По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.791

Идентификация отказов с использованием структурно-функционального подхода к условиям цифровизации

Сидоров В. А. д-р техн. наук, профессор, Донецкий национальный технический университет, Донецк, e-mail: sidorov_va58@mail.ru
Сидоров А. В. инженер, Донецкий национальный технический университет, Донецк, e-mail: avsydorov@eam.su
Ошовская Е. В. канд. техн. наук, доцент, Донецкий национальный технический университет, Донецк, e-mail: evo2008@bk.ru
Шамрай Ю. А. аспирант, Донецкий национальный технический университет, Донецк, e-mail: joukserin@gmail.com

Одним из основополагающих компонентов в системах технического обслуживания и ремонта оборудования, реализующих современные рискориентированные стратегии, выступает информация. Эффективность принимаемых решений определяется не только объемом, но и качеством информационных данных. В статье сформулированы и обоснованы требования, предъявляемые к собираемой информации о техническом состоянии оборудования и данным для анализа его отказов, с учетом современных возможностей и условий всеобщей цифровизации. Показана роль математического моделирования при формировании данных о функциональных параметрах машины, изложены основные этапы построения и представлен комплекс разработанных математических моделей холодильника. Рассмотрены методы анализа отказов оборудования, приведены их характеристики, указаны области и особенности применения. Описан алгоритм анализа событий, связанных с работоспособностью оборудования, по записям в агрегатном журнале. Предлагаемые подходы продемонстрированы на примере холодильника с шагающими балками и гидравлическим приводом, являющегося составной частью технологической линии МНЛЗ и имеющего наиболее характерные признаки металлургического оборудования, что позволяет решение задачи о сборе и обработке информации о техническом состоянии холодильника МНЛЗ использовать как типовое.

Литература:

1. Липкин Е. ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии — ключевой элемент в промышленной конкуренции. — М.: ООО «Остек-СМТ», 2017. — 224 с. ISBN 978-5-9907248-2-2

2. Шваб К. Четвертая промышленная революция. — М.: Эксмо, 2016 — (Top Business Awards). — 138 с. ISBN 978-5-699-90556-0

3. Четвертая промышленная революция. Эл. ресурс. URL: https://seekingalpha.com (дата обращения: 04.05.2021).

4. The wall street journal. Эл. ресурс. URL: https://www.wsj.com/ (дата обращения: 04.05.2021).

5. Четвертая промышленная революция. Эл. ресурс. URL: https://play.google.com (дата обращения: 04.05.2021).

6. MAINTWORLD magazine for maintenance & asset management professionals. Эл. ресурс. URL: https://www.maintworld.com (дата обращения: 04.05.2021).

7. Поспеев Л. Способ оптимизации затрат на обслуживание оборудования при помощи кластерного анализа записей в журнале обслуживания. Reliability Engineering & System Safety. / November 01, 2020. https://telegra. ph/teeninduse-kuulusid-optimeerimine-10–31.

8. Логов А. Б. Математические модели диагностики уникальных объектов / А.Б. Логов, Р.Ю. Замараев. — Новосибирск: изд-во СО РАН, 1999. — 228 с.

9. Савельев А. Н., Козлов С. В., Анисимов Д. О. Особенности формирования динамических моделей многодвигательных гидроприводов холодильников МНЛЗ // Научный журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета». — 2016. — № 2 (16). — С. 28–31.

10. Герцбах И. Б., Кордонский Х. Б. Модели отказов / Под ред. Б. В. Гнеденко. — М.: Советское радио, 1966. — 166 с.

11. ГОСТ 27.002–89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

12. ГОСТ 27.301–95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения.

13. ГОСТ 27.310–95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. Сб. ГОСТов. — М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.

14. ГОСТ Р ИСО 7870‑2‑2015. Статистические методы. Контрольные карты. Ч. 2. Контрольные карты Шухарта.

Одним из направлений повышения техногенной безопасности в современных условиях является всеобщая цифровизация в рамках стратегии Индустрии 4.0 [1, 2]. Предполагается, что использование сведений о фактическом техническом состоянии оборудования в информационной системе позволит уменьшить уровень энтропии, снизить затраты на текущее обслуживание и обеспечить безотказность его работы. Расширение возможностей гаджетов, а также использование технологий облачных вычислений может быть одним из возможных путей решения вопроса увеличения объема собираемой и обрабатываемой информации.

Business Insider сообщает, что Amazon работает над продуктом для мониторинга технического состояния оборудования, используя машинное обучение для предсказания необходимости технического обслуживания на основе анализа температуры, вибрации и звука [3]. Завод Anheuser-Busch InBev использует интеллектуальные беспроводные датчики для улавливания недоступных для человеческого уха ультразвуковых сигналов, исходящих от конвейерной ленты и двигателей насосов, с целью прогнозирования отказов оборудования и сокращения времени простоя завода. Пилотный проект был запущен летом 2018 г., а в сентябре 2020 г. Siemens сделала технологию доступной в качестве приложения для смартфона [4].

Компания Siemens предлагает техническое решение для мониторинга электродвигателей — инженер-диагност устанавливает на смартфон специальное приложение [5] и записывает в нем аудиосигнал от работающего двигателя. Первый из записанных аудиосигналов приложение использует в качестве эталона для анализа и оценки того, насколько последующие записи отличаются от эталонного. Если отличие велико, приложение уведомит пользователя. На основании записанных в приложении сигналов можно строить тренды изменения состояния двигателя.

Полученную информацию планируется использовать в рамках реализации стратегий оправданного риска, упреждающего обслуживания, обслуживания по состоянию и др. [6]. Для оптимизации расходов на обслуживание предлагается использовать данные, получаемые из записей в журнале обслуживания, обработанные при помощи кластерного анализа [7]. Примеры использования гаджетов для получения данных о состоянии оборудования показаны на рис. 1.

Для Цитирования:
Сидоров В. А., Сидоров А. В., Ошовская Е. В., Шамрай Ю. А., Идентификация отказов с использованием структурно-функционального подхода к условиям цифровизации. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2024;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: