человек. Неформализованные задачи обладают одной или несколькими из следующих характеристик:

• задачи не могут быть заданы в числовой форме;

• цели не могут быть выражены в терминах точно определенной целевой функции;

• не существует алгоритмического решения или оно существует, но его нельзя использовать из-за имеющихся ограничений.

Как правило, неформализованные задачи отличаются:

• неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных;

• неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче;

• большой размерностью пространства возможных решений;

• динамически изменяющимися данными и знаниями.

Неформализованные задачи представляют собой

большой и очень важный класс задач НК и Д.

Все многообразие неформализованных задач в области НК и Д можно условно разбить на два больших класса: задачи, связанные с исследованиями, проектированием, разработкой средств НК и Д, и задачи обработки и анализа информации средств (в средствах) НК и Д об объектах с целью принятия решений.

Задачи первого класса включают вопросы построения (синтеза) и исследования моделей процессов, моделей объектов контроля и диагностики, диагностических моделей, синтеза и оптимизации архитектуры средств НК и Д, выбора эффективных методов отстройки от мешающих факторов, методов обработки и анализа информации, синтеза и оптимизации аппаратного и программного обеспечений и т.д. Несмотря на определенные достижения в последние годы в области создания различных моделирующих, оптимизирующих программ, САПРов и т.д., успешное решение перечисленных задач по-прежнему во многом зависит от опыта и знаний разработчика.

В то же время число квалифицированных специалистов (ученых, разработчиков) ограничено, их знания, как правило, имеют личностный характер, представляют собой набор различных эвристик. Несомненно, что именно системы, основанные на знаниях, предназначенные для обработки эвристических знаний, позволяют успешно решать указанные задачи. Применение ЭС в данных приложениях позволит обеспечить новые результаты при фундаментальных и прикладных исследованиях в области НК и Д, а также повышение технического уровня разрабатываемых устройств за счет использования знаний первоклассных экспертов.

Задачи второго класса непосредственным образом связаны с решением проблем технической диагностики, дефектоскопии конкретных объектов. В силу различных причин, например сложности объектов, многообразия диагностических признаков и дефектов, специфичных условий контроля качества и т.д. для широкого круга практических задач НК и Д алгоритмического решения не существует или оно существует, но не обеспечивает в реальных условиях удовлетворительных результатов, и окончательное решение принимает человек. В данных случаях определяющую роль в успешном решении задачи играют опыт и эвристические знания конкретного специалиста. Очевидно, что это обстоятельство вносит субъективный фактор в результаты полученных решений: опыт и знания у каждого специалиста различны, на результатах также сказывается психофизическое состояние человека. Кроме того, не для всех приложений возможно участие человека в процессе контроля (или диагностики), как, например, при наличии вредных и агрессивных сред.

Применение ЭС для решения задач этого класса позволяет в ряде случаев полностью исключить участие человека в процессе принятия окончательных решений, не снижая (а иногда и повышая) качество контроля (диагностики). В других же случаях использование ЭС повышает уровень компетентности человека, что также положительно сказывается на качестве диагностики.

Требования, предъявляемые к ЭС, решающим задачи первого и второго классов, различны. Эти различия в первую очередь касаются содержания баз знаний ЭС. ЭС первого типа (предназначенные для решения задач первого класса) должны обладать мощными базами различных знаний о предметной области: о данных (или аналогичных) объектах контроля (диагностики), процессах, используемых формальных и эвристических методах и алгоритмах решения подобных (или аналогичных) задач и т.д. Как правило, данные ЭС не являются системами реального времени и не функционируют в комплексе с измерительной аппаратурой.

ЭС второго типа обладают базами знаний меньшего объема, содержание их более конкретно. Это могут быть знания о данном объекте, режимах его функционирования, условиях контроля (диагностики), возможных дефектах и неисправностях объекта (его узлов), действиях в случае возникновения тех или иных ситуаций и т.д. ЭС второго типа могут быть как системами реального времени, функционировать в комплексе с измерительной аппаратурой, так и системами интерактивного типа. Для данных ЭС характерно, что информация, полученная с помощью измерительной аппаратуры, является для них исходной (входной). Примерами систем этого класса могут служить ЭС SUPER и EXTRACSION.

