3. Изменение интенсивности отказов при ремонтном и профилактическом воздействии
В условиях эксплуатации важнейшим способом снижения количества отказов и соответственно их интенсивности является профилактика. Профилактика обычно заключается в регулировке, замене деталей или выполнении ремонта до момента возникновения отказа.
Профилактическое воздействие предотвращает возникновение отказа, поэтому уровень, на котором стабилизируется параметр потока отказов при выполнении профилактического обслуживания, лежит гораздо ниже уровня параметра потока отказов без профилактики.
Рис. 23. Интенсивность отказов при ремонтном и профилактическом воздействии
При достаточно жестких режимах профилактического обслуживания можно добиться сколь угодно значительного снижения параметра и интенсивности отказов, но не ниже интенсивности внезапных отказов (рис. 23). Параметр потока отказовс «идеальным» ремонтом (при полном восстановлении работоспособности) разделяет возможные уровни стабилизации параметра на две зоны. Выше уровня интенсивности с «идеальным» ремонтом находятся уровни интенсивности при использовании только ремонтного обслуживания, т. е. такого обслуживания, когда восстановление работоспособности производится только при возникновении отказа. Ниже уровня интенсивности с «идеальным» ремонтом расположены уровни стабилизации интенсивности при использовании обслуживания, которое принудительно восстанавливает работоспособность системы до моментов возникновения отказа и которое мы назвали профилактическим.
Лекция№11 Применение методов теории информации при проведении диагностики
1.Энтропия как мера непределенности состояния системы
2.Определение энтропии диагностического объекта
Мы рассматривали систему, состоящую из равнопрочных элементов. В действительности же прочность и износостойкость различных элементов различна. В силу этого процесс износа и старения будет не стационарным, а интенсивность отказов стабилизируется очень быстро и на довольно высоком уровне.
В зависимости от поведения параметра потока отказов λ(l) можно различать по крайней мере три этапа эксплуатации агрегатов автомобиля (рис. 24): начальный с минимальным уровнем параметра потока отказов (I); установившийся режим (II) с некоторым фиксированным уровнем параметра потока отказов; переходной этап с возрастающим параметром потока (III). В соответствии с этими закономерностями следует строить методы профилактического обслуживания автомобилей.
.
Одним из методов профилактического обслуживания является диагностика технического состояния объекта.
Автомобиль в процессе эксплуатации может находиться в различных технических состояниях, которые в большинстве случаев заранее неизвестны, в силу чего ему как физической системе присуща некоторая степень неопределенности.
Диагностический процесс — это получение информации о техническом состоянии системы, т. е. процесс, уменьшающий неопределенность системы. Поэтому при исследовании и оптимизации диагностического процесса целесообразно использовать методы теории информации.
Мерой неопределенности состояния системы в теории информации служит энтропия, которая определяется как сумма произведений вероятностей различных состояний системы на логарифмы этих состоянии, взятых с обратным знаком:
где т — число вероятных состояний системы; Рi — вероятность того, что система примет i – e техническое состояние.
Энтропию измеряют в двоичных единицах (битах). Бит — это неопределенность состояния простейшей системы (m = 2), имеющей два равновозможных состояния.
Энтропия состояния системы обладает рядом свойств оправдывающих ее выбор в качестве характеристики меры неопределенности:
Так, энтропия обращается в нуль, когда одно из состояний системы достоверно, а все другие невозможны.
Энтропия состояния системы с конечным множеством состояний максимальна, когда эти состояния равновероятны.
Чем больше неопределенность системы, тем больше ее энтропия.
П
еречисленные
свойства энтропии позволяют применять
ее в качестве интегрального критерия
неопределенности состояния объекта.
Энтропия определяет
то минимальное число вопросов, которое
нужно «задать» данной системе (автомобилю),
чтобы получить однозначный ответ «да»
или «нет» о состоянии системы (есть
неисправность, нет неисправности).
Например, если в данном агрегате или механизме все состояния одинаково вероятны, энтропия будет равна двум битам при четырех состояниях системы, трем битам — при восьми, четырем битам — при шестнадцати, пяти битам — при тридцати двух и т. д.
Между энтропией системы и функцией надежности существует определенная связь. В любой заданный момент времени, соответствующий пробегу автомобиля l , функция надежности P(l) характеризует вероятность исправного технического состояния контролируемой системы. Если предположить, что вероятность безотказной работы системы равна Р (l), вероятность появления неисправности соответствует 1 — Р (l). Таким образом, для двух возможных технических состояний системы можно определить энтропию системы, принимая Р1 = Р(l) для исправной системы и Р2 = 1 — Р (l) для неисправной. В этом случае т = 2, поэтому энтропия системы
Последняя формула устанавливает связь между функцией надежности системы при m = 2 и ее энтропией. Если в системе имеется n подсистем с m = 2, тогда
При получении информации о состоянии системы в процессе диагностирования неопределенность ее состояния уменьшается. Чем больше получено информации, тем меньше ее энтропия. Следовательно, если до получения информации энтропия системы равна Э, а после получения необходимой информации техническое состояние полностью определилось и энтропия Э = О, то при этом количество полученной информации I численно равно ее энтропии:
Таким образом, процесс получения информации является одновременно процессом уменьшения энтропии состояния системы. Только там, где есть неопределенность, может быть получена информация.
Под информацией понимаются те сведения, которые нам неизвестны. Информация — «негатив энтропии». Энтропия и информация характеризуют противоположные качества изучаемой системы. Чем больше получено информации, тем больше порядка, например, в определении технического состояния машин.