8.7.1 Основи теорії технічного контролю

Загальні поняття контролю

Контроль, як і вимірювання, є базовою процедурою експериментальної інформатики, і визначається як відображення відповідності між станом об’єкта і нормою відповідним висновком (справний/несправний, годний/негодний, придатний/непридатний).

Найбільш суттєвою відзнакою контролю є те, що він здійснюється при номінальних значеннях параметрів умов. Номінальним умовам відповідає номінальне значення параметра об’єкта, тобто параметра деякого гіпотетичного ідеального об'єкта (моделі), стосовно якого й установлюються норми – граничні припустимі значення відхилення параметра від його номінального значення. Саме тому такі умови контролю називають номінальними.

Метою контролю є встановлення відхилень можливих характеристик властивостей об'єкта (параметрів) стосовно заданих граничних значень (норм) цих властивостей.

Спостережувані відхилення контрольованих характеристик властивостей об'єкта від норми можуть бути викликані двома причинами:

– непридатністю самого об'єкта і/чи його окремих елементів при номінальних умовах контролю;

– відхиленням заданих умов контролю від номінальних, а саме, режиму роботи об'єкта і/чи параметрів умов, у яких він контролюється.

Відповідно до викладеного, можна сформулювати наступні задачі контролю:

– виявлення непридатних для виконання передбачуваних функцій об'єктів при дотриманні номінальних умов контролю (пасивний контроль);

– підтримка умов контролю, у яких перебуває об'єкт, у заданих межах відповідно до норми на контрольований параметр – (активний контроль).

Першій з розв'язуваних задач відповідає термін inspection. Якщо ж термін «контроль» витлумачувати, виходячи з англійського слова соntrol, що в перекладі з англійської означає «керування», то можна прийти до висновку, що розглянута процедура є частиною циклу керування виробничо-технологічним процесом. У цьому випадку контроль призначений для виявлення відхилень значень параметрів технологічного процесу, у тому числі завдання й підтримки параметрів режиму роботи об'єкта, які є причиною виходу контрольованого параметра об'єкта за межі припустимих значень. Судження, вироблюване при контролі, надалі використовується для керування параметрами технологічного процесу і/чи режимів роботи об'єкта у вигляді зворотного зв'язку для «повернення» параметрів умов контролю до вихідних номінальних значень. Тут контроль відхилення значень параметрів об'єкта від гранично припустимих значень дозволяє виявити відхилення умов контролю від номінальних, передбачуваних технологічним процесом.

Складність систем контролю обумовлюється чисельністю характеристик, що відображають різні їх властивості. Основними характеристиками систем контролю є: ефективність, достовірність, точність, продуктивність контролю, ресурс (загальний час роботи), вартість та обсяг контролю, кількість і характер зондуючих і спостережуваних сигналів, зміст і форма представлення результатів контролю, режим роботи системи контролю, можливість автоматичного регулювання параметрів, джерела живлення, маса і габарити, транспортабельність, кількість і кваліфікація обслуговуючого персоналу.

Ефективність, достовірність, продуктивність, ресурс, вартість та обсяг контролю, а також кількість та кваліфікація обслуговуючого персоналу є основними показниками якості системи контролю.

Ефективність контролю є мірою доцільність застосування контролю, тобто мірою цінності інформації, що видобувається при контролі. Ефективність залежить від продуктивності, ресурсу системи контролю, а також від вартості витрат на створення засобів контролю та його проведення.

Достовірність контролю є ступінь довіри до результатів контролю. В якості показника достовірності контролю використовується ймовірність прийняття правильного рішення за результатами контролю.

Будь-яка система контролю працює з помилками, крім того, контролю піддають тільки частину параметрів об'єкта контролю. Тому отримувана в результаті контролю інформація містить деяку непевність. Достовірність контролю залежить від точності вимірювання та обсягів контролю.

Продуктивність контролю визначається часом, який потрібно затратити на перевірку одного виробу. У цей час входить час підготовки апаратури контролю до роботи, час підготовки об'єкта контролю і, нарешті час проведення контролю.

Вартість контролю оцінюється в грошових одиницях і містить дві складові; одна визначає вартість виробництва системи контролю, а друга вартість всіх витрат на проведення контролю протягом усього часу роботи системи.

Обсяг контролю є дуже важливою технічної характеристикою апаратури, багато в чому визначає основні параметри системи контролю. Обсяг контролю це кількість і перелік параметрів, що підлягають контролю. При визначенні обсягу слід виходити з умови отримання необхідної достовірності контролю і визначеної глибини діагностики об'єкта контролю. Кількість і характер зондуючих і спостережуваних сигналів визначається обсягом контролю та конструкцією об'єкта контролю.

Результати контролю повинні містити рішення про придатності або непридатність об'єкта контролю виконувати свої функції, числові значення показників якості і контрольованих параметрів. Режим роботи системи контролю може бути ручним, напівавтоматичним і автоматичним. У програмі контролю можуть бути передбачені повторні вимірювання ряду параметрів, самоконтроль та інші режими.

Система контролю може мати не тільки функції сенсорів інформації, але й відновлювальні функції. Наприклад, можливе регулювання вимірюваних параметрів, підключення резервних елементів або блоків, тощо.

Джерела живлення, маса, габарити, транспортабельність, кількість і кваліфікація обслуговуючого персоналу є експлуатаційними характеристиками системи контролю. Вибір цих характеристик залежить від схеми організації служби експлуатації взагалі і служби контролю зокрема, від конструкції і цільового призначення об’єктів контролю.

Розглянемо основні поняття, терміни і визначення контролю, встановлені державними стандартами.

Загальні поняття контролю:

Об’єкт контролю – виріб, або його складові частини, які підлягають контролю.

Технічний стан – стан, який характеризується в певний момент часу, за певних умов зовнішнього середовища значенням параметрів, установлених технічною документацією на об’єкт.

Контроль – перевіряння відповідності значень параметрів об’єкта вимогам технічної документації і визначення на цій основі одного із заданих видів технічного стану в даний момент часу.

Система контролю – сукупність засобів, об’єкта та виконавців, необхідна для проведення контролю за правилами, встановленими технічною документацією.

Автоматизована система контролю – система контролю, яка забезпечує проведення контролю без участі оператора.

Контрольований сигнал – сигнал, який надходить до засобу контролю і несе інформацію про технічний стан об’єкта.

Контрольований параметр – параметр об’єкта, використовуваний при його контролі.

Допуск параметра – різниця між верхнім і нижнім гранично допустимими значеннями параметра.

Види контролю:

Безперервний контроль – контроль, за якого надходження інформації про технічний стан об’єкта відбувається безперервно.

Періодичний контроль – контроль, за якого надходження інформації про технічний стан об’єкта відбувається через встановлені інтервали часу.

Контроль функціонування – контроль виконання об’єктом частини чи всіх властивих йому функцій.

Вимірювальний контроль – контроль, який установлює факт перебування дійсного значення параметра відносно його гранично допустимих значень шляхом вимірювання значення параметра.

Допусковий контроль – контроль, який установлює факт перебування дійсного значення відносно його гранично допустимих значень без вимірювання значення параметра.

Самоконтроль – контроль об’єкта контролю за допомогою вмонтованих засобів контролю чи спеціальних програм.

Види засобів контролю:

Автоматичний засіб контролю – засіб контролю, що функціонує без участі оператора.

Автоматизований засіб контролю – засіб контролю, що функціонує з частковою участю оператора.

Вмонтований засіб контролю – засіб контролю, який є складовою частиною об’єкта.

Зовнішній засіб контролю – засіб контролю, виконаний конструктивно відокремленим від об’єкта.

Бортовий засіб контролю – засіб контролю, який входить до складу бортового устаткування літального (плавального, самохідного чи іншого рухомого) апарата як самостійний виріб.

Наземний засіб контролю – засіб контролю, який входить до складу.

Наземно-бортовий засіб контролю – засіб контролю, що містить бортовий пристрій реєстрації параметрів, а також апаратуру оброблення, відображення та документування, яка входить до складу засобів наземного технічного обслуговування літального (плавального, самохідного чи іншого рухомого) апарата.

Спеціалізований засіб контролю – засіб, призначений для контролю одного об’єкта чи групи однотипних об’єктів.

Універсальний засіб контролю – засіб, призначений для контролю об’єктів різних типів.

Уніфікована апаратура контролю – апаратура, яка входить до складу ряду спеціалізованих і (або) універсальних засобів контролю.

Показники контролю:

Тривалість контролю – інтервал часу, необхідний для проведення контролю об’єкта.

Повнота контролю – характеристика, яка визначає можливість виявлення відмов (несправностей) в об’єкті за умови вибраного методу його контролю.

Достовірність контролю – ступінь об’єктивної відповідності результату контролю дійсному технічному стану об’єкта.

Імовірність невиявленої відмови (несправності) під час контролю – умовна імовірність того, що несправний (непрацездатний) об’єкт у результаті контролю визначається справним (працездатним).

Імовірність хибної відмови (несправності) під час контролю – умовна імовірність того, що справний (працездатний) об’єкт у результаті контролю виявиться несправним (непрацездатним).

Ризик замовника під час контролю – безумовна імовірність того, що несправний (непрацездатний) об’єкт у результаті контролю визнається справним (працездатним).

Ризик виробника під час контролю – безумовна імовірність того, що справний (працездатний) об’єкт у результаті контролю визнається несправним (непрацездатним).

При контролі проводяться вимірювання та оцінювання певних вихідних і додаткових (внутрішніх) параметрів.

Визначення технічного стану об’єкта контролю (ОК) на наступний інтервал часу називається прогнозуванням технічного стану. Метою прогнозування може також бути визначення інтервалу часу, протягом якого зберігається поточний стан ОК.

Концепція контролю, тобто система поглядів, ідей та принципів, що визначають загальну методологію контролю, залежить від задач контролю. Основними задачами контролю можуть бути:

- отримання інформації про фактичний стан ОК;

- прийняття рішення про придатність чи непридатність конкретної системи для виконання певних функцій;

- у випадку прийняття рішення про непридатність системи, що контролюється – здійснення діагностування несправностей;

- отримання вихідних даних для аналізу впливу умов експлуатації, конструкції, схемних рішень і технології виробництва на якість функціонування ОК.