Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
19
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
МІЖНАРОДНИЙ НАУКОВО-НАВЧАЛЬНИЙ ЦЕНТР ІНФОРМАЦІЙНИХ
ТЕХНОЛОГІЙ ТА СИСТЕМ
МАШКІНА ІРИНА ВІКТОРІВНА
УДК 681.5:629.014.1
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА РОЗРОБКА МЕТОДІВ І МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ІНФОРМАЦІЙНОЇ ПІДТРИМКИ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ РЕМОНТНО–ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ
05.13.06 –автоматизовані системи управління та прогресивні
інформаційні технології
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ - 2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України.
Науковий керівник:
Офіційні опоненти:
Провідна установа:
кандидат технічних наук, доцент
Тимашов Олександр Олександрович,
Інститут кібернетики ім. В.М.Глушкова НАН України, провідний науковий співробітник
доктор технічних наук, професор
Козлик Григорій Олександрович,
Науково-виробнича корпорація „Київський інститут автоматики”, заступник директора,
кандидат фізико-математичних наук, доцент Заславський Володимир Анатолійович
Київський національний університет
ім. Т. Шевченка, факультет кібернетики,
кафедра системного аналізу та теорії
прийняття рішень
Національний авіаційний університет
Міністерства освіти і науки, м. Київ, кафедра комп’ютерних інформаційних технологій
Захист відбудеться "9" січня 2004 року о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.171.01 в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України за адресою:
03680, Київ - 187 , проспект Академіка Глушкова, 40
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту кібернетики
ім. В.М. Глушкова НАН України.
Автореферат розісланий "5" грудня 2003 р.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради
РЕВЕНКО В.Л.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Стратегією економічного та соціального розвитку України на 2000-2004 роки передбачено, що головним пріоритетом державної політики має бути структурна перебудова промисловості, розвиток інноваційної моделі економічного росту, ствердження України як високотехнологічної держави. Обраний стратегічний шлях на інноваційний розвиток ґрунтується на структурній перебудові економічних галузей, технологічному обновленні промисловості, широкому використанні досягнень науки і техніки, прогресивних інформаційних технологій. Реформування системи управління у промисловості передбачає на всіх рівнях, зокрема і на рівні підприємства, удосконалювання методів і якості управління, підвищення кваліфікації кадрів, залучення комп’ютерних систем підтримки прийняття рішень.
Сьогодні Україна знаходиться на етапі перехідної економіки, що потребує реформування промислових підприємств, яке неможливо провести без використання реінжинірінгу бізнес-процесів. Жодний виробничий процес не можна відокремити від промислового обладнання, а по мірі старіння встановленої раніше техніки все більш важливе значення набуває її ефективна експлуатація, яка залежить від раціональної організації ремонтно-технічного обслуговування (РТО). Динамічна рівновага між інтенсивністю витрачання ресурсів при експлуатації обладнання та інтенсивністю його поновлення і підтримування в системі РТО характеризує собою досягнутий рівень технічної готовності (ТГ) обладнання підприємства. "Утримування" складних процесів експлуатації промислового обладнання та ремонтно-технічного обслуговування в заданому цільовому напрямку для досягнення необхідного рівня ТГ обладнання і функціонування підприємства потребує та обумовлює значущість і актуальність дослідження й розробки математичних моделей і засобів інформаційної підтримки автоматизованих систем управління ремонтно-технічного обслуговування.
Використання нових інформаційних технологій в промисловості почалося досить давно, але до цього часу недостатньо опрацьованими залишаються питання підвищення ефективного управління РТО як активної ланки загальної системи управління підприємством для надійного забезпечення необхідного рівня ТГ обладнання за мінімальних витрат. Варто зазначити, що ряд задач вдосконалення управління РТО промислового обладнання потребують подальшого дослідження, хоча теоретичним та практичним аспектам по цій проблемі присвячено велику кількість робіт серед яких слід відзначити праці С.М. Драніцина, Є.М. Клімова , В.М. Міхліна, В.Г. Варжапетяна, Г.І. Коршунова, В.П. Львівського, Г.Г. Бютнера та інших.
Об’єктивна потреба наукового вирішення задачі підвищення ефективності управління ремонтно-технічного поновлення та підтримування ТГ обладнання існувала й раніше, але за останні роки вона стала особливо актуальною у зв’язку з ускладненням, старінням обладнання, різким зростанням складності задач виробництва тощо.
Ефективна перебудова технології планування, управління та інформаційно-комунікаційних процесів у системі РТО, їх перевід на індустріальну інформаційно-комп’ютерну основу пов’язані з упровадженням прогресивних інформаційних технологій з використанням математичних моделей і методів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася у відповідності з планами наукових досліджень відділу № 260 Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України в наукових темах та програмах:
ВФ.235.01 - 1997 - 1998 рр. "Корпоративні системи керування і засоби підтримки прийняття рішень у мережевому середовищі", протокол № 5 Бюро ВІ НАН України від 23.05.1998, № Держ. реєстрації 0198U003462.
ІП.235.03 - 1998-1999 рр. "Розробка методів та засобів інтелектуалізації прийняття рішень в корпоративних системах", № Держ. реєстрації 0198U005042.
ВФ 235.04 1999-2001рр. "Корпоративні системи керування і засоби підтримки прийняття рішень у мережевому середовищі"(частина ІІ), протокол № 3 Бюро ВІ НАН України від 26.01.99, № Держ. реєстрації 0199U001029.
ВФ.260.01 - 2000-2002 рр. "Ієрархічні розподілені системи керування технологічними процесами в мережевому середовищі. Архітектура, принципи побудови цифрової структури підтримки нижнього рівня", протокол № 6 Бюро ВІ НАН України від 10.02.2000 р., № Держ. реєстрації 0100U002662.
ВФ.260.02 - 2003 - 2007рр. "Дослідження і адаптація перспективних засобів проектування реконфігурованих цифрових систем, які орієнтовані на АСУТП", протокол № 3 Бюро ВІ НАН України від 20.12.2002 р., № Держ. реєстрації 0103U003258.
Особисто автором були розроблені математичні моделі, які використовувалися при оцінці та прогнозуванні технічного стану та залишкового ресурсу елементів функціональних комплексів промислового обладнання у ієрархічних розподілених системах керування технологічними процесами. Результати дисертації мають практичну цінність, вони дозволили розробити нові науково-обґрунтовані методи, які були використані на функціонуючих АСУ та при розробці сучасних автоматизованих систем управління.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка методів та засобів інформаційної підтримки автоматизованої системи управління ремонтно-технічного обслуговування в рамках АСУ всього підприємства на базі комплексу математичних моделей оцінки технічного стану та оцінки технічної готовності складних технічних систем і їх елементів.
Для досягнення поставленої мети необхідно розв’язати комплекс взаємопов’язаних задач:
здійснити аналіз функціональних підсистем підприємств в умовах існування АСУ з точки зору створення єдиного інформаційного простору підприємства;
розглянути питання РТО промислового обладнання з точки зору інформаційної підтримки математичних моделей роботи функціональних підсистем підприємств;
розробити математичні моделі оцінки технічного стану та оцінки технічної готовності складних технічних систем та їх елементів;
створити методологічні принципи побудови автоматизованої системи управління ремонтно-технічного забезпечення підприємства на базі розробленого комплексу математичних моделей;
перевірити працездатність математичних моделей та запропонованих методів інформаційної підтримки на реальних даних промислового обладнання на виробництві.
Об’єкт дослідження –методи та математичні моделі інформаційної підтримки автоматизованої системи управління ремонтно-технічного обслуговування з точки зору підвищення ефективності управління процесами підтримування та поновлення технічної готовності промислового обладнання підприємства
Предмет дослідження –загальні процеси управління підприємством та процеси експлуатації і ремонтно-технічного обслуговування складних технічних систем та їх елементів.
Методи дослідження. У процесі розв’язування поставлених задач застосовувалися: методологія моделювання, методологія системного підходу, принципи системного аналізу, теорії ймовірності, математичної статистики та роботи відомих учених у даній галузі, експериментальні методи досліджень.
Наукова новизна отриманих результатів. Незважаючи на просторість досліджень у галузі вдосконалення РТО, слід констатувати, що недостатньо робіт, у яких досліджуються проблеми підвищення ефективності управління РТО як активної ланки загальної системи управління підприємством для надійного забезпечення необхідного рівня технічної готовності обладнання за мінімальних витрат. Це і визначає наукову новизну змісту досліджуваної задачі. Ефективна перебудова технології планування, управління та інших інформаційно-комунікаційних процесів у системі РТО, їх перехід на індустріальну інформаційно-комп’ютерну основу пов’язані з появою нової наукової дисципліни –прогресивні інформаційні технології. Наукова новизна результатів, отриманих у процесі виконання роботи:
на першому етапі створення нових або при реформуванні існуючих систем запропоновано проводити реінжинірінг бізнес-процесів підприєм- ства;
на основі аналізу функціональних підсистем підприємства виділено комплекс задач ремонтно-технічного обслуговування промислового обладнання як активної ланки всієї системи управління підприємством;
запропоновано використання методів інформаційної підтримки математичних моделей для підвищення ефективності управління процесами РТО обладнання підприємств;
здійснено систематизацію основних методологічних принципів автоматизації планування та управління діяльності системи технічного обслуговування та ремонту, що забезпечують раціональне використання ремонтних ресурсів підприємства для досягнення та підтримування заданого рівня технічної готовності обладнання з урахуванням особливостей існуючої системи управління та перспектив її вдосконалення;
розроблено комплекс взаємопов’язаних математичних моделей оцінки технічного стану, оцінки технічної готовності складних технічних систем та їх елементів, які забезпечують формування оптимальних експлуатаційно - ремонтних циклів для заданих режимів та умов їх експлуатації і ремонту;
розроблено методику створення уніфікованих систем документів в організаційно-технічних системах (стосовно АСУ РТО промислових підприємств).
Практичне значення отриманих результатів. Отримані в роботі результати застосовані при виконанні НДР "Ієрархічні розподілені системи керування технологічними процесами в мережевому середовищі. Архітектура, принципи побудови цифрової структури підтримки нижнього рівня", „Дослідження і адаптація перспективних засобів проектування реконфігурованих цифрових систем, які орієнтовані на АСУТП”. Практичне значення даної роботи:
упроваджено розроблені методи та математичні моделі у підсистему автоматизованої системи управління ремонтно-технічного обслуговування на Харцизькому канатному стале-дротяному заводі (ВАТ „Сілур”) та Маріупольському заводі важкого машинобудування (ВАТ „Азовмаш”);
розроблені математичні моделі оцінки технічного стану та технічної готовності промислового обладнання довели свою адекватність досліджуваним процесам та використовуються при складанні плану поточного та довгострокового ремонтно-технічного обслуговування;
запропоновані методи інформаційної підтримки та розроблені математичні моделі оцінки технічного стану та технічної готовності промислового обладнання можуть бути використані при роботі автоматизованих систем управління для промислових підприємств різних галузей.
Економічний ефект забезпечується зниженням витрат на проведення ремонтних заходів з використанням автоматизованої системи ремонтно-технічного обслуговування. Соціальний ефект пов’язано з автоматизацією процесу збору та обробки інформації, що знижує ризик прийняття помилкових рішень.
Документи, які підтверджують впровадження результатів дослідження, наведені у додатку А дисертаційної роботи.
Особистий внесок здобувача. Всі наукові результати, представлені в дисертації, отримані здобувачем самостійно. В працях, що опубліковані в співавторстві , особистий внесок здобувача полягає в наступному: в роботі [3] переліку автореферату запропоновані засоби та методики підготовки користувачів автоматизованих систем управління; в [7] переліку автореферату запропонована загальна формалізована постановка задачі оцінки технічного стану в процесі управління технічною готовністю для ефективного використання ресурсно-діагностичної моделі технічного стану об’єктів та їх елементів і підсистем. Розроблені моделі зміни поточної та узагальненої технічної готовності складних технічних систем та модель оцінки технічної готовності, яка побудована на основі залишкового ресурсу.
Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційного дослідження доповідалися і обговорювалися на семінарах Наукової ради НАН України з проблеми "Кібернетика" (Київ, 1998 - 2003), „Технічні засоби, системи керування та математичне моделювання в наукових дослідженнях”, „Інтегровані системи керування виробництвом” - секція при Придніпровському науковому центрі, науково-практичних конференціях Академії праці та соціальних відносин Федерації профспілок України.
Публікації. За темою дисертації опубліковано 6 наукових статей у наукових фахових журналах, затверджених ВАК України, та тези наукових конференцій.
Структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, що викладені на 177 сторінках (165 сторінок друкованого тексту), списку використаних джерел (114 найменувань) та додатку. Робота містить 12 рисунків та 2 таблиці.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі до роботи проаналізовано стан проблеми, обґрунтовується актуальність обраної теми, сформульована мета роботи, її наукова новизна та практична цінність отриманих результатів, а також викладені основні результати роботи у скороченому вигляді.
У першому розділі „Основні задачі та напрямки інформатизації промислових підприємств на сучасному етапі” проведено аналіз сучасних підходів до впровадження інформаційних технологій на підприємствах України та напрямки, за якими вже були проведені дослідження. Перераховані задачі підвищення ефективності виробництва, зниження собівартості та підвищення якості продукції. Слід зауважити, що ці задачі можуть бути розв’язані тільки завдяки комплексній автоматизації промислового підприємства на базі впровадження прогресивних інформаційних технологій та створення єдиного інформаційного простору підприємства. Виділено основні складові управління підприємствами та розглянуті актуальні проблеми управління підприємствами України. Проаналізовано існуючі концепції MRPII, ERP та MES, на базі яких будуються сучасні корпоративні системи управління підприємствами. Особливо приділено увагу проблемі надійності промислового обладнання, виділена проблема ремонтно-технічного обслуговування та поставлені питання технічної готовності складних технічних систем (СТС) та технічного стану (ТС) промислового обладнання. Метою дослідження проблеми оцінки, аналізу та раціонального управління технічною готовністю є підвищення ефективності управління підприємством в сучасних умовах при виробництві та ремонті обладнання за критеріями підтримки заданого рівня технічної готовності, мінімальних часових, ресурсних та матеріальних витрат.
Другий розділ „Інформаційні та програмно-технічні засоби підтримки роботи функціональних підсистем підприємства” присвячено інформаційним та програмно-технічним засобам підтримки роботи функціональних підсистем підприємства.
Обґрунтована необхідність проведення реінжинірінгу бізнес-процесів та реінжинірінгу виробничих процесів підприємства на першому етапі створення нових або реформування існуючих систем. Як теоретичну базу запропоновано використання математичних моделей і методів для створення автоматизованої системи інформаційної підтримки роботи функціональних підсистем підприємств (на прикладі підсистеми ремонтно-технічного обслуговування промислового обладнання).
Запропоновані методологічні принципи розробки та створення засобів інформаційної підтримки автоматизованих систем управління ремонтно-технічного обслуговування. Сформульовані основні положення та принципи щодо використання існуючих моделей та методів систем підтримки прийняття рішень у підсистемі ремонтно-технічного обслуговування в рамках єдиного інформаційного простору підприємства.
У третьому розділі „Розробка економіко - математичних моделей та засобів інформаційної підтримки технічної готовності промислових підприємств” розроблено математичні моделі та засоби інформаційної підтримки технічної готовності обладнання промислових підприємств з метою підвищення ефективності управління ремонтно-технічного обслуговування.
Теоретичним та практичним аспектам удосконалювання управління експлуатацією та ремонтом промислового обладнання (будемо називати складними технічними системами ) приділяється велика увага у різних галузях промисловості країни. Разом з тим слід зазначити недостатній рівень формалізації умов та залежностей працездатності, підтримки технічного стану і технічної готовності у взаємозв’язку витрачання та відновлення ресурсів СТС. Ефективність функціонування системи багато в чому залежить від рівня формалізованих представлень, які використовуються при експлуатації та ремонтно-технічному обслуговуванні. Необхідність у розробці методологічних основ і методів, основаних на базі математичних моделей оцінки технічного стану та технічної готовності СТС, для вирішення означеної проблеми не викликає сумніву.
Підтримування встановленого рівня ТГ складних технічних систем є найважливішим моментом у безаварійній та ефективній експлуатації обладнання. Це пов’язано з витратами технічних ресурсів СТС і необхідністю їх поновлення. Часткове поновлення рівня ТГ здійснюється внаслідок проведення технічного обслуговування (ТО) експлуатаційниками та ремонтним персоналом СТС. Повні витрати ресурсу об’єкта призводять до необхідності його відновлення шляхом проведення ремонту з виводом СТС з експлуатації.
Динамічна рівновага між процесами відновлення ТГ при технічному обслуговуванні, ремонті та процесом його зниження в умовах експлуатації відповідає рівню ТГ СТС. В умовах сучасного розвитку та удосконалювання складних технічних об’єктів суттєво урізноманітнилися способи їх технічного обслуговування та ремонту. Система РТО представляє собою складний комплекс, функціонування якого об’єктивно пов’язано з розв’язанням великорозмірних та важкоформалізованих задач обліку та контролю, планування і оперативного керування, координації розвитку і функціонування багаточисельних ланок системи РТО будь-якої галузі промисловості. Для підтримки технічного стану технічних складових об’єкта (ТСО) на рівні, який забезпечує ефективне виконання ряду задач та організації робіт по попередженню аварійності, необхідно знання фактичного рівня ТГ –важливішого фактора, від якого залежить ефективне керування процесом підтримки необхідної ТГ об’єктів.
Керування підтримкою необхідного рівня ТГ –це сукупність організаційних і технічних заходів, спрямованих на отримання своєчасної, повної і цілком певної інформації з метою організації робіт по підтримці технічних складових об’єкта у належному стані готовності. В дисертаційній роботі в даному розділі введено поняття готовності технічних засобів для виконання їх функціональних задач або технічної готовності.
Готовність визначається як стан, з якого система може з заданою ймовірністю перейти до будь-якого режиму, який належить виділеній підмножині режимів за наявності визначеної кількості ресурсів.
Приймаючи таке означення, виділено перелік характеристик, пов’язаних з підтримкою готовності:
означення достовірності ідентифікації стану Sr(t);
означення дійсного стану (ресурсу) V(t);
означення досяжності Sr(t) з Sr();
розрахунок необхідних для цього ресурсів V(Sr(); Sr(t);|- t|);
конструювання гіпотез про шляхи розвитку Sr(t), t<T;
розробка рішень про розподіл та призначення ресурсів;
розробка технологічного процесу реалізації розв’язків та використання ресурсів;
керування процесом переводу із стану Sr() у стан Sr(t) ;
інформування керівництва про Sr(t).
Готовність, таким чином, є функція часу, стану життєвого циклу системи (ЖЦС) та ресурсів.
Для кожного режиму функціонування системи характерно залучення конкретної множини технічних засобів, які при їх використанні забезпечують або вхід у новий (наступний) режим, або знаходження у поточному (заданому) режимі. Така множина технічних засобів складає цілісну структуру засобів з механічними, енергетичними та інформаційними зв’язками. Тоді готовність визначається знаннями про структури технічних засобів, їх характеристики тощо, інакше кажучи, знаннями про моделі технічних засобів системи та про значення всіх атрибутів. Ці знання можуть бути зафіксовані у кваліфікації персоналу або базі знань інформаційного забезпечення систем підтримки і прийняття рішень. Технічна готовність системи визначає можливість досягнення мети, для якої створювалась система, тобто для досягнення визначеного ефекту. Зниження рівня готовності знижує ефективність системи або призводить, у деяких випадках, до втрат, що перевищують не тільки вартість засобів підтримки готовності або самої системи, але й вартість об’єкта, на якому така система встановлюється.
Рівень ТГ характеризується залишковим призначеним ресурсом технічних складових об’єкта, які представляють собою установки, агрегати, механізми та інше обладнання, що забезпечують працездатність СТС у відповідності з призначенням. Важливою умовою достовірності оцінки ТГ є виявлення закономірностей інтенсивності витрат ресурсу від умов і режимів експлуатації шляхом спеціальної організації ресурсних випробувань, цілеспрямованого збору і обробки дослідних даних про результати діагностичних операцій технічного обслуговування та ремонту. Загальну формалізовану постановку задачі оцінки та прогнозування ТГ було здійснено на основі ресурсно-діагностичної моделі технічного стану (РДМ ТС).
Нехай існує функція зміни ТС об’єкта неперервного або дискретного параметра t, яка характеризується набором, або вектором ознак w, які належать деякому діагностичному простору ознак W. Припустимо, що існує деяке розв’язуюче правило екстраполяції результатів виміру w,... wк в моменти t,...tк, які утворюють множини Tк = {t,...tк}, W(Tк) = {w,... wк }. Позначимо w(t/Tк) процес, який можна спрогнозувати на відрізку (tк t к+1), отриманий за допомогою правила екстраполяції. Тоді за умови існування області w у просторі , що відповідає працездатним станам об’єкта, для всіх t (tк tк+1), за яких w(t/Tк) w , ТС буде також відповідати працездатності об’єкта. Для оцінки впливу умов експлуатації позначимо вектор зовнішніх впливів g(t), а вектор параметрів об’єкта – a. Приймемо, що при оцінці вектора ознак W стає відомим вектор помилок вимірів n(t). Крім того, нехай існує вектор параметрів системи вимірів W та об’єкта b, який забезпечує формування деякого вектора ТС об’єкта u(t) за допомогою функції w=G(u,n,b). Тоді зміни ТГ будуть характеризуватися диференціальним рівнянням: du/dt = f(u, g, a), що розглядається у просторі технічних станів –U . Внаслідок цього існує область допустимих станів у просторі U, яка відповідає w.
Таким чином можна знайти і U(Tk), яке відповідає w(Tk), та провести екстраполяцію процесу u(t) на відрізку (tk,tk+1]. Аналогічно можна стверджувати, що ТС на відрізку (tk,tk+1] не досягне граничного стану (ГС), якщо u(t) w при всіх t(tk,tk+1]. Апостеріорна імовірність досягнення об’єктом ГС буде P(t/Tk) = P{u()w; ( tk,t]/w(Tk)}. Оскільки задача розглядається стосовно прогнозування працездатного ТС, межа w має відповідати граничним станам. Апостеріорна функція розподілу імовірності досягнення ГС, яка відповідає фіксованим значенням процесу U(Tk) на множині Tk, буде P[t/u(Tk)] = P{u()w; ( tk,t]/u(Tk)}.Тоді
P(t/Tk) =P[t/u(Tk)]P[u(Tk)/w(Tk)]du(Tk),
де к - число моментів часу t,...tк, в яких відбувалися вимірювання процесу w(t).
При значенні допустимої імовірності досягнення об’єктом ГС - Рдод індивідуальний або залишковий ресурс tзал буде визначатися нерівністю P(tk+tзал/T)Pдод. Гранично допустимий фактично залишковий ресурс можна знайти з рівності P(tk+tзал/T) = Pдод. Інформація, необхідна для оцінки ТГ, знаходиться, головним чином, у результатах спостережень w(Tk), за значеннями яких визначаються оцінки вектора стану , параметрів об’єкта та системи вимірів . У цьому випадку ідентифікація ТС здійснюється за допомогою співвідношення P(t/Tk)= P[t/(Tk)]. Така оцінка є більш грубою порівняно з оцінкою, в якій використовується функція розподілу імовірностей. Функція розподілу залишкового ресурсу як показника ТС та ТГ буде мати вигляд Fзал(tзал/Tк) = 1 –P(tк+tзал/Tк).
Розглянуті поняття та показники відображають конструктивно–технологічні особливості системи та їх елементів як ресурсоносіїв і залежать від пристосованості системи РТО до виконання поновлювальних операцій.
При аналізі процесів експлуатації та ремонту технічних складових об’єкта були виділені поняття поточної ТГ (ПТГ) та узагальненої ТГ (УТГ).
ПТГ розглядається в межах одного експлутаційно-ремонтного циклу (ЕРЦ) СТС –періоду, що повторюється, протягом якого здійснюється у визначеній послідовності видів технічного обслуговування та ремонту. Для проведення ремонту СТС періодично виводяться з експлуатації.
