Технического состояния

Функционирование металлургического оборудования характеризуется объективным процессом изменения его технического состояния и субъективным процессом технической эксплуатации, представляющего собой последовательную во времени смену различных состояний эксплуатации. К ним относятся: использование оборудования по назначению, техническое обслуживание, технический контроль, ремонт, готовность, ожидание попадание в каждое состояние и т.п. Состояния процесса технической эксплуатации назначаются, исходя из возникшего у объекта технического состояния. Взаимосвязь между рассматриваемыми процессами осуществляется посредством стратегий технического обслуживания и ремонта.

Сложный объект эксплуатации характеризуется конечным множеством технических состояний ω_t, изменение которых во времени образует стохастический процесс ω(t). Объединения соответствующих состояний ω_t образуют

подмножества исправных, неисправных, работоспособных и неработоспособных состояний.

В свою очередь, процесс эксплуатации характеризуется конечным множеством своих состояний δ_j, объединения которых образуют подмножества состояний эксплуатации. Состояния δ_j назначаются в некотором соответствии с возникающими состояниями объекта ω_t и процесс технической эксплуатации δ(t) является некоторым отображением процесса ω(t). Таким образом, объект индуцирует состояния эксплуатации. Состояния объекта возникают за счет воздействия на него внешних условий, определяемых выбранными состояниями эксплуатации. С помощью матриц переходов из состояний объекта к состояниям эксплуатации и обратно могут быть установлены необходимые соответствия между процессами ω(t) и δ(t).

Первоначально процесс находится в определенном состоянии эксплуатации δ_j в течение какого-то случайного по продолжительности отрезка времени, распределенного по закону F_j(t). Затем с вероятностью P_jk мгновенно переходит в состояние δ_к. Так как состояния эксплуатации определены через состояния объекта и заданы своими функциями распределения, то изучение законов распределения времени F_j(t) пребывания объектов в состоянии технического обслуживания и ремонта позволяет оценить эффективность режимов ТОиР. Предложенная модель позволяет принять в качестве метода исследования статистический анализ состояний и переходов реального процесса технической эксплуатации.

Переходы по состояниям, определяемые стратегией эксплуатации, образуют процесс «моментов переходов», который принято называть вложенным процессом или вложенной цепью. Статистический анализ технической эксплуатации рекомендуется выполнять по этапам: на первом этапе исследуются состояния процесса, а на втором – вложенная цепь. Если окажется, что вложенная цепь обладает марковскими свойствами, а на состояниях развиваются временные процессы, близкие по структуре к процессам восстановления, то можно констатировать факт полумарковости процесса технической эксплуатации объектов.

Система управления может быть реализована по разомкнутой и замкнутой схемам (рис. 4.1). Разомкнутая схема управления реализует принцип управления по возмущению (входного параметра) X(t), возникающему под действие внешней среды. Она применяется в тех случаях, когда внешние возмущения могут быть измерены и установлена их связь с выходными параметрами Y(t), характеризующими техническое состояние объекта. Например, число теплосмен в холодильнике стенок доменной печи влияет на его техническое состояние, изменяющееся вследствие термоусталостного нагружения. К разомкнутой схеме управления могут быть отнесены традиционные техническое обслуживание и ремонт, основанные на выполнении постоянных объемов профилактических работ через заранее запланированные интервалы календарного времени или наработки. В качестве параметра внешних воздействий здесь используется календарное время или наработка t. взаимодействие между двумя процессами осуществляется незначительно.

Замкнутая схема реализует принцип управления по отклонению регулируемой величины (выходного параметра) Y(t), которая сравнивается с задающим воздействием . В зависимости от наблюдаемого отклонения ε(t) формируется соответствующее управляющее воздействие ε_y(t) на процесс технической эксплуатации, а через него и регулирующее µ_y(t) на объект, которое уменьшает это отклонение. В качестве регулируемой величины могут использоваться показатели надежности, например параметр потока отказов Y(t)=ω(t). При этом устанавливается ощутимая взаимосвязь процессов технической эксплуатации объекта и изменения его технического состояния.

Рис. 4.1 Схема управления процессом технической эксплуатации и техническим состоянием объекта (а – разомкнутая схема, б – замкнутая схема)

ОЭ – объект эксплуатации; ПТЭ – процесс технической эксплуатации; УУ – устройство управления; БП – блок программы технического обслуживания и ремонта объекта.

Наиболее тесное взаимодействие между ними обеспечивает стратегия технического обслуживания и ремонта по состоянию с контролем параметров объекта, определяющих его техническое состояние Y(t)=η(t). Она соответствует замкнутой схеме управления. При заданной программе управления функционирует первый контур схемы, отмеченный штриховыми линиями на рис. 4.1. Для изменения (корректировки) программы используется второй контур, включающий блок управления программой, который по изменяемым значениям выходных параметров объекта Y(t) или входных параметров X(t) и показателей процесса технической эксплуатации Z(t) формирует оператор V(Z,Y) или V(Z,X), обеспечивающий изменение алгоритмов управления.