Наведено аналіз сучасного стану теорії і практики систем контролю технічного стану складних технічних систем. Отримані результати сприяли виявленню протиріч в їх розвитку в умовах науково-технічної революції і дозволили визначити напрямки вдосконалення апаратури контролю технічного стану складних технічних систем.

Анотація наукової статті за медичними технологіями, автор наукової роботи - Туке Д.Л., Зайцев Р.В..


Analysis of the state and directions of development of systems of control of technical condition of complex technical systems

The analysis of the current state of the theory and practice of systems for monitoring the technical condition of complex technical systems is given. The results obtained helped to identify inconsistencies in their development in the conditions of the scientific and technological revolution and made it possible to determine directions for improving the equipment for monitoring the technical condition of complex technical systems.


Область наук:
  • Медичні технології
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал
    Бюлетень інноваційних технологій
    Наукова стаття на тему 'Аналіз стану і напрямки розвитку систем контролю технічного стану складних технічних систем'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз стану та напрямки розвитку систем контролю технічного стану складних технічних систем»

    ?БІТ 2019 Том 3 № 3 (11) УДК 629.06

    ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    АНАЛІЗ СТАНУ І НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ СИСТЕМ КОНТРОЛЮ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ СКЛАДНИХ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

    Туку Д.Л., Зайцев Р.В..

    Михайлівська військова артилерійська академія

    ANALYSIS OF THE STATE AND DIRECTIONS OF DEVELOPMENT OF SYSTEMS OF CONTROL OF TECHNICAL CONDITION OF COMPLEX TECHNICAL SYSTEMS

    Tukeev D.L., Zaitsev R.V.

    Mikhailovsky Military Artillery Academy

    анотація

    Наведено аналіз сучасного стану теорії і практики систем контролю технічного стану складних технічних систем. Отримані результати сприяли виявленню протиріч в їх розвитку в умовах науково-технічної революції і дозволили визначити напрямки вдосконалення апаратури контролю технічного стану складних технічних систем.

    Ключові слова: параметричний контроль, комплексування, уніфікація,

    ефективність, метод неруйнівного контролю.

    Abstract

    The analysis of the current state of the theory and practice of systems for monitoring the technical condition of complex technical systems is given. The results obtained helped to identify inconsistencies in their development in the conditions of the scientific and technological revolution and made it possible to determine directions for improving the equipment for monitoring the technical condition of complex technical systems.

    Keywords: parametric control, integration, unification, efficiency, non-destructive testing method.

    Сучасний стан науки в таких областях, як інформаційні та нанотех-нології, робототехніка, інтенсивне впровадження автоматизації та комп'ютеризації складних технічних систем (СТС), застосування технологій штучного інтелекту і обробки даних вимагають формування нових поглядів на контроль технічного стану складних технічних систем, що визначило одне із пріоритетних напрямків розвитку промисловості Російської Федерації [1, 2].

    Сутність даних напрямків полягає у всебічній інтеграції програмних засобів і вимірювальних засобів, а також систем забезпечення функціонування складних технічних систем.

    Для реалізації нової концепції, необхідно вносити значні зміни у вигляд складної технічної системи, на основі існуючих особливостей її експлуатації. Ними в даний час є:

    - багатоцільове призначення;

    - завадостійкість до активних і пасивних засобів впливу в умовах індукційних, оптичних і радіоперешкод;

    - взаємодія з іншими системами контролю технічного стану (СКТС);

    - взаємодія з іншими СТС;

    - формування та забезпечення стійкості функціонування каналів зворотного зв'язку;

    - розширення можливостей СКТС за рахунок інтелектуальних технологій;

    - збільшення обчислювальних здібностей програмних засобів за рахунок застосування квантових технологій;

    - збільшенням числа одночасно контрольованих параметрів, і діагностування їх рівня технічного стану;

    Очевидно, що для реалізації перерахованих вище завдань потрібно включення до складу СТС додаткових блоків і модернізація існуючих.

