5.2. Разработка средств диагностирования
На стадии разработки ТСД можно выделить четыре основных этапа. Каждый этап отражает свойства и характеристики структуры ТСД, соответствующие рассматриваемому этапу и отличается степенью детализации разработки
Первый этап, названный предварительным или начальным, предусматривает обоснование требований к разрабатываемым техническим средствам. Этот этап имеет определяющее значение для всех последующих этапов. Задача разработки на этом этапе решается на основе системного подхода с использованием обобщённых моделей как объекта, так и средств диагностики. На начальном этапе определяется основные закономерности, связывающие параметры процессов, протекающих в объекте диагностирования при его эксплуатации и соответствующими состояниями объекта диагностирования.
На втором этапе разработки определяется основные принципы построения диагностики. Рассматриваются возможные варианты ТСД и их элементов, осуществляется их сравнительная оценка и выбор наиболее эффективных и надёжных.
На третьем этапе осуществляется собственно техническое проектирование, т.е. конструктивная увязка (компоновка) объекта диагностирования и ТСД.
На четвёртом этапе разработанное ТСД проверяется экспериментально в процессе стендовых лабораторных испытаний с целью оценки его технического уровня. Здесь же осуществляется ориентировочная (предварительная) оценка затрат на изготовление и эксплуатацию.
Московский государственный университет приборостроения и информатики
Кафедра КБ 5 Компьютерные системы автоматизации и управления
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой КБ5
_________ (Жуков Д.О.)
«___» _________ 2015 г.
Для студентов 4 курса института КБ
Специальности 220700
Доцент, к.т.н. Панайоти В.А.
ЛЕКЦИЯ № 6
по дисциплине «Диагностика и надежность автоматизированных систем» шифр 34304
ТЕМА: «Мониторинг качества использования инструмента при эксплуатации»
Обсуждена на заседании кафедры
(предметно-методической секции)
«_ _» __________2015 г.
Протокол № _____
МГУПИ – 2015 г.
6. Мониторинг качества использования инструмента при эксплуатации
Организационно-методологическая сторона системы обеспечения качества по всем стадиям жизненного цикла продукции представлена в работе [1]. Согласно принятым положениям качество продукции в целом и ее качество на отдельных стадиях жизненного цикла оценивается на основании данных учетной документации. Это требует наличия дополнительной информации (например, оценок полученных другими методами), позволяющей следить, по крайней мере, за логикой изменения этих показателей.
Такая контрольная оценка на стадии эксплуатации, например для режущего и породоразрушающего инструментов, может быть осуществлена исходя из данных об их состоянии после эксплуатации. Этот показатель называется индекс качества использования инструмента при эксплуатации. Он может использоваться и самостоятельно, при мониторинге качества использования инструмента на стадии эксплуатации.
Мониторинг качества использования инструмента на стадии его эксплуатации может осуществляться в тех случаях, когда необходимы:
- контроль над текущим значением показателя качества эксплуатации инструмента;
- определение необходимости внесения изменений в техпроцесс в случае ухудшения качества эксплуатации инструмента путем сравнения текущего значения показателя качества эксплуатации с минимально допускаемым;
- определение рациональности внедрения в производство тех или иных организационно-технических мероприятий.
Получение данных о состоянии инструмента после эксплуатации осуществляется различными способами:
- путем наблюдений за работой и фиксации состояния инструмента после испытаний в лабораторных условиях;
- путем фиксации состояния инструмента в производственных условиях с наблюдением за его работой;
- путем разбраковки инструмента в сборе (в случае сборного инструмента) в производственных условиях без наблюдений за его работой;
- путем разбраковки списанного инструмента и его элементов без наблюдений за работой инструмента.
Без учета всех этих отличий сравнение результатов оценки недопустимо. То есть, сравнение результатов должно осуществляться в одинаковых условиях и по единой методике.
Наблюдения одновременно за работой и характером отказов инструмента в производственных и тем более в лабораторных условиях необходимы при определении причин отдельных вариантов выхода из строя инструмента. Получение же исходных данных для оценки качества использования инструмента наиболее рационально осуществлять последним методом.
Сбором и анализом этих данных на предприятиях должны заниматься специальные группы надзора за эксплуатацией инструмента [2]. На рис. 7 изображена блок-схема, в которой предлагается определенная последовательность анализа инструмента в рамках работы этих групп.
Анализ состояния инструмента после работы начинают с определения вида отказа в блоке 1. При анализе используется информация имеющаяся в банке данных I. Если анализируемый вид отказа инструмента известен, т.е. информация о нем содержится в банке данных І, то осуществляется дальнейший анализ отказавшего инструмента в блоке 3. Если вид отказа неизвестен, т.е. после сравнения с данными банка І подобного вида не обнаружено, то осуществляется определение этого вида отказа в блоке 2 путем его фиксации и установления его классификационных признаков. После этого осуществляется выяснение определенности причины отказа в блоке 3. Если причина отказа определена при анализе информации о производственной ситуации из блока 21, то далее в блоке 6 идет сравнение полученных причинно-следственных взаимосвязей «вид отказа – причина» с имеющимися в банке данных І. Если причина отказа не может быть определена по имеющейся в блоке 21 информации, то осуществляется ее определение путем наблюдений и исследований в блоке 4. После определения в блоке 5 причины соответствующей виду отказа, полученные данные о взаимосвязи «вид отказа – причина» поступают в блок 6, где производится их сравнение с данными банка І. Если эта взаимосвязь соответствует данным банка I, то информация об этом поступает для учета в блок 9. Если полученная взаимосвязь «вид отказа - причина» не соответствует данным банка I, то информация поступает в блок 7, где осуществляется контрольное наблюдение за работой инструмента, после чего в блоке 8
Состояние инструмента после работы
2.Определение вида отказа (фиксация состояния – фото)
1.Вид
отказа
известен
3.Причина
отказа
определена
4.Наблюдение
за работой
инструмента
I
Виды отказов и их
причины
нет
да
II
Техпроцессы, оборудование, инструмент, материалы, нормативы
нет
6.Причина
соответствует
виду отказа
9.Учет количества отказов по видам
нет
10.Определение индекса качества использования
5.Определение
причины отказа
да
да
3
11.Индекс качества больше допустимого
7
6
5
4
2
1
да
нет
7.Наблюдение
за работой
инструмента
8.Определение соответствия между причиной и видом отказа
8
9
6
2
1
8
4
53
7
14.Определение причины
12.Количествен-ный состав видов отказов соответствует нормативу
III
Статистическая информация об отказах
13.Устранение несоответствия возможно
17.Причину
устранить можно
нет
да
16.Устранение причины и наблюдение за стабильностью технологического процесса и состоянием инструмента
да
15.Суммирование норм расхода. Определение норм запаса
да
20.Определение требований к новому инструменту
19.Причину устранить можно, применив новый инструмент
18.Процесс и состояние инструмента стабильны
да
да
22.Определение требований к новому техпроцессу
21.Информация об изменениях
техпроцесса
нет
нет
Рис.7. Алгоритм накопления и анализа эксплуатационных данных об инструменте
осуществляется уточнение взаимосвязи «вид отказа - причина». В случае соответствия взаимосвязи данным банка I, в данных банка I изменений не производится. Если же взаимосвязь «вид отказа - причина» не соответствует данным банка I, то к данному виду отказа приписывается дополнительно еще одна причина.
Накопившаяся за определенный небольшой промежуток времени информация об отказах из блока 9 поступает для анализа в блок 12 и одновременно в банк данных III– статистической информации об отказах. В блоке 12 осуществляется сравнение информации об отказах из блока 9 с нормативными данными, имеющимися в банке данных II. Если состав видов отказов и их соотношение соответствует нормативам, то информация поступает из блока 12 в блок 15. Если состав отказов не соответствует нормативам, то далее в блоке 13 устанавливается возможность устранения несоответствия на основе информации из блока 21. Если устранение причин возможно, то информация с целью уточнения выводов, получаемых за малый промежуток времени, поступает в блок 10. Здесь осуществляется определение индекса качества использования инструмента за длительный период времени на основании данных имеющихся в банке III. Конкретные критерии, а, следовательно, и формулы для определения индекса качества
использования различных инструментов могут быть существенно различны [3,4]. После оценки индекса использования инструмента информация поступает в блок 11, где осуществляется сравнение полученной оценки с нормативной, имеющейся в банке данных II. Если индекс качества использования больше допустимого, то информация о возможности дальнейшей эксплуатации данного варианта техпроцесса поступает в блок 15. Если величина индекса меньше допустимого, то в блоке 14 осуществляется определение причин выхода его величины за допустимую границу. В блоке 17, на основании информации из блока 21, осуществляется оценка возможности устранения причин данного отклонения. Если его устранить можно, то информация поступает в блок 16, если нет, то в блок 19, где определяется возможность устранения причины путем замены конструкции инструмента. Если это возможно, то в блоке 20 осуществляется определение требований к новой конструкции инструмента на основании информации из блока 21. После определения требований к инструменту информация поступает в блок 16, где осуществляется замена инструмента на новый и получение данных о техпроцессе с его использованием. Далее анализ полученных данных осуществляется в блоке 18.
Если в блоке 19 установлено, что причину несовпадения количественного состава видов отказов с нормативным устранить путем применения нового инструмента невозможно, то информация поступает в блок 22, где на основании информации из блока 21 определяют требования к новому техпроцессу. После определения этих требований информация поступает в блок 16, где осуществляются соответствующие изменения техпроцесса и получение данных о нем путем наблюдений. Далее анализ этих данных осуществляется в блоке 18 и т.д.