УТГ оцінюється стосовно періоду експлуатації та ремонту (період може включати в себе декілька ЕРЦ).
Взаємозв’язок введених понять ПТГ та УТГ полягає у наступному. У відповідності зі структурою ЕРЦ технічних складових об’єкта у визначені моменти часу проводиться заміна або ремонт його окремих вузлів та деталей. Таким чином, на кожному з цих інтервалів буде стрибкоподібно зростати ПТГ внаслідок відновлення ресурсів окремих елементів , але не до першопочаткового значення G, а до деякого значення Gt, так як частина вузлів та деталей ТСО залишилася з неповними ресурсами працездатності. Не порушивши загальності розсудів , припустимо, що зменшення ПТГ у межах кожного стану експлуатації відбувається за експоненціальним законом з параметром , тобто , а відновлення відбувається до величини Gwt, яка характеризується ступенем відновлення kb= Gwt/G; 0< kb<1.
Величина поновлення ПТГ G на кожному відрізку буде G=G(kb-e-t). Відповідно, загальний опис процесу спадання та відновлення ПТГ можна представити у вигляді
Gti=Gi-1 e-iti ; Gi=Gi-1(kbi-e-iti).
Поточна технічна готовність після i-го відновлення буде характеризуватися Gwti=Gi-1kbi. У цілому ТСО як елемент системи буде функціонувати до досягнення ГС, за якого Gwt=Gгр. Узагальнений процес втрати першопочаткового рівня ТГ можна характеризувати пилоподібною залежністю A=F(i,Gi).
Математичне сподівання часу перетину процесу A із Gгр буде представляти собою функцію
.
Нехай загальне зниження УТГ описується експонентою. Тоді
Gгр= Ge.
Так як Gгр/ G=e, після логарифмування отримуємо
ln(Gгр/ G)=
Із цього співвідношення випливає, що
.
Оскільки процес, який розглядається вище, є багатофакторним, то можна вважати, що розподіляється за нормальним законом. Враховуючи, що процес втрати першопочаткового рівня ТГ описується експоненціальними залежностями, а залежність рівня ТГ системи із врахуванням запланованих робіт по відновленню ТГ має вигляд пилоподібної функції, то за таких припущень справедливі наступні співвідношення:
G(t)=Ge-t, , Gi-1=G(ti-1), ti-1 t ti,
,,
,
.
Відомо, що в ході експлуатації об’єкта існує міжремонтний ресурс, напрацювання якого потребує ремонту для всіх його елементів. Тому УТГ буде характеризуватися періодом використання, накопиченими витратами на відновлення ПТГ, прогнозованими витратами на залишковий міжремонтний ресурс або їх співвідношеннями.
Таким чином, запропоноване рішення задачі оцінки допустимого рівня технічного стану в процесі управління технічною готовністю обумовлює можливість ефективного використання ресурсно-діагностичної моделі технічного стану об’єктів та їх елементів і підсистем за наявності кількісної оцінки впливу умов та режимів експлуатації на інтенсивність витрат назначеного ресурсу і оцінки фактичних залишкових ресурсів. Використання таких формалізованих методик та моделей опису технічного стану об’єктів у створенні спеціальних комп’ютерно-орієнтованих програмових засобів дають можливість розробникам АСУ та експлуатаційному персоналу ремонтно-технічних служб проводити більш достовірну оцінку про виконання об’єктом призначених йому функцій і більш ефективно керувати процесом підтримки необхідної технічної готовності об’єкта та його підсистем.
Четвертий розділ „Моделювання розроблених фрагментів систем та приклади їх впровадження” присвячено моделюванню запропонованих методів та моделей у підсистемах автоматизованої системи управління ремонтно-технічного обслуговування. Визначені методологічні принципи побудови автоматизованої системи управління ремонтно-технічного забезпечення підприємства, сформульовано перелік функцій автоматизованої системи управління ремонтно-технічного обслуговування.
На рисунку показано місце блоку оцінки та прогнозування технічного стану та технічної готовності промислового обладнання в структурі автоматизованої системи управління РТО.
cf /, ,
c4
c7 e8
cf
ca -
d0 e0 ee