    Зокрема, основними напрямками вдосконалення СКТС є:

    - підвищення точностних характеристик приладів;

    - розробка нових алгоритмів вирішення виконуваних завдань, самоконтролю і корекції в результаті збоїв;

    - розробка проблемно-орієнтованих мікропроцесорів;

    - розробка інтелектуальних керуючих блоків СКТС;

    - розробка нової елементної бази приладів системи управління технічним станом за рахунок застосування перспективних розробок в області мікро- і квантових процесорів і радіоелектроніки;

    - максимальна автоматизація процесів перевірки, зниження масових, габаритних і тимчасових характеристик СКТС.

    Можливості застосування методів неруйнівного контролю істотно знижують ймовірність відмови СТС і збільшують вірогідність одержуваних відомостей.

    Дані методи дозволяють надійно і об'єктивно фіксувати стан елементів конструкції для виявлення всіляких дефектів. Кожен з них має свою область застосування, характерну для даних умов і мети. Різні методи можуть доповнювати один одного, тому в деяких випадках доцільно застосування декількох різних методів для більш достовірного контролю.

    Основні вимоги до апаратури, що використовується для контролю в умовах експлуатації: компактність, можливість її легкого переміщення і надійної установки на контрольованому об'єкті. При оцінці ефективності того чи іншого методу контролю найважливішим параметром є його чутливість, що оцінюється мінімальними розмірами виявляються дефектів. Чутливість необхідно вибирати з таким розрахунком, щоб могли бути надійно виявлені тільки ті відхилення в матеріалі, які роблять його дуже (деталь) непридатними до експлуатації (це повинно бути обумовлено у відповідній нормативно-технічної документації).

    На основі вищесказаного зроблено висновок про те, що СТС нового покоління, а також, відповідно, і їх СКТС по своїй складності будуть значно перевершувати існуючі. Причому зростає не тільки структурна складність, а й інформаційна, яка полягає в збільшенні кількості інформації, що обліковується як при розробці, так і при експлуатації,

    що призводить до підвищення ролі апаратури контролю, розгляді її як унікальної за своїми можливостями, засобів та методів оцінки і прогнозування технічного стану, а також зміни способу застосування СТС. Вона в порівнянні з попередніми реалізаціями матиме цілий ряд дуже важливих специфічних особливостей, до найбільш істотним, з яких можна віднести те, що основним, що виробляються в процесі функціонування СКТС, продуктом є інформація про технічний стан СТС, достовірність якої вимагає об'єктивної оцінки і, при необхідності, підвищення.

    Проведений аналіз дозволяє зробити висновок про те, що з метою вдосконалення СТС ведуться серйозні дослідження по їх модернізації, що призводить до підвищення їх складності, але рівень представленої інформації, і рішення задач існуючої СКТС не відповідає рівню розвитку сучасної техніки і вимагає подальших наукових розробок.

    Зростаючі складність, точність і вартість СТС і обумовлена ​​цим доцільність контролю настійно вимагає підвищення ефективності контролю. У розпорядженні розробника для цього є представницький арсенал засобів по боротьбі з неправдивими і невиявленими відмовами при контролі, а саме:

    - призначення узгоджених допусків на контрольовані параметри і на результат вимірювання;

    - підвищення достовірності контролю за рахунок застосування способу багаторазового контролю з усередненням результатів вимірів, а при наявності збоїв - з обробкою результатів за принципом мажоритарної логіки;

    - поліпшення надежностних характеристик апаратури контролю і об'єкта контролю; застосування способів вбудованого контролю і самоконтролю апаратури;

    - вжиття заходів щодо виключення помилкових і невиявлених відмов, обумовлених виробничими або експлуатаційними причинами.

    Кожне з цих коштів, крім позитивного ефекту, пов'язаного з підвищенням різних складових достовірності контролю, несе і негативну компоненту. Так, ускладнення структури системи веде до її подорожчання, а збільшен-

    БІТ 2019 Том 3 № 3 (11)

    ня тривалості циклу контролю - до зниження ефективності і конкурентоспроможності.

    По-друге, характерною особливістю аналізу і синтезу системи контролю є наявність цілого ряду невизначених факторів, властивих в тій чи іншій мірі кожному з етапів її життєвого циклу.

    По-третє, оцінка і прогнозування технічного стану СТС повинні здійснюватися на всіх етапах її підготовки та застосування, причому алгоритм контролю на різних етапах її підготовки до застосування може варіюватися.

    По-четверте, наявність ЕОМ в апаратурі контролю дозволяє впровадити в процес контролю принципи гнучких адаптивних структур з елементами самоорганізації і інтелектуалізації, що забезпечують: повне кількісне оцінювання та прогнозування контрольованих параметрів; контроль багатьох типів контрольованих пристроїв; можливість зміни алгоритму контролю за результатами експлуатації; облік важливості контрольованих параметрів при контролі; здатність до навчання апаратури контролю на основі теорії нейронних мереж.

    Існуючий науково-методичний апарат синтезу апаратури контролю працездатності СТС, являє собою набір розрізнених методик для вирішення приватних завдань проектування апаратури на основі однопараметричного методу контролю і потребує серйозного доопрацювання. Ці недоліки частково обумовлені тим, що на практиці проектування СТС і СКТС здійснюють різні організації, а в технічному завданні на проектування СКТС присутні два вимоги -по надійності апаратури контролю і, в кращому випадку, по тривалості циклу контролю.

    Для цього створення універсального науково-методичного апарату аналізу та синтезу СКТС, що відповідають сучасним вимогам, необхідні:

    - адаптація науково-методичного апарату багатопараметричного контролю для сучасних СТС;

    - створення ідеології паралельного проектування СТС і СКТС відповідно;

    ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    - облік можливостей сучасних ЕОМ в оцінюванні достовірності та впровадження перспективних технологій в процес обробки даних.

    Основним фактором, що визначає доцільність вдосконалення і створення перспективних апаратури контролю, є підвищення ефективності застосування СТС в цілому, і досягається комплексним вирішенням наступних завдань:

    - підвищенням ефективності експлуатації СТС, за рахунок оптимізації існуючої СКТС;

    - підвищенням ступеня автоматизації;

    - підвищенням достовірності контролю, за рахунок застосування сучасних СКТС;

    - здійсненням кількісної оцінки ступеня працездатності СТС;

    - впровадженням інтелектуальних технологій в процес контролю і внаслідок чого побудовою інтелектуальних систем контролю.

    Напрямки вдосконалення СКТС визначаються досягнутим рівнем наукових і прикладних дисциплін, а також можливостями промислового комплексу і виражаються наступними концепціями:

    - інтелектуалізації СТС, що базується на розроблених теоріях експертних і нейронних систем;

    - уніфікації систем контролю технічного стану для різних СТС;

    - контролю та управління технічним станом СТС на всіх етапах життєвого циклу.

    Таким чином, вищевикладене дозволяє зробити наступні висновки:

    - існуючі реалізації СКТС не в змозі забезпечити об'єктивний кількісний контроль і прогнозування працездатності СТС, і, відповідно організацію її експлуатації за технічним станом;

    - в аналізованої предметної області має місце суттєве відставання темпів розвитку науково-методичного апарату СКТС від сучасних вимог;

    - комплексування і адаптація наявних напрацювань і технологій дозволить сформувати якісно новий науково-методичний апарат аналізу і синтезу СКТС нового покоління, що відповідають сучасним вимогам.

    Список літератури

    1. Галаєв С.А. Науково-методичне обґрунтування системи оцінювання стану складних

    технічних систем // Подвійні технології. 2018. № 4 (85). С. 64-69.

    2. Колоденкова А.Є. Система методів і моделей контролю і попередження ризикових ситуацій на етапі проектування складних технічних систем // Вісник Самарського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. 2018. № 3 (59). С. 17-27..

    Надійшла до редакції 25.07.2019

    Електронний науково-практичний журнал "Бюлетень інноваційних технологій" (ISSN 2520-2839) є мережевим засобом масової інформації реєстраційний номер Ел № ФС77-73203 з питань публікації в Журналі звертайтесь за адресою Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Відомості про автора:

    Туку Дмитро Леонідович - професор Михайлівській військової артилерійської академії, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


    Ключові слова: Параметричний КОНТРОЛЬ / комплексування / УНІФІКАЦІЯ / ЕФЕКТИВНІСТЬ / Методів неруйнівного контролю / PARAMETRIC CONTROL / INTEGRATION / UNIFICATION / EFFICIENCY / NON-DESTRUCTIVE TESTING METHOD

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити