Что понимают под прогнозированием технического состояния автомобиля
Прогнозирование технического состояния автомобиля
Прогнозирование – процесс определения срока или ресурса исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, т.е. предсказания момента возникновения отказа. Необходимость прогнозирования определяется возможностью управлять техническим состоянием автомобиля в целом, если известны изменения его технического состояния во времени. С помощью прогнозирования можно наиболее полно использовать ресурсы рассматриваемой системы и оптимизировать ее обслуживание как восстанавливаемого объекта эксплуатации. Существующие методы обслуживания по среднестатистическим показателям не дают возможности оптимизировать этот процесс, так как не учитывают индивидуальных особенностей автомобиля. Это приводит к увеличению материальных и трудовых затрат на поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и снижению эффективности его использования. Организовать оптимальный процесс обслуживания автомобиля возможно только на базе диагностической информации и прогнозирования ее изменения во времени или по пробегу. Практически прогнозирование состоит в назначении периодичности диагностирования и определении упреждающих диагностических нормативов, которые решаются на базе теории надежности автомобилей. В основе определения периодичности диагностирования и упреждающих диагностических нормативов лежат закономерности технического состояния и экономические показатели.
Прогнозирование изменения технического состояния может проводиться по разнообразным критериям (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, виброакустическим показателям, содержанию элементов изнашивания в масле, показателям стоимости и трудовых затрат и др.).
Методы прогнозирования подразделяются на три основные группы:
1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов.
2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие из формирования модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект.
3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров по времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности простую аналитическую функцию с минимальным количеством переменных.
Наибольшее распространение получил метод статистического моделирования, когда в качестве базовых материалов используются результаты технической диагностики. В этом случае прогноз следует рассматривать как вероятностную категорию.
Процедурная модель прогнозирования содержит три наиболее общих этапа: ретроспектирование, диагностирование, прогнозирование. Содержание этапов состоит в анализе прошлого, определении настоящего и оценке будущего.
Наиболее важным является прогнозирование остаточного ресурса. К наиболее простым способам, дающим приближенное значение остаточного ресурса, относится линейное прогнозирование. В этом случае изменение параметра в зависимости от наработки принимается линейным. На основе начального (номинального) значения параметра и значения параметра, определяемого диагностированием в момент прогнозирования, расчет остаточного ресурса выполняют по формуле:
где lост – остаточный ресурс в километрах пробега;
l – наработка с начала эксплуатации или с момента проведения капитального ремонта;
Пнач, Ппр – начальное и предельное значения параметра;
Пl – значение параметра к моменту определения состояния в целях прогнозирования.
Для сопряжения основных деталей двигателя линейный способ прогнозирования дает несколько завышенную оценку остаточного ресурса.
При отсутствии показателей наработки l с начала эксплуатации линейное прогнозирование можно осуществить по двум измерениям параметра, выполненным в различное время с промежуточной наработкой l.
Более точно, чем линейные зависимости, действительные закономерности изменения параметров могут быть описаны уравнениями типа
где Пl – параметр технического состояния;
Пнач – начальное значение параметра;
l – текущая наработка.
Большое число опытных коэффициентов и сложность их определения затрудняют использование указанной зависимости. Поэтому при прогнозировании остаточного ресурса применяют уравнение более простого вида:
где b – опытный коэффициент;
ά – показатель степени, характеризующий скорость изменения параметра.
Тогда при известных значениях начального (номинального) и предельного параметров состояния и при измерении диагностического параметра технического состояния в момент прогнозирования остаточный ресурс рассчитывают по формуле:
где lост – остаточный ресурс в километрах пробега;
l – наработка двигателя с начала эксплуатации или с момента проведения ремонта;
Пнач, Ппр – начальное и предельное значение параметра;
Пl – значение параметра к моменту определения состояния в целях прогнозирования.
Значения показателя степени определяют опытным путем.
Рассмотренный способ допускает проведение прогнозирования по измерению одного параметра, а именно – параметра состояния в момент диагноза. Среднее статистическое значение начального параметра принимается по техническим условиям. Колебания фактического значения начального параметра в широких пределах вносят существенную погрешность в определение остаточного ресурса.
