Передающее устройство систем телеизмерения
онального диагностирования являются, как правило,
встроенными и поэтому разрабатываются и создаются одновременно с объектом.
"Традиционные" подходы к организации диагностического обеспечения не
могут быть успешно применены для объектов высокой сложности, в том числе
для объектов вычислительной тех-
Контролепригодность обеспечивается в результате преобразования
структуры проверяемого объекта к виду, удобному для диагностирования. Для
этого в объект еще на этапе его проектирования вводят дополнительную
аппаратуру — встроенные средства тестового диагностирования.
К встроенным средствам тестового диагностирования можно отнести
дополнительные контрольные точки, дополнительные входы для блокирования
сигналов и задания требуемых значении сигналов, а также специальную
аппаратуру, которая при диагностировании изменяет структуру объекта,
оставляя ее исходной в режиме эксплуатации, генерирует тесты и анализирует
результаты их реализации.
Из-за отсутствия регулярных и экономичных методов повышения контроле-
пригодности объектов на практике широко используются неформальные
рекомендации, облегчающие диагностирование объектов.
7 Техническая диагностика и прогнозирование
Оценивая область, охватываемую технической диагностикой, рассмотрим три
типа задач определения технического состояния объектов.
К первому тину относятся задачи определения технического состояния, в
котором находится объект в настоящий момент времени Это - задачи
диагностирования. Задачи второго типа - предсказание технического
состояния, в котором окажется объект в некоторый будущий момент времени.
Это — задачи прогнозирования. К третьему типу относятся задачи определения
технического состояния, в котором находился объект в некоторый момент
времени в прошлом. По аналогии можно говорить, что это задачи генеза.
Задачи первого типа формально следует отнести к технической
диагностике, а второго типа - к технической прогностике (к техническому
прогнозированию). Тогда отрасль знания, которая должна заниматься решением
задач третьего типа, естественно назвать технической генетикой.
Задачи технической генетики возникают, например, в связи с
расследованием аварий и их причин, когда техническое состояние объекта в
рассматриваемое время отличается от состояния, в котором он был в прошлом,
в результате появления первопричины, вызвавшей аварию. Эти задачи решаются
путем определения возможных или вероятных предыстории, ведущих в настоящее
состояние объекта. К задачам технической прогностики относятся, например,
задачи, связанные с определением срока службы объекта или с назначением
периодичности его профилактических проверок и ремонтов. Эти задачи решаются
путем определения возможных или вероятных эволюции состояния объекта,
начинающихся в настоящий момент времени.
Решение задач прогнозирования весьма важно, в частности, для
организации технического обслуживания объектов по состоянию (вместо
обслуживания по срокам или ста ресурсам). Непосредственное перенесение
методов решения задач диагностирования на задачи прогнозирования невозможно
из-за различия моделей, с которыми приходится работать:
при диагностировании моделью обычно является описание объекта, в то
время как при прогнозировании необходима модель процесса эволюции
технических характеристик объекта во времени. В результате диагностирования
каждый раз определяется не более чем одна "точка" указанного процесса
эволюции для текущего момента (интервала) времени. Тем не менее хорошо
организованное диагностическое обеспечение объекта с хранением всех
предшествующих результатов диагностирования может дать полезную и
объективную информацию, представляющую собой предысторию (динамику)
развития процесса изменения технических характеристик объекта в прошлом,
что может быть использовано для систематической коррекции прогноза и
повышения его достоверности.
В период эксплуатации весьма важным является индивидуальное
прогнозирование технического состояния каждого конкретного экземпляра
объекта, которое позволяет обслуживать объекты по их состоянию. При
индивидуальном прогнозировании априорная информация должна быть
индивидуальной для каждого экземпляра объекта. Если эту информацию получать
в процессе эксплуатации, то она будет учитывать не только конкретные
условия применения данного экземпляра объекта по назначению, условия его
обслуживания, храпения и транспортирования, но также специфические
особенности экземпляра, зависящие, в частности, от конкретных условий
изготовления объекта и его составных частей.
Однако и при таком расчленении трудности разработки практически
эффективных методов прогнозирования для сложных объектов остаются
значительными.