ЭС SUPER (разработчик - University of Technology of Compiegne) ориентирована на выявление и идентификацию дефектов парогенераторов. Система обрабатывает и анализирует информацию, полученную с помощью многоканальной измерительной аппаратуры, реализующей мультичастотный вихретоковый метод контроля. В основу организации ЭС SUPER положена система правил - продукций. База знаний ЭС содержит исчерпывающую информацию, касающуюся вихретокового метода контроля, особенностей контроля рассматриваемого объекта, возможных дефектов и т.д. В процессе функционирования SUPER полностью воспроизводит ход рассуждений дефектоскописта. ЭС SUPER позволяет определить тип и глубину дефектов. Возможности ЭС SUPER обеспечивают выявление как единичных симметричных (асимметричных), так и множественных симметричных (асимметричных) дефектов труб парогенераторов.

ЭС EXTRACSION CdF предназначена для диагностики состояния труб парогенераторов в атомной промышленности. По мощности и составу своей базы знаний, своим возможностям данная ЭС приближается к ЭС первого типа. Как и в системе SUPER, при измерениях используется вихретоковый метод контроля. Организация базы знаний ЭС представляет собой иерархию различных уровней и типов знаний. Основу ЭС EXTRACSION составляют априорные знания, так как возможные дефекты и адекватные методы их выявления обычно известны. Априорные знания включают в себя: знания об организации сигналов, об обработке сигналов, интерпретации и диагностике. Априорные знания разбиты на три большие группы. В их числе:

• структура металла исследуемой конструкции, ее возможные модификации, методы измерений, применимые для решения задачи;

• базовые структуры сигналов и их возможные модификации с учетом модификаций структуры металла;

• выбор адекватных методов выявления, распознавания, сегментации.

В EXTRACSION определены два интеллектуальных уровня. На верхнем интеллектуальном уровне решаются задачи проверки соответствия методов третьей группы (их применимости) возникающим модификациям (изменениям) знаний первой группы, которые, в свою очередь, определяют модификации во второй группе. На низшем интеллектуальном уровне ЭС реализуется построение умозаключений с целью конечной диагностики состояния объекта.

Кроме рассмотренных классов задач имеется еще одно важное применение ЭС в области НК и Д. Это обучение (переобучение, повышение квалификации) специалистов. Очевидно, насколько актуальна эта задача в настоящее время. Одной из эффективных форм обучения, которую можно реализовать с помощью ЭС, является обучение путем решения типовых задач. В процессе решения задачи ЭС с помощью своей объяснительной компоненты позволяет обучаемому понять логику рас- суждений высококлассных экспертов, освоить их приемы и подходы к решению подобных задач, получить доступ к эвристическим знаниям о рассматриваемой проблеме.

Анализ разрабатываемых и существующих ЭС НК и Д позволяет выявить некоторые тенденции в их построении. Базы правил данных ЭС в среднем насчитывают около 300 правил, хотя встречаются ЭС, содержащие 20 - 25 тысяч правил. Наиболее часто в основу ЭС бывают положены системы правил типа «если..., то...». Это объясняется большей наглядностью такого представления знаний по сравнению с представлениями, основанными на использовании фреймов, семантических сетей и т.д. В реализации механизма вывода ЭС чаще используются прямые цепочки рассуждений, несколько реже обратные.

Разработка ЭС представляет собой длительный и трудоемкий процесс. Он является итеративным, причем часто на той или иной стадии приходится начинать разработку практически сначала.

Одним из путей, который в известной степени позволяет решить перечисленные проблемы, является использование, по крайней мере на начальном этапе, «пустой» ЭС (ЭС, не содержащей никаких знаний о предметной области). Подобные ЭС обладают возможностями организации и редактирования баз знаний, встроенным механизмом вывода, объяснительной компонентой и т.д. Такой подход позволяет довольно быстро получить ответ на ряд важных вопросов: насколько применимы ЭС для решения конкретной задачи, насколько эффективна для решения задачи выбранная ЭС и т.д. При благоприятном исходе удается создать первый прототип ЭС, возможности которого в дальнейшем будут наращиваться.

Рассмотренная концепция «быстрого» прототипа была положена в основу системы вибродиагностики судовых турбоагрегатов. В качестве измерительной аппаратуры в системе применяются комплексы многоканальной контрольно-сигнальной аппаратуры, позволяющие измерять, контролировать относительные и абсолютные вибрации паровых и газовых судовых турбин. В связи с известными трудностями формализации задачи анализ информации об уровнях вибрации турбин осуществляется с помощью ЭС.

