65. Перечислите три категории воздействий, под которыми находится объект.

Воздействия, прикладываемые к объекту, можно разделить на три категории: неизменные по величине или характеру, изменяющиеся известным образом, изменяющиеся случайным образом. При этом характер изменения свойств, а соответственно и состояние объекта во времени, может быть описан зависимостью

F(Z,t) A(Z,t) X(Z,t), (10.1) где A(Z, t); X(Z, t) – соответственно детерминированная и случайная составляющие процесса. Если степень влияния второй составляющей в выражении (10.1) незначительна, процесс изменения состояния объекта описывают как детерминированный, в противном случае его необходимо рассматривать как случайный. Выбор того или иного подхода производится по результатам анализа внешних условий и режимов использования объекта. Так, процесс изменения свойств силового трансформатора, установленного в сухом отапливаемом помещении на берегу и работающего в стационарном режиме, можно с большой степенью достоверности описывать как детерминированный. Процесс изменения свойств электропривода судовой грузовой лебедки может рассматриваться только как случайный.

66. Чем определяется достоверность прогноза технического состояния объекта?

Для решения задачи прогнозирования время использования объекта разделяют на два

интервала: 1 T – интервал наблюдения за состоянием объекта (в прошлом и настоящем) и

2 T – интервал, на котором осуществляется прогнозирование (в будущем). Чем больше интервал 1 T , тем больше объем информации о характере процесса изменения состояния объекта и тем достовернее прогноз. Однако увеличение интервала наблюдения приводит к увеличению затрат, связанных с экспериментальными исследованиями и обработкой результатов диагностирования. Достоверность прогноза также зависит от заданного момента времени в области 2 T .

67. Назовите три основных метода решения задачи прогнозирования технического состояния объекта.

Основными методами решения задач прогнозирования являются методы экстраполяции, регрессионного анализа и статистической классификации.

68. В чем состоит метод экстраполяции при решении задачи прогнозирования?

При экстраполяции реализуется принцип переноса на будущее тенденций прошлого.

При этом изменение состояния объекта определяется значениями его детерминированных

или вероятностных характеристик в области наблюдения. Процедура прогнозирования

включает в себя анализ результатов наблюдения, построение аналитических выражений, связывающих результаты наблюдения (интерполяцию), и расчет искомых показателей прогноза с помощью полученных выражений. При этом предполагают, что условия использования объекта в области наблюдения в дальнейшем остаются неизменными или изменяются по известному закону.

69. В чем состоит метод регрессионного анализа при решении задачи прогнозирования?

Методы регрессионного анализа позволяют получать для группы одинаковых иссле-

дуемых объектов среднестатистические зависимости диагностических параметров от време-

ни, на основании которых и рассматривается оценка прогноза.

70. В чем состоит метод статистической классификации при решении задачи прогнозирования?

Прогнозирование методами статистической классификации предполагает предвари-

тельную систематизацию исследуемых объектов по характерным признакам с разбивкой их

состояний на классы, соответствующие определенным наборам значений диагностических

параметров в области наблюдения. Формирование классов требует выполнения большого

объема экспериментальных исследований, направленных на установление зависимостей,

связывающих состояния объектов и значения диагностических параметров. Такие исследования трактуются как обучение.

71. Чем отличаются прямая и обратная постановки задачи прогнозирования?

Задача прогнозирования может решаться в прямой постановке, когда производится

оценка работоспособности объекта в заданные моменты времени в области прогноза 2 T , и в

обратной постановке, когда производится оценка моментов времени в области 2 T , соответствующих заданным значениям степени работоспособности объекта.

72. Как формулируется задача детерминированного прогнозирования?

При решении задачи детерминированного прогнозирования в прямой постановке искомыми характеристиками являются значения диагностических параметров

и запас работоспособности объекта , где s – число диагностических параметров; – последнее (граничное) значение времени в области T1 ; – последнее (граничное) значение времени в области T2 . При решении задачи прогнозирования в обратной постановке искомыми характеристиками являются значения времени в области , соответствующие заданным величинам степени работоспособности объекта. Поскольку получение аналитических зависимостей и формирование классов при большом числе диагностических параметров связано со значительными сложностями, для прогнозирования устанавливают их минимум из условия обеспечения требуемой достоверности прогноза. На практике используют обычно один диагностический параметр – определяющий или обобщенный.

73. В чем состоит задача вероятностного прогнозирования?

Задача вероятностного прогнозирования сводится к оценке показателей надежности

объекта в заданные моменты времени области 2T . При этом процедура прогнозирования и

достоверность получаемых результатов в большой степени определяются объемом исходной

информации о надежности объекта и его элементов.

74. Какие задачи решает специалист в области технической диагностики на этапе проектирования сложного изделия?

