Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(ФГБОУ ВПО ПГУПС)

А. В. ДАВЫДКИН

Методы технической диагностики

Часть I Общие вопросы

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

ПГУПС

2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные понятия и определения 5

2. Общие положения 11

3. Оценка технического состояния объекта 17

3.1 Жизненный цикл объекта 17

Таблица 3.1. Этапы «жизненного цикла» технических объектов 17

3.2 Поддержание надежности объекта при эксплуатации 20

3.3 Качественные и количественные характеристики надежности 22

3.4 Расчет количественных показателей надежности 25

4. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ 36

4.1 Нормальное распределение. 38

4.2 Экспоненциальное распределение 42

4.3 Распределение Вейбулла 45

4.3 Распределение Вейбулла 49

4.5 Распределение Пуассона 51

4.6 Расчет показателей с учетом резервирования 52

5 Стратегии и системы обеспечения надежности 55

5.1 Общие положения 55

5.2 Метод структурных схем 55

5.3 Метод логических схем 59

5.4 Схемно-функциональный метод 62

Введение

Техническая диагностика является областью науки о распознавании состояний технических объектов. Эта задача возникает как при производстве продукции на заводах, так и затем при их эксплуатации. При выпуске изделия на производстве необходимо убедиться в его исправности. Это означает, что технический объект должен удовлетворять всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Если какое-то требование не выполняется, то изделие признается неисправным и появляется вопрос о степени соответствия объекта к использованию по назначению, то есть об уровне качества технического объекта.

В процессе эксплуатации продукции необходимо контролировать ее способность выполнять заданные функции в определенных условиях (работоспособность). При возникновении отказов объект теряет способность выполнения своих основных функций. В этом случае требуется зафиксировать факт отказа, определить места его возникновения и осуществить замену неисправного элемента или блока.

В процессе эксплуатации возникают также проблемы предсказания состояния объекта в будущем (проблема прогноза) и определения состояния объекта в прошлом (проблема генезиса). В первом случае за счет фиксации предотказных состояний прогнозируется возможность отказа объекта, и осуществляются мероприятия по его предотвращению. Определение состояния объекта в прошлом требуется при анализе надежности и качества эксплуатации объекта, при сборе статистических данных, а также при разборе возникших инцидентов и происшествий.

В различных разделах технической диагностики разрабатываются:

• диагностические модели объектов и модели неисправностей;

• методы построения проверяющих и диагностических тестов;

• алгоритмы диагностирования;

• технические средства диагностирования;

• структуры контролепригодных объектов;

• способы автоматизации процессов диагностирования;

• методы обработки диагностической информации;

• методы оценки полноты и эффективности тестирования.

При эксплуатации технических устройств железнодорожного транспорта решение проблем технического диагностирования имеет первостепенное значение, поскольку эти устройства являются обслуживаемыми и восстанавливаемыми. При их отказах может произойти задержка поездов и, в худшем случае, нарушение безопасности движении.

Перед эксплуатационным и обслуживающим персоналом стоят задачи контроля и поддержания исправного состояния устройств, а в случае возникновения отказов - быстрого их обнаружения и устранения. Решение этих задач усложняют особенности эксплуатации таких устройств:

• непрерывный характер работы;

• длительный срок службы (15…20 лет);

• широкое распространение по всей стране;

• сложные климатические, динамические и электромагнитные условия работы.

Таким образом, техническое диагностирование является важной составляющей в обеспечении надежности сложных технических устройств.

В данном пособии рассмотрены основные понятия технической диагностики и модели неисправностей. Изложены методы определения количественных показателей надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых объектов. Рассмотрены основные способы функционального и тестового диагностирования сложных систем.

Учебное пособие предназначено для студентов и бакалавров по специальности (профилю) «Приборы и методы контроля качества и диагностики».