Эвристическое прогнозирование

Различные инструментальные методы прогнозирования еще не получили широкого применения на практике. Поэтому при оценке технического состояния автомобилей используются эври­стические методы, основанные на учете мнений (эрудиции, ин­туиции) специалистов (экспертов) в данной области техниче­ских знаний. В автопредприятиях для определения техническо­го состояния автомобилей и агрегатов приказом или распоря­жением создаются специальные экспертные комиссии, которые решают вопрос о необходимости замены отдельных агрегатов или направлении автомобиля в капитальный ремонт. В состав комиссии обычно входят начальник ОТК (мастера или конт­ролеры ОТК), механики колонн и другие квалифицированные специалисты.

Эвристическое прогнозирование исключает возможность гру­бых ошибок. Благодаря способности человеческого мозга (в от­личие от ЭВМ) оперировать нечетко очерченными понятиями человек интуитивно путем сравнения величин и фактов из мно­жества возможных вариантов, отбрасывая второстепенное и несущественное, находит главное. Эвристическое прогнозирова­ние сводится к усреднению результатов оценки, высказываемых группой экспертов.

Рассмотрим пример эвристического прогнозирования пробега автомобиля до капитального ремонта и выполним статистическую обработку экспертных данных. Результаты опросов шести экспер­тов приведены в табл. 10 (Г = 20,4; о = 4,4; v = 0,21). Прини­маем, что между минимальными и максимальными значениями распределение равномерно. Средняя экспертная оценка ресурса (точечный прогноз всех экспертов) определяется по формуле

где L(— среднее значение прогноза i -го эксперта.

Степень единодушия экспертов относительно средней эксперт­ной

Среднеквадратичное отклонение для каждого эксперта при таком виде распределения

Где Li – среднее значение прогноза i-го эксперта.

Степень единодушия экспертов относительно средней экспертной оценки характеризуется коэффициентом вариации:

v = σ/L.

Компетентность экспертов можно прогнозировать по величине‾

—1. Если эта величина меньше нуля, эксперт осторожен, больше — эксперт смел, примерно равна 0 — объективен, если велика — малограмотен (табл. 10).

Лекция№15 Определение оптимальных режимов диагностирования

1.Методы эксплуатации автомобиля

2.Определение периодичности диагностирования по статистическим данным

3.Определение периодичности диагностирования аналитическим методом

1.Методы эксплуатации автомобиля

Для обеспечения эксплуатационной надежности и снижения затрат особо важное теоретическое и практическое значение приобретает проблема разработки научно обоснованных мето­дов организации и режимов профилактического обслуживания и ремонта подвижного состава.

Известно, что возникновение отдельных неисправностей (от­казов) в механизмах автомобиля очень часто носит случайный характер. Поэтому никакие нормы не могут отразить истин­ные потребности автомобиля в техническом обслуживании. Для любого автомобиля нет гарантии, что он отработает определен­ный заранее запланированный период.

Понятие «отказ» непосредственно связано с понятием «на­дежность». К основным причинам возникновения отказов при­надлежат конструктивные ошибки и недоработки, производ­ственные недостатки, нарушения правил эксплуатации и тех­нического обслуживания, некачественный ремонт или повреж­дения деталей во время работы, естественный износ, снижение усталостной прочности и естественное старение.

Статистический анализ различных неисправностей в агре­гатах автомобилей показывает, что почти всегда они подчиня­ются определенным законам распределения. Так, фактическая потребность в ТО-2 автомобилей одной и той же марки изме­няется в пределах 5 — 20 тыс. км и подчиняется нормальному закону распределения. Потребность в ТО-1 изменяется от 2 до 5 тыс. км.

Как видно из рис. 30, средний пробег автомобилей до ТО-2 составляет около 13 тыс. км и этому пробегу соответствует наи­большее количество автомобилей. Если средний пробег / при­нять за периодичность ТО-2, примерно для 67 °/₀ автомобилей эта периодичность будет большой, а для 33% — малой.