В качестве базы для построения ЭС вибродиагностики была выбрана готовая «пустая» ЭС, представление знаний в которой основано на системе правил типа «если..., то...», механизм вывода использует прямую цепочку рассуждений. Основные трудности разработки ЭС связаны прежде всего с недостатком статистического материала, неполнотой информации об объекте диагностики.

Лекция 4

1.5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СНК И Д

Общие вопросы технико-экономического анали­за. На всех стадиях создания и внедрения СНК и Д необ­ходимо проводить технико-экономический анализ и оп­ределять эффективность их применения.

Необходимость расчетов на всех стадиях обуслов­ливается тем, что на каждой последующей стадии проек­тирования и внедрения уточняют представления о созда­ваемом приборе. Так, например, на стадии НИР рассчи­тывают предварительный эффект, который является ос­новой для выбора наилучшего варианта. На стадии пла­нирования производства новой техники рассчитывают ожидаемый эффект, который отражают в нормативных и плановых показателях. На стадии внедрения рассчиты­вают фактический эффект новой техники, который «уточняет» расчетный эффект, масштабы внедрения, определяет условия стимулирования новой техники.

Технико-экономический анализ позволяет:

• обосновать наиболее рациональные направления и очередность развития или внедрения тех или иных СНК и Д;

• выбрать наиболее экономичные варианты созда­ния новых изделий, оборудования, производственных процессов, режимов эксплуатации оборудования;

• определить оптимальные объемы производства новых СНК и Д и области их рационального примене­ния;

• определить социальный эффект от внедрения СНК и Д.

Технико-экономическое обоснование должно со­держать краткое описание поставленной задачи и вари­анты ее возможных решений, оценку технической эф­фективности применения НК и Д, возможность повыше­ния надежности проконтролированных изделий.

В основу формирования эффективных систем НК и Д должен быть положен учет полезного результата при­менения системы и затрат на нее. За меру полезного ре­зультата может быть принято приращение надежности контролируемого объекта, обязанное устранению дефек­тов, выявленных данной системой. Затраты на систему должны учитывать не только стоимость собственно кон­троля и сопутствующих операций, но и убытки, связан­ные с возможной перебраковкой.

Изложенное понятие эффективности системы НК и Д отображается интегральным критерием эффективности характеризующим оотношение меры соответст­вия системы упомянутой цели (техническая эффективность) и указанных затрат символическая запись которого

Для расчета величины Gj как приращения DHj веро­ятности невозникновения аварийной ситуации относи­тельно исходного значения Н₀ необходимо знать: типы и виды дефектов которые могут встретиться в объекте, и их потенциальную опасность Р распределения f_ki (т) числа т дефектов D_ki объекте; вероятности обнаружения D_ki дефектоввариантами M_t входящими в систему.

В практике возможно возникновение одной или од­новременно нескольких ситуаций.

1.Неизвестны распределения При этом заменяется двумя значениями и где m- наи­более вероятное для данного объекта число дефектов D_ki.

2.Неизвестны точные значения потенциальных опасностей Р (A_ki), но известны коэффициенты опасно­сти г. При этом P(A_ki) заменяется приближенными зна­чениями Р *(A_ki):

где г_к - значение коэффициента опасности для дефектов D_ki;гmax - то же, для дефекта с максимальной потенци­альной опасностью Р (А_т).

3.Неизвестны Р (А_кi) и r_ki все дефекты условно распределены на два вида: допустимые и недопустимые. При этом первым приписывается Р (А_д) = 0, а вторым Р (А_н) =1.

4.Отсутствуют значения вероятностей P_доп(B_ki/M_t) для рассматриваемых объектов и им аналогичным. Тогда величины P_доп для каждого метода должны быть уста­новлены экспериментально.

Формулы для расчета Gj с учетом изложенных си­туаций приведены в табл. 8.

Затраты ЭS_i на систему С_i контроля определяются суммой стоимостей контроля (Э_ki) вспомогательных операций, сопутствующих контролю (Э_вi), и убытка из-за перебраковки (Э_пi), т.е.

ЭS_i = Э_ki + Э_вi + Э_пi

В особых случаях учитывают также убытки Э_ni из- за недобраковки объекта.