Процедура разработки диагностического обеспечения предусматривает решение следующих задач:

1) формирование адекватной диагностической модели объекта, устанавливающей

связи между ожидаемыми воздействиями и изменяющимися свойствами, характеризуемыми

количественными признаками;

2) определение на основании анализа диагностической модели совокупности диагностических признаков, их ранжирование и установлением предельно допустимых для работоспособного состояния объекта (граничных) значений;

3) определение условий работоспособности и признаков дефектов;

4) построение алгоритмов и разработка программ определения работоспособности,

поиска дефектов и прогнозирования изменения состояния объекта.

75. Охарактеризуйте непрерывную модель объекта диагноза и диагностического процесса.

непрерывные модели, описывающие объект и протекающие процессы в непрерывно

меняющемся времени, которое является аргументом определенных функций; они представляют собой алгебраические или дифференциальные линейные и нелинейные уравнения, включая передаточные функции и характеристические уравнения;

76. Охарактеризуйте дискретную модель объекта диагноза и диагностического процесса.

дискретные модели, описывающие состояние объекта для последовательности дискретных значений времени, как правило, без учета процессов, протекающих в промежутках; эти модели представляют собой конечно-разностные уравнения или конечные автоматы и используются для описания цифровых и импульсных устройств;

77. В чем особенности гибридной модели объекта диагноза и диагностического процесса?

гибридные модели, описывающие объекты, имеющие в своем составе элементы как

непрерывного, так и дискретного действия;

78. Какие модели объекта диагноза и диагностического процесса относятся к специальным?

специальные модели, к которым относятся функциональные, информационные и мо-

дели характеристик.

79. Каково назначение физических диагностических моделей? Приведите их примеры.

Особое место среди различных видов диагностических моделей занимают модели физические. Их основное назначение – проведение экспериментальных исследований процессов изменения некоторых специфических свойств отдельных элементов или узлов объекта таких, например, как механическая или термическая прочность, износостойкость, диэлектрическая прочность и т.п. Разработка физических моделей должна быть направлена в

первую очередь на их конструктивное упрощение при безусловном обеспечении физического

подобия моделируемых процессов реальным. В качестве примера таких моделей, широко используемых на практике, можно привести образцы материала простой конфигурации (цилиндры, прямоугольные параллелепипеды), отрезки кабелей, элементы конструкций электрических машин (моторетты).

80. Приведите примеры и охарактеризуйте аналитические методы построения и анализа диагностических моделей.

Аналитические методы дают возможность решать оптимизационные задачи и получать необходимые соотношения между состояниями объекта, диагностическими параметрами и показателями качества функционирования в аналитическом виде. К аналитическим методам построения и анализа диагностических моделей относят методы малого параметра, теории чувствительности, планирования эксперимента, распознавания образов, математической логики.

81. Какова роль графических методов при решении задач построения и анализа диагностических моделей?

Графические методы используются для решения некоторых частных задач, в основ-

ном для иллюстрации процедуры анализа аналитическими и графоаналитическими метода-

ми. Наиболее широко применяются методы, основанные на теории графов.

82. Что представляют собой графоаналитические методы построения и анализа диагностических моделей?

Графоаналитические методы представляют собой комбинации аналитических и

графических методов. Они базируются на аппарате теории множеств и теории графов. При

их реализации широко используются такие виды представления результатов, как табличный

и матричный. Характерным примером диагностических моделей в графоаналитической форме являются описания марковских процессов состояний объекта, рассмотренные в § 5.6.

83. Перечислите группы совокупностей диагностических параметров, определяемых по результатам анализа диагностической модели объекта.

Совокупности диагностических параметров, определяемые по результатам анализа

диагностической модели объекта, зависят от постановки задачи диагностирования и могут

быть разбиты на группы: совокупность диагностических параметров для проверки правильности функционирования, для контроля работоспособности, для поиска дефекта, для прогнозирования изменения состояния объекта.

84. Каковы критерии выбора диагностических параметров?

Критериями выбора диагностических параметров каждой группы являются степень их

информативности о состоянии объекта, степень достоверности оценки процесса изменения

контролируемого свойства (свойств) объекта, чувствительность к изменению контролируемого свойства (свойств), объекта, оперативность и стоимость измерения.

85. Каковы требования к составу совокупностей диагностических признаков по каждой группе?

Состав совокупностей диагностических признаков по каждой группе должен быть

минимальным при условии их достаточности для обеспечения заданной величины вероятности правильного диагностирования.

86. Каково условие оптимальности выбора совокупности диагностических параметров?

Основным условием оптимальности

получаемого решения является обеспечение перекрытия всего информационного поля, характеризующего состояние объекта и его возможные изменения, при минимальной стоимости изготовления и эксплуатации объекта.

87. Перечислите разновидности групп совокупностей диагностических параметров по их назначению.

Поскольку глубина и способы оценки состояния объекта во многом определяются реализуемыми режимами диагностирования, следует говорить о различных видах совокупностей диагностических параметров – для контроля правильности функционирования объекта, для контроля работоспособности, для поиска дефекта, для прогнозирования изменения состояния.

Литература

Гуменюк В. М. Основы теории надежности и технической диагностики