При работе автомобилей в различных условиях эксплуатации и при разной квалификации водителей потребность в техническом обслуживании и характер распределения работ по текущему ремонту неодинаковы. Фактически, по данным авто­транспортных предприятий, объемы работ и затраты на обслуживание и ремонт по отдельным агрегатам различаются в два-три раза.

Периодичность обслуживания и объем работ в большой ме­ре зависит от типа, технического состояния автомобиля, ин­тенсивности отказов в работе отдельных узлов и механизмов. Например, в зависимости от технического состояния автомоби­ля объем крепежных работ может различаться более чем в 1,5раза.

Рис. 30. Кривые распределения пробега автомобилей до ТО-2:

1 — экспериментальная;

2— теоретическая;

3— кумулятивная

Разница между объемами крепежных работ у бортовых автомобилей и самосвалов достигает 20 %. Необходимость в текущих ремонтах появляется в значительно больших пределах.

Принудительное обслуживание и ремонт экономически целесообразно выполнять в том случае, когда наблюдается небольшое рассеивание сроков появления тех или иных отказов в агрегатах автомобиля.

Для ЕО и ТО-1 с достаточной для практических целей точностью можно установить средние периодичности обслуживания.

Для ТО-2 периодичность обслуживания колеблется в значи­тельных пределах и установить какую-то среднюю норму пробе­га трудно. В связи с этим многие работы по ТО-2, как и теку­щий ремонт, необходимо выполнять по мере выявления пре­дельных состояний, близких к отказовым.

Следовательно, действующие режимы и методы организации технического обслуживания и текущего ремонта требуют даль­нейших исследований и уточнений.

Задача определения оптимальных моделей профилактики может рассматриваться как нахождение оптимального управ­ления случайным процессом.

Математические методы теории надежности машин позво­ляют получить статистические данные по законам распределе­ния отказов на различных стадиях износа автомобилей, пред­сказать потребность в технических обслуживаниях, ремонтах, запасных частях и т. д. Однако в силу статистического харак­тера таких данных они не могут быть применены к каждому автомобилю в отдельности, что очень снижает их практиче­скую ценность. Результаты расчетов, базирующихся на теории вероятностей, применительно к индивидуальному автомобилю носят неопределенный характер.

Для того чтобы снять эту неопределенность в оценке тех­нического состояния каждого автомобиля, необходима индиви­дуальная проверка (диагностика). Практически инструменталь­ные методы диагностики технического состояния являются как бы продолжением аналитических методов теории надежности машин. Чтобы существенно повысить качество технического об­служивания и ремонта автомобилей, следует правильно опре­делять (распознавать) техническое состояние его агрегатов, ставить технический диагноз.

Применительно к крупным автотранспортным предприятиям может быть рассмотрено три основных метода технической эксплуатации автомобилей.

1. Автомобили эксплуатируются в течение максимально воз­можного срока при выполнении минимальных объемов работ по техническому обслуживанию и ремонту. При резком ухуд­шении технического состояния они направляются в капиталь­ный ремонт. Этот метод экономически неоправдан и совершенно нежелателен с точки зрения безопасности движения автомо­билей.

2. Устанавливаются конкретные пробеги автомобилей, по истечении которых выполняются определенные объемы работ по техническому обслуживанию. Этот метод в настоящее вре­мя широко применяется.

3. После определенного пробега в принудительном порядке выполняются только контрольные и простейшие работы по со­держанию автомобиля, а регулировочные и другие операции технического обслуживания, как и работы по текущему ре­монту, выполняются по потребности. Этот метод с научной точ­ки зрения представляет наибольший интерес и поэтому рассмат­ривается подробно далее.

При отыскании оптимальных режимов диагностирования не­обходимо располагать соответствующей исходной информацией, учитывающей определенный метод обслуживания, закономер­ности изменения технического состояния систем и затраты средств на выполнение диагностических работ, профилактиче­ские обслуживания и ремонты автомобилей.

2.Определение периодичности диагностирования по статистическим данным Информация об изменении технического состояния бывает двух типов. Можно располагать лишь статистическими данны­ми о моментах возникновения отказов. В этом случае законо­мерности изменения технического состояния можно проследить, изучив изменения интенсивности й параметра потока отказов. Ко второму типу может быть отнесена информация, которая располагает кроме статистических данных о моментах возник­новения отказов еще данными о закономерностях изменения выходных (диагностических) параметров, связанных с изменением технического состояния.

Рассмотрим схему осуществления метода обслуживания с применением диагностики, режимы которой определяются по наработке. Сущность этого метода состоит в том, что регуляр­но через определенные интервалы /' пробега производится диагностирование агрегатов автомобиля. Профилактическое обслуживание выполняют по потребности в объеме, выявленном мри диагностировании

Рис. 32. График обслуживания при данном распределении отка­зов

Рис. 31. Схема организации профилактического обслуживания с принуди­тельным диагностированием состояния автомобилей: О — момент планового диагностирования и обслуживания; ●— момент внеочередного диагностирования и обслуживания при возникновении отказа; ▲ — несостоявшееся ранее запланированное диагностирование и профилактическое обслуживание

В случае возникновения отказа производится внеочередное диагностирование и необходимые текущий ремонт и обслужи­вание. Иногда внеплановое диагностирование, выполняемое при возникновении отказа, производится через интервал пробега, меньший /', но близкий к нему. Тогда очередное диагностирование по старому плану нецелесообразно, так как пробег между диагностическими операциями окажется малым и тех­ническое состояние агрегата существенно не изменится. В этом случае возникнут дополнитель­ные затраты на выполнение диаг­ностических работ. При такой ситуации целесообразнее пере­планировать момент следующего диагностирования и обслужива­ния и назначить его вновь через интервал /' пробега. Тогда схе­ма осуществления метода будет иметь вид, представленный на рис. 31. До очередного отказа пробег после выполненного диагно­стирования может быть , и т.д.

Для реализации оптимальных методов обслуживания необ­ходимо установить такую периодичность диагностирования, ко­торая была бы меньше среднего пробега между отказами, когда диагностирование и обслуживание не производятся. С учетом этого требования при данном методе обслуживания будут пред­отвращены все отказы, лежащие в распределении справа от величины /' (рис. 32). Как видно, средний пробег между воз­действиями по обслуживанию и ремонту лежит слева от перио­дичности l '.

3.Определение периодичности диагностирования аналитическим методом

Периодичность l ' диагностирования определяют аналити­чески. Условие этой технико-экономической задачи сформули­руем так: периодичность Г оптимальна в том случае, если ко­эффициент технической готовности максимален или затраты минимальны.

Чтобы определить оптимальную периодичность диагности­рования, необходимо решить задачу минимизации удельных затрат. Запишем выражение для удельных затрат и приравня­ем производную этого выражения к нулю.

Оптимальный режим диагностирования при установленной периодичности: l ' получим из условия

{ }=M[V(l´)]dM[U(l´) - M[U(l´)]dM[V(l´)]=0,

где М [U (/')] — математическое ожидание затрат на обслужива­ние и ремонт; M[V(l')] — математическое ожидание длительности работы системы между профилактическими или ремонтными воз­действиями.

Запишем в общем виде уравнение для определения оптимальной периодичности диагностирования по наработке [9]:

(14)

Здесь λ(/') — интенсивность отказов; F (/') — функция распреде­ления пробега между отказами; С_пр— затраты при выполнении плановой диагностики и обслуживания (профилактики); С_т._р — затраты на выполнение внеплановых текущих ремонтов; l' — искомая оптимальная периодичность диагностирования.

Полученное уравнение имеет решение при любых законах распределения F(l). Для экспоненциального закона распределения F(l). для экспонинцеального закона распределения F(l)=1- последнее уравнение приобретает вид

При законе Вейбулла F(l)= 1- уравнение выражается следующим образом:

(16)

(𝜷, 𝜶— параметры закона Вейбулла).

Дата добавления: 2015-11-16