Затраты Э_ni возникают при:

• случайной перебраковке объекта, не содержащего никаких дефектов, из-за недостаточной помехозащи­щенности системы контроля; вероятность перебраковки P();

• вынужденной перебраковке объекта, содержащего допустимые дефекты, которые, однако, по данным сис­темы контроля не могут быть однозначно отнесены к допустимым. При этом вероятность перебраковки P()

определяется вероятностью образования таких дефектов в объекте.

Вероятности P(), P() могут быть установ­лены статистической обработкой данных контроля и ме­таллографического анализа.

При средней стоимости ремонта объекта F (стоимо­сти всего объекта, если дефекты в нем неустранимы), в котором обнаружен недопустимый дефект,

При средней стоимости J аварийной ситуации

где Hj- вероятность невозникновения аварийной си­туации в объекте после устранения в нем дефектов, вы­явленных системой Cj (см. формулы в табл. 8).

Интегральный критерий используют при решении следующих конкретных классов задач выбора и форми­рования эффективных систем НК.

1.Возникновение аварийной ситуации в объекте со­провождается катастрофой или убытками, несопоставимы­ми с убытками от перебраковки, т.е. задано некоторое, в настоящее время технико-экономически приемлемое зна­чение ЭS*. В этом случае величина Э_н неизвестна, посколь­ку неизвестны убытки J. Решение сводится к максимизации технической эффективности при ограниченных затратах

2.В связи с особой ответственностью объектов за­дано некоторое минимальное значение Hj, вероятности безаварийной работы объекта. При такой постановке затраты Э_н постоянны и задача решается минимизацией функции

ЭS_i = Э_ki + Э_вi + Э_пi

при технической эффективности не ниже заданного уровня:

3.Убытки Э_н от возникновения аварийной ситуации в объектах соизмеримы с убытками Э_п от перебраковки объекта.

Из систем НК и Д с равными или близкими мини­мальными значениями

Rj = ЭSj + Э_ну оптимальной бу­дет система с максимальной технической эффективно­стью DHj. Таким образом, R_рац = min(Э₂ + Э_н) и далее

К рассматриваемому классу задач относится также задача оптимизации параметров конкретного метода, когда затраты не критичны к значениям па­раметров. При этом допустимо ограничиться минимиза­цией функции

Может оказаться, что изложенным условиям удов­летворяют две или более систем. Тогда для выбора оп­тимальной из них следует воспользоваться дополнитель­ными экспертными оценками, например показателем обобщенной функции желательности.

Лекция 6

14.7 ЭЛЕКТРОРЕЗИСТИВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ

14.7.1ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

При решении задач технического диагностирова­ния, контроля и прогнозирования состояния узлов ма­шин и механизмов (подшипников качения, скольжения, зубчатых зацеплений и т.п.), а также при трибомониторинге широкое применение находят электропараметрические методы, основанные на определении искомых характеристик объекта путем оценки параметров флуктуирующих при его работе активного электрического сопротивления или проводимости. Данные методы назы­вают электрорезистивными, они существенно расширя­ют область применения традиционных методов электри­ческого сопротивления, основанных на оценке состояния электропроводящих объектов (например, медных про­водников на печатных платах) по их электрическому сопротивлению.

При реализации электрорезистивных методов со­стояние объекта оценивается при его работе в эксплуа­тационных (или имитирующих эксплуатационные) режимах и условиях. При этом специальные первичные преобразователи не применяются - сигнал измеритель­ной информации снимается непосредственно с трущихся деталей или деталей, гальванически связанных с ними, а определение необходимых характеристик объекта осу­ществляется с помощью соответствующих алгоритмов обработки информации.

При работе смазанного узла вследствие гидродина­мического эффекта в зонах трения его деталей самопро­извольно образуется устойчивый слой (пленка) смазоч­ного материала, препятствующий непосредственному контактированию поверхностей. Толщина пленки непре­рывно изменяется - флуктуирует, возможны ее кратко­временные местные разрушения в контактах наиболее высоких неровностей поверхностей (микроконтакты), что свидетельствует о переходе от жидкостной смазки к полужидкостной или граничной. Состояние смазки в зонах трения формируется совместным действием боль­шого числа факторов и параметров (микро- и макрогео­метрия рабочих поверхностей, нагрузка в контакте и скорость относительного перемещения поверхностей, свойства конструкционных и смазочных материалов, температура, работоспос<

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: