I.6. Цели и задачи технической диагностики. Основные понятия, термины и определения диагностики.

Основные понятия, термины и определения диагностики.

В соответствии с ГОСТом 20911-75 "Техническая диагностика. Основные термины и определения" - технической диагностикой называется отрасль зна­ний, исследующая техническое состояние объектов диагностирования, их про­явления, разрабатывающая методы определения технического состояния, а так­же принципы построения и организацию использования систем диагностирова­ния.

Это определение базируется на понятии техническое состояние - как сово­купность подверженных изменению свойств объекта, которое в каждый мо­мент времени характеризуется признаками, установленными в технической документации на объект.

Различают следующие пары видов технического состояния: исправность и неисправность, работоспособность и неработоспособность, правильное функ­ционирование и неправильное функционирование.

Под контролем технического состояния понимается процесс определения вида технического состояния объекта.

Техническим диагностированием называется процесс определения техниче­ского состояния объекта с определенной точностью.

Результатом диагностирования является заключение о техническом со­стоянии объекта с указанием места, вида и причины возникновения выявленно­го дефекта.

Дефектом называют каждое отдельное несоответствие объекта уста­новленным требованиям.

Далее под "дефектом" будем понимать отказавший элемент аппаратуры или ошибку в программном обеспечении приводящие к отказу объекта.

При этом, отказом называется событие, состоящее в переходе объекта в неработоспособное состояние вследствие неуправляемого изменения физико-химических свойств деталей технического объекта.

Состояние объекта, при котором одна или более деталей вышли из строя, именуется неисправностью.

Техническая диагностика изучает состояние любых технических объектов, которые называют объектами диагностирования (ОД). Объектом технического диагностирования или просто объектом диаг­ностирования может являться любое промышленное изделие, его составные части или заготовка, техническое состояние которых подлежит определению.

В качестве объектов диагностирования будут рассматриваться различные ра­диоэлектронные средства, их составные части и вспомогательные устройства, приборы, машины и механизмы.

Различают непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) объекты диагностирования.

Для непрерывных объектов применяются, как правило, функциональное ди­агностирование, т.е. диагностирование, осуществляемое во время функциони­рования объекта диагностирования, на который поступают только рабочие воз­действия. Для дискретных ОД напротив характерно тестовое диагностирование, при котором на объекте подаются специальные, так называемые, тестовые воз­действия. Тестовые воздействия и последовательность их выполнения, называ­ются тестом.

Явления, происходящие в объекте диагностирования, проявляются во многих точках в форме закономерных изменений или постоянства тока, напряжения, электромагнитного или другого физического поля. Такие явления называют ди­агностическими параметрами.

Диагностические параметры привязаны к определенным точкам, в которых существует возможность произвести измерения характеристик процессов дей­ствия.

Техническое диагностирование осуществляется в рамках системы техниче­ского диагностирования, под которой понимают совокупность средств и объекта (и при необходимости исполнителей), подготовленная к диагностиро­ванию или осуществляющая по его правилам, установленным в нормативно-технической документации.

В качестве средств диагностирования используются стандартные измери­тельные приборы. Средства диагностирования по отношению к ОД могут быть встроенными или внешними. В зависимости от предназначения для однотипных или разнотипных объектов диагностирования различают специализированные или универсальные средства технического диагностирования. Кроме того, сред­ства диагностирования могут быть аппаратурными или программными. Про­граммные средства представляют собой специальные диагностические про­граммы, записанные на некотором машинно-ориентированном или машинно-независимом носителе.

Важным понятием технической диагностики является «глубина диаг­ностирования^» (глубина поиска дефекта) - это характеристика поиска де­фектов (диагностирования), задаваемая указанием тех составных частей ОД, с точностью до которых определяется место дефекта.

Принято аппаратуру связи и АСУ диагностировать (отыскивать дефект) с глубиной до:

корпуса микросхем (радиоэлектронные изделия - РЭИ);

типового элемента замены (ТЭЗ);

съемного блока;

шкафа или упаковки и т.д.

Техническая диагностика тесно связана с понятием ремонтопригодности. В соответствии с нормативно-технической документацией ремонтопригодность есть свойство объекта, заключающееся в приспособленности к обнаружению и предупреждению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию (восстановлению) работоспособного состояния путем проведения техническо­го обслуживания и ремонтов.

Основной количественный показатель ремонтопригодности есть среднее время восстановления работоспособного состояния технического объекта, кото­рое определяется как математическое ожидание времени восстановления (Те) и зависит в основном от двух составляющих:

Тв = Тд + Ту,

где, Тд - среднее время диагностирования;

Ту - время устранения неисправности (т.е. восстановительные и регули­ровочные операции).

Статистика показывает, что при неупорядоченном поиске неисправностей эта операция занимает до 80% общего времени восстановления даже при вы­полнении квалифицированными специалистами.

Цели изучения дисциплины состоят в изучении современных методов техни­ческой диагностики, разработанных на основе теории множеств, теории графов, задач дискретного поиска, теории вероятностей и накопленного опы­та действующих методик диагностирования для широкого класса объектов с непрерывным и дискретным преобразованием информации и энергии, а также приобретении навыков логического анализа типовых функциональных узлов средств связи при возникновении в них одиночных и множественных неисправ­ностей.

Понятие "диагностика" в переводе с греческого языка означает распознание. Диагностика занимается распознаванием состояния объекта. В медицине таким объектом является человек, а в технике - техническое устройство.

Техническая диагностика решает три взаимосвязанные задачи:

1. Проверка работоспособности объекта диагностирования (в нашем пони­мании средства связи). В результате решения этой задачи происходит переход либо к применению средства связи по прямому назначению, либо к дальнейшему анализу состояния.

2. Поиск неисправных (дефектных) элементов в объекте диагностирования. При решении второй задачи должна быть выяснена первичная причина отказа или найдены дефектные или поврежденные элементы.

3. Прогнозирование состояния объекта диагностирования на некоторое время в будущее, если заранее известно, что некоторые характеристики объ­екта постоянно меняются, могут сильно ухудшиться и аппаратура не смо­жет выполнить свои функции.

Все три задачи технической диагностики связаны с определением состояния средств связи и АСУ как объектов диагностирования.

Решение первой задачи начинается с момента включения. Оно во многих случаях заключается в последовательном вводе в действие различных участков аппаратуры. На каждом шаге включения в обязательном порядке производится проверка работоспособности включенного участка аппаратуры. При положи­тельном результате этой проверки включается следующий участок и делается проверка его работоспособности. Если на всех шагах или этапах включения ре­зультаты проверки работоспособности оказались положительными, то аппара­тура считается исправной или работоспособной и может применяться по пря­мому назначению.

Если, хотя бы на одном этапе результат проверки работоспособности отлича­ется от заданного, то следует считать, что аппаратура находится в одном из не­исправных состояний. В этом случае, необходимо перейти к решению второй задачи технической диагностики - к поиску неисправности посредством съема и проверок параметров с различных контрольных точек объекта.

Оценка и сопоставление результатов этих проверок приводит к пос­тепенному сокращению числа различных предположений о причине отказа и выделению отказавшей детали или цепи. Эта задача решается относительно легко для техники, содержащей небольшое число деталей и малое число связей между ними. По мере возрастания объема объекта диагностирования увеличи­ваются трудности поиска и требуется разработка специальных процедур поиска неисправностей.

Целями поиска являются простейшие детали или сборки (типовые элементы замены), на входах которых имеются все необходимые сигналы и напряжения (или другие физические энергетические воздействия), а их выходные параметры отличаются от номинала.

Если выходной параметр детали или типового элемента замены отклонился от номинала и вышел за пределы поля допуска, то эта деталь или блок считают­ся отказавшими. Они подлежат восстановлению или замене.

В некоторых ситуациях, а именно, - когда обнаруживаются изменения пара­метров действующих средств связи, но оно происходит медленно, - бывает це­лесообразно перейти к совместному решению второй и третьей задач диагно­стики. При этом проводится поиск причины изменения параметра и оценка сро­ка, в течении которого аппаратура еще будет выполнять свои функции без вос­становительных операций. Последнее обстоятельство играет определенную роль при работе средств связи в составе объекта, выполняющего специфические задачи в течение заданного времени. Необходимо знать, как долго можно рас­считывать на работу данного средства связи до отказа.

Решение третьей задачи осуществляется в два этапа:

поиск и обнаружение деталей (типовых элементов замены), параметры ко­торых отклонились от нормы, но еще не перешли границы поля допуска;

непрерывное или периодическое наблюдение за действием выделенных эле­ментов в целях установления скорости изменения их параметров и моментов выхода за пределы поля допуска.

Эта задача решается в целях заблаговременного установления фактов откло­нения параметров от норм и воздействия на аппаратуру (для компенсации ухода параметров) путем регулировки или ремонта деталей.

Таким образом, техническая диагностика позволяет не только локализовать неисправность, но и прогнозировать состояние объекта диагностирования на некоторое время вперед.