CC BY
135
ВОЕННАЯ ТЕХНИКА. ХАРАКТЕРИСТИКИ УДК 629.7.08:519.248
СТРАТЕГИИ ТЕХНИЧЕСКОМ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПО СОСТОЯНИЮ
Буешев Ерик Еркинович
адъюнкт Военного учебно-научного центра ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
Потапов Андрей Николаевич
заместитель начальника кафедры эксплуатации радиотехнических средств (обеспечения полетов) Военного учебно-научного центра ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», (г. Воронеж), кандидат технических наук, доцент
В статье рассмотрены виды страте-гийтехнической эксплуатации по состоянию. Показано, что при всех стратегиях технического обслуживания (ТО) мероприятия по повышению надежности изделий, корректировка объемов и периодичности ТО осуществляются на основе анализа информации о всех признаках технического состояния изделий и эффективности системы ТО. Стратегия ТО является системой управления техническим состоянием изделия в заданных условиях эксплуатации.
Ключевые слова:
• комплекс средств автоматизации,
• техническое обслуживание,
• техническое состояние,
• стратегия,
• безотказность.
Buyeshev Eric Erkinovich, adjunct of the Military educational scientific center "Military and air academy of professor N. E. of Zhukovsky and Yu. A. Gagarin" (Voronezh), Aktobe, Republic of Kazakhstan.
Potapov Andrey Nikolaevich, deputy chief of chair of operation of radio engineering means (support of flights) of the Military educational scientific center "Military and air academy of professor N. E. of Zhukovsky and Yu. A. Gagarin" (Voronezh), сandidate of technical sciences, associate professor, Voronezh, Russian Federation.
Strategy of technical operation for a status
In article types of strategy of technical operation for a status are considered. It is shown that in case of all strategy of the
maintenance (M) of action for reliability augmentation of products, adjustment of volumes and frequency THAT is carried out on the basis of information analysis about all signs of technical condition of products and system effectiveness THAT. Strategy THAT is management system technical condition of a product in the given operating conditions.
Keywords:
• complex of an automation equipment,
• maintenance,
• technical condition,
• strategy,
• faultlessness.
Для решения широкого класса военно-прикладных задач при организации мероприятий по технической эксплуатации (ТЭ) комплексов требуется достоверная и своевременная оценка их технического состояния. В процессе эксплуатации комплексов технических средств автоматизации (КТС) изменяется их ТС, которое может определяться как исправное и работоспособное, так и неисправное и неработоспособное в зависимости от значений технических параметров в определенный момент времени. Для поддержания надежности техники на этапе эксплуатации проводится техническое обслуживание (ТО).
Задачами ТО являются:
- предупреждение преждевременного износа механических и электромеханических элементов, входящих в состав техники;
- предупреждение неисправностей, вызываемых процессами старения и износа элементов, деталей и узлов аппаратуры;
- предупреждение ухода электрических параметров и характеристик аппаратуры за пределы установленных норм, а также доведение параметров и харак-
теристик до норм, установленных эксплуатационной документацией;
- выявление и устранение неисправностей и причин их возникновения;
- продление межремонтных ресурсов и сроков службы.
Однако отказы и повреждения КТС, как правило, являются случайными событиями, место и время возникновения которых определить затруднительно. Мероприятиями ТО предупредить внезапные отказы практически невозможно. И для восстановления работоспособности КТС необходимо проводить ремонт.
С этой целью в настоящее время применяются современные методы эксплуатации КТС, появляются крупные теоретические и практические разработки в области высокоэффективных стратегий ТО. Стратегия ТО является системой управления ТС изделия в заданных условиях эксплуатации. Управляющие воздействия в этой системе формируются в зависимости от значений принятого признака ТС изделия, в соответствии с принятыми стратегиями ТО, и выражаются в проведении тех или иных операций ТО.
Признаками технического состояния изделия (изделий) могут быть1:
- значение наработки;
- значение показателя надежности;
- значение определяющего параметра.
При всех стратегиях ТО мероприятия
по повышению надежности изделий, корректировка объемов и периодичности ТО осуществляется на основе анализа информации о всех признаках ТС изделий и эффективности системы ТО. Однако методы анализа и использования различных видов информации зависят от стратегий ТО. Один из видов информации является основным при принятии решений о необходимом перечне операций ТО и периодичности их выполнения. Остальные данные используются для корректировки принимаемых решений с
целью повышения их эффективности.
Каждая стратегия ТО определяет техническую политику и затраты на ТО изделия, предъявляет определенные требования ко всем элементам системы ТО (объектам, средствам, исполнителям и к связям между этими элементами), установленным в документации. Стратегия ТО данного типа изделия выбирается на основе анализа надежности изделия, влияния его отказа на безопасность и регулярность обеспечения полетов, зависимости безотказности от наработки, эксплуатационной технологичности, прежде всего контролепригодности изделия, технической возможности и эко-
номической целесообразности применения той или иной стратегии.
Принципиально выделяются две основные стратегии технической эксплуатации КТС (Рисунок 1):
- стратегия технической эксплуатации по ресурсу (программное управление по разомкнутому циклу);
- стратегия технической эксплуатации по состоянию (управление по замкнутому циклу с обратной связью по информации о состоянии техники).
Методы, применяемые для анализа проблем технической эксплуатации, связаны с принятием решения при наличии недостаточно достоверных данных.
Рисунок 1. Основные стратегии технической эксплуатации КТС
Предполагается, что рассматриваемые образцы КТС во время эксплуатации находятся в одном из нескольких состояний, причем два крайних состояния будут «исправное» и «неработоспособное». Между ними расположен ряд промежуточных состояний, которые отражают различную степень ухудшения характеристик. Переход от состояния к состоянию является вероятностным, закон которого может быть полностью известен, частично известен или полностью неизвестен тому, кто должен принять решение.
Необслуживаемаятехникастохастиче-ски переходит от состояния к состоянию естественным путем без сдерживающих условий, пока не достигнет состояния отказа. Однако можно регулировать поведение техники путем выбора определенных мер в каждый момент принятия решения. К этим мерам относятся:
- осмотр техники;
- профилактические работы;
- различные виды ремонта;
-замена узлов и деталей;
- другие меры, которые ведут к восстановлению техники.
Если оборудование состоит из нескольких частей, то по каждой части должны быть приняты определенные меры, причем выбор мер для одной части может зависеть от состояния одной или нескольких других частей. Последовательность мер, выбираемых тем, кто принимает решение, отражает систему технической эксплуатации. Качество системы можно измерить затратами, путем определения стоимости техники в каждом состоянии и стоимости выполнения каждого вида работ.
При стратегии ТО по наработке перечень и периодичность выполнения операций определяются значением наработки изделия с начала эксплуатации или после капитального (среднего) ремонта. При такой стратегии система
правил управления состоянием КТС формируется заранее на основе априорной информацииоб эксплуатационных свойствах парка КТС. Из информации о текущем состоянии используются только сведения об отказах, а концепция управления исходит из предположения, что любой объект может иметь только два определенных состояния: отказ или выработку назначенного ресурса.
Объем и периодичность операций строго регламентирован и не зависит от фактического состояния техники. Необходимый уровень надежности КТС достигается за счет периодического обновления элементов эксплуатируемых изделий и обновления образцов КТС. При этом увеличиваются расходы на ТЭ. Она основывается на проведении определенного фиксированного объема работ через установленные промежутки времени: календарные или по наработке. Стратегия технической эксплуатации по наработке организуется на основе принципа безопасного срока службы, исходя из которого для изделия назначается ресурс, в течение которого с заданной вероятностью не имелось бы ни одного отказа. Основанием для назначения ресурса являются:
- опыт эксплуатации;
- результаты испытаний аналогичных изделий.
По истечении установленного ресурса изделие подлежит замене независимо от его состояния.
По всей видимости эта стратегия эксплуатации будет иметь право на жизнь еще долгое время, так как в КТС есть ряд изделий, которые быстрее и экономичнее заменить, чем установить степень их износа на основе сложного, дорогостоящего, а иногда и не совсем надежного контроля.
Первоначальный регламент технической эксплуатации при стратегии по на-
работке разрабатывается в процессе создания КТС специалистами предприятий промышленности, причем при его разработке учитывают две группы факторов.
Первая группа содержит обобщенные материалы по опыту эксплуатации аналогичных типов КТС (перечень работ, периодичность их выполнения, перечень и характер неисправностей по системам, интенсивность их появления).
Вторая группа отражает индивидуальные, специфические особенности конкретного изделия (особенности конструкции, предполагаемые условия эксплуатации, результаты стендовых и лабораторных испытаний и т. п.).
При определении оптимальной периодичности обслуживания могут использоваться различные критерии. В общем случае оптимальным критерием для регламента является такой, который обеспечивает максимальную надежность работы объекта в межрегламентный период при минимальном значении трудозатрат на ТО. Эту стратегию целесообразно применять для изделий, имеющих тенденцию к существенному росту интенсивности отказов после определенной наработки, при незначительном разбросе значений наработок до отказа преимущественно для тех изделий КТС, отказы которых влияют на безопасность полетов. Она применяется также как вынужденная мера при невозможности применения стратегии ТО по состоянию из-за отсутствия методов и (или) средств диагностирования или экономической целесообразности.
Система алгоритмов стратегии ТО по состоянию формируется при условии получения текущей информации о действительном состоянии каждого образца КТС. При этом учитываются также и априорные данные об эксплуатационных свойствах.
Реализация эксплуатации по состоя-
нию обязательно требует непрерывного или дискретного контроля и анализа состояния КТС. Все виды работ: контроль состояния, замены, ремонт - производятся в срок и в объемах, которые устанавливаются в результате решения по данным текущего контроля состояния.
Предельное (предотказовое) состояние также устанавливается на основе знания текущей информации об объекте. В этом случае объекты эксплуатируются без ограничения межремонтного ресурса с проведением непрерывного или периодического контроля ТС каждого объекта в процессе эксплуатации. Достижение установленного в эксплуатационной документации для каждого типа объектов предотказового значения, определяющего ТС параметра (совокупности параметров), означает неисправное состояние объекта и указывает на необходимость проведения работ по его восстановлению. Периодичность контроля ТС при ТО устанавливается в эксплуатационной документации и может быть постоянной для парка однотипных изделий КТС или зависеть от результатов предыдущего контроля и прогнозирования ТС каждого объекта.
Такая стратегия наиболее подходит для объектов, обладающих достаточным уровнем контролепригодности, а наработка до отказа которых имеет существенный разброс2. Стратегия ТО по состоянию в настоящее время более актуальна при внедрении в систему технической эксплуатации. Это связано, прежде всего, с тем, что возрастание объема контролируемых параметров из-за увеличения числа выполняемых функций, усложнение связей внутри комплексов приводят к резкому увеличению трудозатрат на ТЭ и к снижению готовности КТС в целом.
Существовавшая до недавнего времени единая жесткая стратегия эксплуатации по наработке не в состоянии
полностью устранить противоречия между возросшим объемом контроля и требованиями руководящих документов по обеспечению готовности КТС к применению. Решающее значение при выборе стратегии ТО применительно к конкретному типу объекта принадлежит целенаправленным исследованиям, позволяющим проводить оптимизацию эксплуатации по тем или иным критериям. Операции ТО или текущего ремонта назначаются при обнаружении предо-тказового или неработоспособного состояния изделия. Соответственно различают две стратегии ТО по состоянию:
- с контролем параметров;
- с контролем уровня надежности.
При применении стратегии ТО с контролем параметров в эксплуатационной документации указывается предотказо-вое значение параметра. При достижении этого значения параметра изделие считается неисправным и требующим регулировки или текущего ремонта. Эта стратегия позволяет обеспечить надежность КТС за счет раннего до наступления отказа обнаружения повреждений (дефектов) и повысить экономическую эффективность эксплуатации путем максимально возможного использования работоспособности каждого изделия.
Основной целью внедрения стратегии ТО по состоянию является сокращение эксплуатационных расходов при обеспечении заданного уровня надежности (Рисунок 2).
При применении стратегии ТО с контролем уровня надежности каждое изделие используется по назначению до отказа, после чего проводятся операции текущего ремонта. Операции ТО по поддержанию надежности назначаются по результатам контроля уровня надежности парка изделий, в том числе и с использованием статистических методов контроля и регулирования каче-
ства продукции, например путем проведения доработок. Надо заметить, что эта стратегия до отказа применяется для таких изделий, отказ которых непосредственного влияния на обеспечение безопасности полетов не оказывает. Она обеспечивает высокую экономическую эффективность эксплуатации КТС за счет полного использования работоспособного состояния каждого изделия.
Внедрение стратегии ТО КТС, учитывающей фактическое техническое состояние эксплуатируемых средств, позволит сократить затраты, связанные с обслуживанием и ремонтом на 2050% 3. Выигрыш может быть получен, если на начало проведения профилактических и восстановительных работ персонал будет располагать достоверными данными о фактическом и прогнозируемом состоянии техники.
Литература
1. Эксплуатация и ремонт авиационной техники: науч.-методич. материалы. - М.: ВВИА имени Н.Е. Жуковского, 1998. - 357с.
2. Совершенствование производственных процессов техобслуживания и ремонта авиатехники: сб. науч. тр. / Т.Г. Анодин - М.: ГосНИИ-ГА, 1998. - 160с.
3. Ильичев, А.В. Эффективность проектируемых элементов сложных систем / А.В. Ильичев, В.Д. Волков, В.А. Грущанский. - М.: Высшая школа, 1982. - 280с.
4. Потапов А.Н., Лебедев В.В. Конфликтно-устойчивая система формирования информационного контента практической подготовки операторов эрготехнических систем // «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.-2011, № 8. - С 8-13.
5. Смирнов Н.Н. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию - М.: Транспорт, 1987. - 272 с.
6. Зырянов Ю.Т. Управление профилактикой в организационно-технических системах: монография. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2005. - 160 с.
Рисунок 2. Условия и требования при выборе стратегии технической эксплуатации КТС по состоянию
