Основные направления технической диагностики

Задачи и классификация систем технической диагностики

Основные понятия и определения

Определения. Термин «диагностика» происходит от греческого слова «диагнозис», что означает распознавание, определение.

В процессе диагностики устанавливается диагноз, т. е. опре­деляется состояние больного (медицинская диагностика; или состояние технической системы (техническая диагностика).

Технической диагностикой называется наука о распознавании состояния технической системы.

Цели технической диагностики. Рассмотрим кратко основное содержание технической диагностики. Техническая диагностика изучает методы получения и оценки диагностической информации, диагностические модели и алгоритмы принятия решений. Целью технической диагностики является повышение надежности и ресурса технических, систем.

Как известно, наиболее важным показателем надежности яв­ляется отсутствие отказов во время функционирования (работы) технической системы. Отказ авиационного двигателя в полетных условиях, судовых механизмов во время плавания корабля, энергетических установок в работе под нагрузкой может привести к тяжелым последствиям.

Техническая диагностика благодаря раннему обнаружению дефектов и неисправностей позволяет устранить подобные отказы в процессе технического обслуживания, что повышает надежность и эффективность эксплуатации, а также дает возможность эксплуа­тации технических систем ответственного назначения по состоянию.

В практике ресурс таких систем определяется по наиболее «слабым» экземплярам изделий. При эксплуатации по состоянию каждый экземпляр эксплуатируется до предельного состояния в соответствии с рекомендациями системы технической диагно­стики. Эксплуатация по техническому состоянию может принести выгоду, эквивалентную стоимости 30% общего парка машин.

Основные задачи технической диагностики. Техническая диагностика решает обширный круг задач, многие из которых являются смежными с задачами других научных дисциплин. Ос­новной задачей технической диагностики является распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной инфор­мации.

Техническую диагностику иногда называют безразборной диагностикой, т. е. диагностикой, осуществляемой без разборки изделия. Анализ состояния проводится в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено. Часто не представляется возможным по имеющейся информации сделать однозначное заключение и приходится использовать статистиче­ские методы.

Теоретическим фундаментом для решения основной задачи тех­нической диагностики следует считать общую теорию распозна­вания образцов. Эта теория, составляющая важный раздел тех­нической кибернетики, занимается распознаванием образов любой природы (геометрических, звуковых и т. п.), машинным распознаванием речи, печатного и рукописного текстов и т. д. Техническая диагностика изучает алгоритмы распознавания применительно к задачам диагностики, которые обычно могут рассматриваться как задачи классификации.

Алгоритмы распознавания в технической диагностике частично основываются на диагностических моделях, устанавливающих связь между состояниями технической системы и их отображе­ниями в пространстве диагностических сигналов. Важной частью проблемы распознавания являются правила принятия решений (решающие правила).

Решение диагностической задачи (отнесение изделия к исправ­ным или неисправным) всегда связано с риском ложной тревоги или пропуска цели. Для принятия обоснованного решения целе­сообразно привлекать методы теории статистических решений, разработанные впервые в радиолокации.

Решение задач технической диагностики всегда связано с прогнозированием надежности на ближайший период эксплуатации (до следующего технического осмотра). Здесь решения должны основываться на моделях отказов, изучаемых в теории надеж­ности.

Вторым важным направлением технической диагностики является теория контролеспособности. Контролеспособностью на­зывается свойство изделия обеспечивать достоверную оценку его технического состояния и раннее обнаружение неисправностей и отказов. Контролеспособность создается конструкцией изделия и принятой системой технической диагностики.

Крупной задачей теории контролеспособности является изу­чение средств и методов получения диагностической информации. В сложных технических системах используется автоматизирован­ный контроль состояния, которым предусматривается обработка диагностической информации и формирование управляющих сиг­налов. Методы проектирования автоматизированных систем конт­роля составляют одно из направлений теории контролеспособ­ности. Наконец, очень важные задачи теории контролеспособ­ности связаны с разработкой алгоритмов поиска неисправностей, разработкой диагностических тестов, минимизацией процесса установления диагноза.

В связи с тем, что техническая диагностика развивалась пер­воначально только для радиоэлектронных систем, многие авторы отождествляют теорию технической диагностики с теорией кон­тролеспособности (поиском и контролем неисправностей), что, конечно, ограничивает область приложения технической диаг­ностики.

Структура технической диагностики. На рис. 1 показана струк­тура технической диагностики. Она характеризуется двумя взаимо­проникающими и взаимосвязанными направлениями: теорией распознавания и теорией контролеспособности. Теория распозна­вания содержит разделы, связанные с построением алгоритмов распознавания, решающих правил и диагностических моделей. Теория контролеспособности включает разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизи­рованный контроль и поиск неисправностей. Техническую диаг­ностику следует рассматривать как раздел общей теории надеж­ности.

Дата добавления: 2013-12-13