Математические методы, применяемые при исследовании процессов эксплуатации машин

Основы методологии теоретического исследования

В основе теоретического исследования лежит методика моделирования процессов. По виду исследуемого процесса модели делятся на детерминированные, которые могут быть однозначно описаны известными физическими закономерностями, и стохастические, для описания которых используются методы математической статистики. По степени воспроизведения исследуемого процесса его модели могут быть полными и неполными, точными и приближенными; по применяемому аппарату – образными, математическими, физическими, комбинированными. Теоретическая модель процесса – гипотетическое представлениео нем, составленное на основании изучения фактического материала.

Основные достоинства математических моделей: высокий уровень формали­зации описания с помощью общепринятых символов, исключающий разночте­ния и сокращающий объем описаний; возможность использования аналогий о процессами, получившими ранее символьные описания или представленными в виде алгоритмов и программ для ЭВМ; возможность использования готового математического аппарата преобразований, табличных данных, графической интерпретации и анализа полученных функциональных зависимостей. Достоверность математической модели зависит от того, насколько правильно она отражает физическую сущность объекта исследования. Критерий правильности математических моделей, полученных теоретическим путем – эксперимент. Достоверная оценка математических моделей получается при сопоставлении экспериментальных данных с результатами теоретических расчетов во всем диапазоне предполагаемого практического использования полученных функциональных зависимостей.

Лекция 4, 5, 6, 7 (2.5. Математические методы, применяемые при исследовании процессов эксплуатации машин; 2.6. Основы методики экспериментального исследования; 2.7. Информационно-измерительная техника; 2.8. Обработка результатов измерений и оценка их точности; 2.9. Оценка эффективности, оформление и внедрение научных исследований)

Различают производственную и техническую эксплуатацию машин. Под производственной поникают осуществление системы мероприятий, обеспечивающих наиболее эффективное использование машин, выполнение ими работ в заданные сроки и с минимальными затратами. Техническая эксплуатация – это комплексная система мер, направленных на обеспечение работоспособного состояния парка машин, минимального простоя машин при техническом обслуживании и ремонте, получения наиболее высокого процента готовности машин к работе. Условия эксплуатации машин настолько разнообразны, что изучение протекающих здесь процессов возможно преимущественно с применением вероятностно-статистических методов исследования.

Под случайными понимают процессы, когда при появлении какого-либо события связанное с ним событие проявляется неоднозначно. Соответственно большинство процессов в обществе и природе носят случайный характер. Случайные процессы, как и случайные события в целом, изучает теория вероятностей и математическая статистика. На основе этих теорий разработаны математические методы, позволяющие находить решения важных задач. Рассмотрим некоторые изних, наиболее близко относящиеся к отраслевой науке.

Теория надежности охватывает следующие задачи: изучение природы возникновения отказов в элементах конструкций машин, обеспечение качественного уровня надежности машины на стадии ее проектирования, создания и эксплуатации. Теория надежности отроится на положениях математической статистики и теории вероятностей.

Теория обслуживания используется при решении задач планирования и управления работ по удовлетворению требований, возникающих случайно и требующих различного, заранее точно не предсказываемого времени их удовлетворения. Особенно часто такие задачи возникают при решении вопросов использования машин (система экскаватор – самосвал либо смеситель – самосвал и т.д.) и их технического обслуживания и ремонта.

Имитационное моделирование – вид математического моделирования, позволяющий имитировать на ЭВМ реальную сложную систему. Имитация на ЭВМ резко уменьшает сроки исследования, объем экспериментов, дает возможность воспроизводить любые ситуации.

Упомянутые теории массового обслуживания, надежности представляют собой направления интенсивно разрабатываемого в последнее время общего метода исследования операций, призванного решить две основные задачи:

описать множество допустимых решений и целевую функцию;

найти максимум целевой функции и допустимое решение, осуществляющие этот максимум.

При решении задач технического обслуживания машин и оборудования решаются такие вопросы, как замена машин, оборудования, профилактический осмотр, текущий ремонт и восстановление, организация службы технического контроля.

Дата добавления: 2015-06-04