3. Восстановление работоспособного состояния оборудования

3.1. Стратегии восстановления

Поддержание оборудования в работоспособном состоянии требует значительных материальных и трудовых затрат, уровень которых во многом зависит от принятой стратегии восстановления работоспособного состояния.

Стратегией восстановления называют определенную периодичность замен и уровень восстановления работоспособного состояния деталей, узлов и механизмов оборудования, при этом этот термин применим как к агрегату или машине в целом, так и к её составным частям.

В зависимости от величины затрат на устранение отказа, различают минимальное и полное восстановление. Применительно к агрегату (машине) полное восстановление реализуется при капитальном ремонте, а минимальное – при текущих ремонтах. При текущих и аварийных ремонтах агрегатов восстановление работоспособного состояния часто осуществляется заменой составной части (механизм, узел), в которой произошел отказ, или заменой или восстановлением непосредственно отказавшей детали. Тогда применительно к составной части в первом случае используется термин «полное восстановление», во втором – «минимальное восстановление», а термин «стратегия восстановления» будет относиться к этой части агрегата.

Пусть, например, в соединение «вал - зубчатое колесо» произошло смятие шпонки. Тогда при замене шпонки происходит минимальное восстановление работоспособности соединения, при котором не обеспечиваются исходные показатели надежности рассматриваемого узла. Полное восстановление исходных показателей надежности соединения возможно при полной замене узла.

Металлургические агрегаты, как правило, являются агрегатами непрерывного действия и большой производительности, и поэтому любой отказ связан с большими потерями. Для обеспечения надежной работы оборудования предусматривают периодические остановки на профилактическое техническое обслуживание и ремонты. При этом основной проблемой становится планирование объема ремонтных работ, т.е. какие узлы, механизмы и детали следует менять или не менять в соответствующий ремонт, обеспечивая готовность замены в любой момент времени.

В качестве критерия для оценки стратегий восстановлений принимается интенсивность затрат, т.е. средние затраты на восстановление в единицу времени.

3.2. Стратегии восстановления при внезапных отказах

3.2.1. Стратегия аварийных замен.

Согласно этой стратегии (стратегия 1) система восстанавливается полностью только после отказа (рис. 3.1). После полного восстановления показатели надежности системы соответствуют её исходному состоянию.

Рисунок 3.1 – Схема стратегии 1:

L_i - наработки, t_i – моменты отказов, о – полное восстановление.

Для данного случая интенсивность затрат определяется по формуле

(3.1)

где M(C) – математическое ожидание эксплуатационных затрат в С_i – цикле;

M(L) - математическое ожидание наработок, имеющих протяженность L_i.

3.2.2. Стратегия плановых и аварийных полных замен.

В данной стратегии (стратегия 2) система в случае отказа подвергается полному аварийному восстановлению, а в фиксированные моменты времени t_i = τ, 2τ, 3τ, … , nτ проводятся плановые замены (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Схема стратегии 2: L_i - наработки, iτ – моменты плановых замен, о – полное восстановление.

Для данного случая интенсивность затрат определяется по формуле

(3.2)

где C_пл – затраты, связанные с плановыми заменами;

C_ав – затраты, связанные с аварийными заменами;

Н(τ) - математическое ожидание числа аварийных восстановлений на интервале [0, τ].

Межремонтный период можно найти по выражению

Здесь h(τ) = dH(τ)/dτ – плотность восстановлений. Оптимальному межремонтному периоду τ_опт соответствует минимальная интенсивность эксплуатационных затрат R(τ_опт) и плотность восстановлений h(τ_опт).