Наиболее простой была бы явная аналитическая модель в которой
отсутствует зависимость будущего технического состояния от случайных помех
и погрешностей. Стремясь к "идеальной" модели, применяют различные способы
математической обработки моделей с целью уменьшения зависимости
окончательных результатов измерения прогнозирующих параметров и прогноза от
случайных функций Y, X и W. Эти способы заключаются главным образом в
сглаживании случайных процессов применением операторов сглаживания, таких,
как опера- ' торы математического ожидания, текущего среднего,
экспоненциального сглаживания, и некоторых других. Для применения
операторов сглаживания необходимо знать характеристики сглаживаемых
случайных процессов, например вероятности появления величин Y, X и W,
интервалов сглаживания и др., что сопряжено с необходимостью получения и
обработки больших объемов априорной информации, что практически далеко не
всегда возможно.
Простейшими критериями Годности могут быть, например, абсолютные
значения или скорости изменения абсолютных значений интенсивностей отказов,
или некоторых (прогнозирующих) параметров.
Конечно, наиболее трудными являются вопросы обоснованного назначения
предельного значения критерия годности, а также выбора прогнозирующих
параметров. Теоретически обоснованные ответы на эти вопросы удается
получить далеко не всегда и только для очень простых объектов. В
большинстве случаев, однако, могут оказаться приемлемыми методы экспертных
оценок.
8 Связь технической диагностики с надежностью и качеством
Качество продукции есть совокупность ее свойств, обусловливающих
пригодность продукции удовлетворять определенные потребности в соответствии
с ее назначением. Среди показателей качества продукции важное место
занимают показатели ее надежности (безотказности, долговечности, сохраняем
ости, ремонтопригодности). Наличие или появление дефектов, что возможно на
любой стадии жизни продукции (объектов), отрицательно сказывается на ее
качестве и надежности.
Физический аспект, являющийся основным для неделимых объектов,
охватывает выбор, совершенствование и создание новых материалов, поиск и
реализацию новых физических принципов работы, новых видов энергии и
способов ее преобразования, задание щадящих условий применения объектов,
совершенствование технологии производства и конструкции и т. п.
Аппаратурный аспект охватывает принципы и методы организации и
использования аппаратурной (материальной) избыточности. Это - мажорирование
(в частности, дублирование и троирование), распределенное резервирование,
статическое и динамическое резервирование, ненагруженный и нагруженный
резерв, и т. п.
Информационный аспект надежности включает в себя принципы и методы
получения и использования избыточной информации, поступающей на объект, а
также передаваемой, перерабатываемой, хранимой и выдаваемой объектом. Это,
например, применение избыточных кодов, исправляющих ошибки, и многократное
(в частности, двукратное) повторение во времени операций передачи и
обработки информации. К информационному аспекту следует отнести также
вопросы, связанные с организацией падежного (в частности, нечувствительного
к ошибкам) матобеспечения вычислительных машин.
Целью мероприятий, выполняемых в рамках физического аспекта надежности,
является создание таких объектов, которые как можно меньше подвержены
появлению в них дефектов как при производстве, так и при их эксплуатации.
Однако избежать возникновения дефектов в более или менее сложных объектах,
особенно при длительной их эксплуатации, нельзя.
Для реализации диагностического обеспечения в общем случае требуется
ввести аппаратурную и информационную избыточность, а также дополнительно
затратить энергию. Поэтому разработчик, желающий иметь хорошее
диагностическое обеспечение для проектируемого объекта, должен сознавать,
что для этого потребуются затраты, которые должны определяться технико-
экономическими соображениями или даже расчетами, но которые начнут
окупаться немедленно -в процессе изготовления объекта и при его наладке. В
первую очередь разработчику надлежит рассмотреть все стадии и этапы жизни
объекта и для каждого такого этапа решить вопрос о необходимости решении
той .или иной задачи диагностирования, выбрать или назначить требуемую
полноту обнаружения и глубину поиска возможных (вероятных, допустимых)
дефектов объекта, За этим должна следовать разработка и создание
соответствующих систем диагностирования.
| |  скачать работу |
Передающее устройство систем телеизмерения |
