Жестко-последовательные программы

2.1. Программы по функциональной схеме Программа по функциональной схеме основана на поиске места отказа пу­тем выполнения в "жестком" порядке (строго по функциональной схеме отказав­шей системы, например, в порядке передачи от элемента к элементу механиче­ской нагрузки или в направлении движения жидкости) последовательных элемен­тарных проверок. Результаты каждой элементарной проверки сразу же анализи­руются.

Элементарной проверке подлежит диагностический параметр (параметры) каждого отдельного элемента системы. Поиск места отказа прекращается, как только при анализе результатов очередной элементарной проверки окажется най­денным отказавший элемент системы. Очевидно, что в самом неблагоприятном случае (когда отказал последний из проверяемых элемент системы) число элемен­тарных проверок будет максимальным и равным числу элементов в системе. Достоинствами рассмотренной программы являются:

• возможность использования для новой техники, когда не накоплен опыт ее эксплуатации, и тем более - когда не накоплены статистические данные по поиску мест ее отказов;

• простота, доступность для широкого круга специалистов АТС и ЭНС.

• К недостаткам программы следует отнести:

• необходимость выполнения большого количества элементарных проверок, что требует больших затрат времени и материальных ресурсов;

• необходимость использования при поиске мест отказов помимо специали­стов и КПА еще и эксплуатационной документации (технического описания, инструкции по технической эксплуатации, альбома формулярных схем и т.д.).

Несмотря на отмеченные недостатки, "программа по функциональной схе­ме" нашла у специалистов ЭНС и АТС, пожалуй, самое широкое распространение прежде всего из-за своей простоты, доступности широкому кругу специалистов(независимо от их опыта эксплуатации, в определенной степени, - от их квалифи­кации).

2.2. Программы "вероятность-время"

Программа "вероятность - время" может быть использована лишь тогда, ко­гда по отказам данного типа обрудования уже накоплен и систематизирован дос­таточно большой опыт ее эксплуатации, и, в частности, опыт поиска места отказа. Прежде всего, по каждому элементу системы должны быть известны:

• вероятность отказа i-го элемента qi;

• время, необходимое для элементарной проверки i-го элемента T_i.

Программа время-вероятность основана на поиске места отказа путем вы­полнения в "жестком" порядке (строго в порядке убывания численных значений отношения qi/ii) последовательных элементарных проверок элементов. Элемен­тарной проверке подлежит диагностический параметр (параметры) каждого от­дельного элемента системы. Результаты каждой элементарной проверки сразу же анализируются. Поиск места отказа прекращается, как только при анализе резуль­татов очередной элементарной проверки окажется найденным отказавший эле­мент системы.

Очевидно, что такая программа позволяет в первую очередь проверять те элементы отказавшей системы, вероятность отказа которых наибольшая, а время на элементарную проверку - наименьшее. В результате этого общее время на вы­явление места отказа системы оказывается существенно меньше, чем при исполь­зовании ранее рассмотренной программы по функциональной схеме.

Покажем это на примере системы, изображенной на рис.17, и содержащей N последовательно соединенных элементов. Один из элементов отказал, что приве­ло к отказу всей системы.

Рис. 17. Схема системы из последовательно соединенных элементов

Пусть по каждому i-му элементу системы известны численные значения ве­роятности его отказа q_i и времени на его элементарную проверку T_i. Для начала назначим произвольную программу поиска места отказа, (то есть произвольный порядок выполнения элементарных проверок), например, в соответствии с нуме­рацией элементов на рисунке.

В этом случае математическое ожидание времени поиска места отказа со­ставит

^{M ( t} z⁾ i = q \ ^Т 1 + q2 ■ ⁽т + ^т2⁾ +... + qN ■ ⁽т + т +... + т ⁾. ⁽⁵¹⁾

Теперь назначим второй вариант программы поиска места отказа, отли­чающийся от первого варианта тем, что вначале проверяется второй элемент, за­тем первый, а последующие элементарные проверки выполняются в такой же по­следовательности, как и в первом варианте (в порядке нумерации).

Для второго варианта программы математическое ожидание времени поис­ка места отказа составит

^{M ( t} Z ) II = 42 ^т 2 + 4i ■ ^(т2 + ^т0 + ••• + 4м ■ ^(т2 + ^т1 + ••• + ^T N )• (⁵-²)

Если вычесть из M ( t ^) _I величину M ( t^)n, то после выполнения арифметиче­ских действий получим

M(t_z)i -M(t_z)ii = 42 • Т -4i • т_г.                                

Из анализа полученной разности следует, что первый вариант программы будет эффективнее (исходя из затрат времени на поиск места отказа) второго ва­рианта лишь в том случае, когда

q ₂ •т₁ - 4₁ • т₂ < 0, то есть 4₂ • т₁ > 4₁ • т₂, или иначе — > — • (54)

Таким образом, упорядочив элементарные проверки элементов в соответст­вии с выражением мы получим оптимальную программу поиска места отказа, обеспечивающую ми­нимальную величину математического ожидания времени поиска места отказа^ Правило (5^5) положено в основу программ " время-вероятность "•

После расчета (для всех элементов) отношений 4 i/r_i устанавливают порядок проверки элементов • Этот порядок соответствует порядку ранжирования отноше­ния 4 i/r_i (в порядке убывания) Программа этого типа выглядит как последова­тельность порядковых номеров элементов объекта в порядке их проверки •

Рассмотрим пример практического составления и использования програм­мы "время-вероятность" Пусть требуется составить программу поиска места от­каза в системе, состоящей из пяти элементов (рисЛ8) То есть требуется указать оптимальный порядок проведения элементарных проверок элементов •

Рис.8  Пример пятиэлементной системы

Таблица 1

Из опыта эксплуатации известно, что за 23 случая применения данной сис­темы происходили отказы элементов, указанные в таблице 1

Решение задачи начинается с расчета для каждого элемента величины q_i (она определяется как отношение числа отказов элемента n к числу применения системы). Затем для каждого элемента рассчитывается величина q_i / z _i .

По численным значениям q_i / z_i проводим новую нумерацию элементов системы (в порядке убывания значений q_{i /} T_i ). Эта новая нумерация указана в последней строке таблицы, и она определяет искомый порядок выполнения элементарных проверок элементов в рассматриваемой системе.

Достоинствами программы "время-вероятность" являются:

• высокая вероятность обнаружения места отказа при выполнении первых эле­ментарных проверок, что позволяет существенно уменьшить как время по­иска места отказа, так и затраты материальных средств;

• достаточная простота реализации для исполнителей, когда известны необхо­димые статистические данные.

К недостаткам данной программы следует отнести необходимость владения информацией о статистических данных по отказам и времени их проведения из опыта предыдущей эксплуатации. Данное обстоятельство ограничивает возмож­ность широкого использования данной программы в практике ИАС, особенно при эксплуатации новой АТ.