Прогнозирование состояния сложных объектов должно выполняться на основе ряда измерений, проведенных по мере увеличения наработки. Оперативность перспективных диагностических методов и средств позволяет реализовать возможности прогнозирования по нескольким диагнозам. Остаточный ресурс по ряду измерений диагностического параметра определяется по формуле:
где l – наработка к моменту диагноза с начала эксплуатации;
Пl – значение параметра при наработке l;
Пнач – начальное значение параметра.
Приведенная формула совпадает с предыдущей формулой, когда остаточный ресурс приближенно определяется на основе одного диагноза при наработке l и когда вероятностное значение ά установлено заранее на основе статистических данных. В последнем случае при расчетах остаточного ресурса значение степени ά определяется по сглаженному графику, полученному на основе ряда диагнозов, проводимых в разное время в ходе увеличения наработки l.
Прогнозирование технического состояния автомобиля
Прогнозирование — процесс определения срока или ресурса исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, т.е. предсказание момента возникновения отказа. Необходимость прогнозирования определяется возможностью управлять техническим состоянием автомобиля в целом, если известны изменения его технического состояния во времени. С помощью прогнозирования можно наиболее полно использовать ресурсы рассматриваемой системы и оптимизировать ее обслуживание как восстанавливаемого объекта эксплуатации. Существующие методы обслуживания по среднестатистическим показателям не дают возможности оптимизировать этот процесс, так как не учитывают индивидуальных особенностей автомобиля. Это приводит к увеличению материальных и трудовых затрат на поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и снижению эффективности его использования.
Организовать оптимальный процесс обслуживания автомобиля возможно только на базе диагностической информации и прогнозирования ее изменения во времени или по пробегу. Практически прогнозирование состоит в назначении периодичности диагностирования и определении упреждающих диагностических нормативов, которые решаются на базе теории надежности автомобилей. В основе определения периодичности диагностирования и упреждающих диагностических нормативов лежат закономерности изменения технического состояния и экономические показатели.
Прогнозирование показателей надежности может производиться по разнообразным критериям (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, виброакустическим показателям, содержанию элементов изнашивания в масле, показателям стоимости и трудовых затрат).
Методы прогнозирования подразделяются на три основные группы:
1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов.
2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие из формирования модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект.
3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров во времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности простую аналитическую функцию с минимальным количеством переменных.
6.6. Диагностическая информация в системе управления техническим состоянием автомобиля
Диагностика автомобилей в АТП
— это информационно-контролирующая подсистема в управлении их техническим состоянием. Рассмотрим основные задачи диагностической информации.
1. Целью управления техническим состоянием автомобиля является восстановление потерянного им в эксплуатации качества. Для этого необходимо знать объем работы по ТО и ремонту в определенный момент времени на конкретном автомобиле.
2. Знание технического состояния еще недостаточно для организации оптимального процесса восстановления потерянного качества автомобилей. Восстановление представляет собой сложную динамическую систему, в которой в единый комплекс объединены: гаражное и контрольно-диагностическое оборудование; средства управления; инструмент, находящийся в постоянном движении и изменении; объекты производства (детали, агрегаты, узлы и механизмы автомобилей); материалы и запасные части; люди, осуществляющие процесс или управление им
3. Ныне начата работа по созданию автоматизированных систем внешнего и встроенного диагностирования, обеспечивающего при помощи электронных модулей (приставок к стендам) автоматизированное задание тестевых режимов, постановку диагноза, накопление и выдачу диагностической информации как на рабочее место, так и в центр управления производством.
4. Диагностическая информация позволяет контролировать качество технологических процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей.
Организация сбора, обработки и хранения диагностической информации определяется действующим «Руководством по диагностике технического состояния автомобилей». Документы диагностической информации разделены: на первичные — одноразовые карты, заполняемые на рабочем месте; вторичные — накопительные таблицы по автомобилям и агрегатам. Диагностические карты служат для учета результатов диагностирования и контроля за выполнением технических воздействий.
Использование диагностической информации должно совершенствоваться улучшением нормативно-технологической документации и обоснованием типизированных управленческих решений.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Что понимают под прогнозированием технического состояния автомобиля
ГОСТ Р ИСО 13381-1-2011
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Контроль состояния и диагностика машин
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
Condition monitoring and diagnostics of machines. Machine condition prognosis. Part 1. General guidelines
Дата введения 2012-12-01
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
Введение
Полный цикл контроля состояния машины включает в себя пять этапов:
— обнаружение отклонения в поведении машины;
— выявление неисправностей и их причин;
— прогнозирование развития неисправностей;
— принятие рекомендаций по корректирующим действиям;
— анализ состояния после останова машины.
Очевидно, что прогнозирование технического состояния машины (требующее предсказания, в какой степени работоспособность машины сохранится в будущем), основанное на статистическом подходе, не предполагает безошибочных решений. Поэтому стандартизация в этой области носит характер рекомендаций и концепций, а не строго предписанных действий.
Для прогнозирования развития неисправности требуется знание возможных видов отказов, которые могут случиться в данной машине, и доскональное понимание связей между рабочими состояниями машины и видами отказов. Поэтому прежде чем выполнять операции экстраполирования и прогнозирования, необходимо собрать данные об имевших место режимах работы машины, изменениях эксплуатационных параметров и параметров технического состояния.
В настоящее время появляется все большее число моделей, описывающих зарождение неисправности того или иного вида. Используемые системы мониторинга должны предусматривать включение в свой состав и тех моделей, что уже разработаны, и тех, что появятся в будущем.
С развитием компьютерной техники, позволяющей проводить анализ большого объема данных, возможность надежного предсказания начала развития неисправности, приводящей к отказу данного вида, становится вполне реальной при условии, что известны критерии зарождающейся неисправности для параметров, характеризующих отказ данного вида, а также связь изменения значений этих параметров с изменениями технического состояния машины.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает руководство по разработке процедур прогнозирования технического состояния машин с целью:
— сформировать среди пользователей и разработчиков систем мониторинга технического состояния машин единые представления о прогнозировании развития неисправностей;
— обеспечить возможность сбора пользователями необходимых данных о характеристиках и поведении машин в целях точного прогнозирования технического состояния;
— установить общие подходы к составлению прогнозов технического состояния;
— способствовать применению прогнозирования в разрабатываемых системах мониторинга технического состояния машин и включению вопросов прогнозирования в программы обучения персонала.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 13372, а также следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 прогнозирование (prognosis): Оценивание риска наступления отказов одного или нескольких видов и времени до их наступления.
3.2 доверительный уровень (confidence level): Количественный показатель степени правильности диагноза или прогноза.
3.3 основная причина (отказа) (root cause): Совокупность условий, приводящих к цепи событий, результатом которых является отказ данного вида.
3.4 анализ видов и последствий отказов (FMEA) [failure modes effects analysis (FMEA)]: Исследование, проводимое на стадии проектирования и разработки машины, для определения возможных последовательностей событий, результатом которых является отказ данного вида, а также оценки влияния такого отказа на машину.
3.5 анализ видов, последствий и критичности отказов (FMECA) [failure modes effects criticality analysis (FMECA)]: Метод, основанный на FMEA и дополняющий его анализом экономических аспектов и вопросов безопасности в целях принятия решений по техническому обслуживанию.
3.6 анализ признаков видов отказов (FMSA) [failure modes symptoms analysis (FMSA)]: Метод, основанный на FMECA и дополняющий его выбором диагностических признаков для отказов каждого вида, методами определения вида отказа и контроля состояния в целях формирования оптимальной стратегии мониторинга
3.7 оценка времени до отказа [estimated time to failure (ETTF)]: Оценка периода времени от текущего момента до момента, когда в наблюдаемой машине ожидается наступление отказа.
4 Исходные данные для прогнозирования
Общее понятие о контроле состояния машин дано в ИСО 17359. В настоящем стандарте устанавливаются основные принципы прогнозирования технического состояния и необходимые исходные данные для этой процедуры, в число которых входят следующие:
a) перечень агрегатов, машин и узлов, подлежащих контролю;
b) все контролируемые параметры;
c) записи эксплуатационных параметров, данных технического обслуживания и записи об имевших место отказах;
d) условия работы и технического обслуживания контролируемых объектов;
e) первоначальный диагноз, включая идентификацию всех развивающихся неисправностей;
f) процедуры моделирования отказов, которые могут включать в себя статистические характеристики, влияющие факторы, критерии зарождения неисправностей и точки отказов для всех контролируемых параметров;
g) методы обработки кривых (подгонка, проектирование, наложение);
h) уровни предупреждения;
j) результаты расследований отказов;
k) параметры надежности, готовности, ремонтопригодности и безопасности;
I) данные о зарождающихся неисправностях;
m) данные о прогрессирующих неисправностях.
Целями сбора данных о характеристиках надежности, связанных с текущим техническим состоянием и показателями работы машины, являются:
— установление показателей фактической надежности, составление прогноза их изменения, сопоставление с эксплуатационными данными и моделями развития неисправностей и, в конечном итоге, уточнение прогноза технического состояния;
— улучшение показателей надежности данной машины и проектируемых машин.
Целями сбора данных о текущих эксплуатационных нагрузках и нагрузках, действовавших на период эксплуатации машины, являются:
— установление связи между показателями фактической надежности и работой, произведенной машиной, для сопоставления моделей зарождения и развития неисправностей с эксплуатационными данными;
— уточнение моделей оценки повреждений для данной машины и проектируемых машин;
— расширение области применений моделей оценивания повреждений.
Целями сбора данных о производственных потерях, потерях из-за вторичных отказов, затратах на мониторинг машин, техническое обслуживание и в связи с необходимостью резервирования машин и их узлов являются:
— установление соотношения между затратами и получаемой выгодой для разных вариантов технического обслуживания;
— повышение качества решений, принимаемых в связи с техническим обслуживанием машин;
— сокращение затрат, связанных с функционированием и техническим обслуживанием данной машины и проектируемых машин;
— оптимальная организация и управление (на основе совместного анализа данных о затратах, данных мониторинга, данных об эксплуатационных параметрах и нагрузках машины) операциями технического обслуживания (по состоянию, планово-предупредительного, для устранения неисправностей), обслуживающим персоналом, хранением запасных узлов и т.д.
5 Понятия, связанные с прогнозированием
5.1 Основные понятия
Прогнозирование, смысл которого интуитивно понятен из опыта, представляет собой оценивание времени до отказа и риска отказа вследствие имеющихся повреждений или повреждений, ожидаемых в будущем. Прогнозирование обычно эффективно для таких неисправностей, у которых описывающие их характеристики известным образом изменяются со временем (лучше всего по линейному закону). Труднее всего прогнозировать случайные отказы.
Параметры технического состояния автомобиля и прогнозирование исправной работы автомобиля
Под параметром понимается качественная и количественная мера, характеризующая состояние системы, механизма, элемента и процесса в целом.
Различают структурные и диагностические параметры.
Под структурными параметрами механизма понимают физические величины (зазор в сопряжении, температура, электрическое напряжение, мощность и другие, измеряемые соответственно в миллиметрах, градусах, вольтах и т. д.), характеризующие связь и взаимодействие между элементами механизма и его работоспособностью или функционированием.
Поскольку возможность прямого изменения структурных параметров бывает ограничена, при диагностировании, как правило, используются внешние (косвенные) признаки, сопутствующие процессу функционирования механизма (например, тепловое состояние, расход и состав масла, вибрация и др.). Указанные признаки несут необходимую информацию о техническом состоянии механизма и называются диагностическими признаками.
Количественное значение диагностического признака называется диагностическим параметром.
Структурные и диагностические параметры могут иметь поминальное, допустимое и предельное значения. Номинальное значение параметра соответствует состоянию нового или капитально отремонтированного механизма или автомобиля (после приработки) и устанавливается технической документацией автомобильных заводов. Допустимое (упреждающее) значение параметра соответствует состоянию механизма, при котором (по результатам контроля) его дальнейшая эксплуатация возможнаи допустима без восстановления до следующего контроля. Предельное значение параметра соответствует такому состоянию механизма, при котором дальнейшая его эксплуатация недопустима.
Предельные значения устанавливаются заводом-изготовителем или в результате специальных исследований научными организациями в процессе эксплуатации представительной группы автомобилей.
Под прогнозированием при диагностировании автомобиля или его механизмов понимается определение срока их исправной работы (пробега) до предельного состояния, установленного технической документацией или до списания. Кроме того, прогнозирование включает и определение возможности безотказной работы автомобиля (механизма) в пределах установленной периодичности ТО.
В первом случае определяется остаточный ресурс работы автомобиля при установлении срока постановки в капитальный ремонт или списания, во втором случае – возможность исправной работы автомобиля до очередного ТО или в период предстоящего пробега.
Сравнивая фактическое значение диагностического параметра с допустимым, можно судить о работоспособности автомобиля в период предстоящего пробега и необходимости профилактических воздействий.
Прогнозирование остаточного ресурса автомобиля по результатам диагностирования.
В процессе эксплуатации автомобилей техническое состояние их элементов зависит от эксплуатационных, конструктивных и технологических факторов и практически не поддается предварительному учету. Предсказать техническое состояние машины в будущем можно прогнозированием. На основе прогнозирования дается заключение о целесообразности проведения технического воздействия (ремонта, замены, регулировки). Прогнозирование при известных нормативных значениях диагностических параметров решает задачи определения остаточного ресурса и периодичности диагностирования. Остаточный ресурс — наработка до перехода в предельное состояние после диагностирования. Изменение параметра в заданный промежуток наработки называется реализацией параметра.
Сравнивая измеренное значение диагностического параметра с нормативным (предельным или допускаемым) его значением, делается заключение об остаточном ресурсе и соответственно о необходимости проведения тех или иных технических воздействий. Когда остаточный ресурс больше предстоящего межконтрольного цикла, то техническое воздействие на диагностируемый элемент не осуществляется. Если остаточный ресурс меньше межконтрольного цикла и диагностический параметр достиг своего допускаемого значения, то осуществляется техническое воздействие.
При прогнозировании остаточного ресурса элементов автомобилей применяют методы прогнозирования по среднему статистическом изменению параметра и по реализации. Прогнозирование по среднему статистическому – это предсказание изменения параметра по данным среднестатистического его изменения для совокупности одноименных элементов. Прогнозирование по реализации — предсказание изменения параметра конкретного элемента как по данным изменения параметра этого элемента в прошлом, так и по данным среднестатистического изменения параметра совокупности элементов. Прогнозирование остаточного ресурса по среднему статистическому изменению его параметра. Метод прогнозирования остаточного ресурса машины или отдельного его элемента применяется при отсутствии информации об изменении параметра в прошлом.
При реализации этого метода используется функция среднего изменения диагностического параметра, ее среднеквадратичное отклонение и средние данные по предельному состоянию, полученные для группы однотипных элементов. Для расчета среднеквадратичного отклонения S измеряемого диагностического параметра сначала выявляется закономерность распределения отклонений его частных значений по конкретным интервалам наработки (км пробега, времени и др.). Метод имеет большую погрешность в оценке остаточного ресурса отдельных элементов. Прогнозирование остаточного ресурса по реализации. Метод заключается в предсказании изменения диагностического параметра с учетом его предельного значения и индивидуального изменения в прошлом, а также характера изменения, выявленного для всей совокупности однотипных элементов. При прогнозировании по этому методу принимается, что изменение параметра диагностируемого элемента характеризуется экстраполяциопной функцией и среднеквадратичным отклонением этой функции от фактического изменения параметра. Этот метод позволяет получать более достоверный прогноз остаточного ресурса, чем метод прогнозирования по среднему статистическому изменению параметра.
Дата добавления: 2016-12-08 ; просмотров: 3711 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