Podstawy diagnostyki

środków transportu

Diagnostyka techniczna

• Termin "diagnostyka" pochodzi z języka greckiego, gdzie

diagnosis – rozróżnianie, osądzanie. Ukształtowana już w

obrębie nauk eksploatacyjnych dziedzina wiedzy

diagnostyka techniczna

- zajmuje się oceną stanu

technicznego maszyn poprzez badanie własności procesów

roboczych i towarzyszących pracy maszyny, a także

poprzez badanie własności wytworów maszyny.

• Istota diagnostyki technicznej polega na określaniu stanu

maszyny (zespołu, podzespołu, elementu) w sposób

pośredni, bez demontażu, w oparciu o pomiar

generowanych sygnałów (symptomów) diagnostycznych i

porównanie ich z wartościami nominalnymi.

• Wartość sygnału (symptomu) diagnostycznego musi być

związana znaną zależnością z diagnozowaną cechą stanu

obiektu, charakteryzującą jego stan techniczny.

Konieczność oceny stanu technicznego obiektu wynika z

potrzeby podejmowania decyzji dotyczących "jakości" i

dalszego postępowania z obiektem.

• Może to być decyzja o jego użytkowaniu, o podjęciu

przedsięwzięć profilaktycznych (

regulacje, wymiana

elementów lub całych zespołów

) lub wprowadzeniu zmian

w konstrukcji, technologii lub eksploatacji.

Do podstawowych zadań diagnostyki

technicznej należy zaliczyć :

• badanie, identyfikacja i klasyfikacja rozwijających

się uszkodzeń oraz ich symptomów,

• opracowanie metod i środków do badania i selekcji

symptomów diagnostycznych,

• wypracowanie decyzji diagnostycznych o stanie

obiektu (na podstawie symptomów), i wynikających
z niego możliwości wykorzystywania lub rodzaju i
zakresie koniecznych czynności profilaktycznych.

Realizacja tych zadań wymaga znajomości

cech stanu struktury obiektu

oraz

diagnostycznie zorientowanych parametrów
procesów wyjściowych

, odwzorowujących

cechy stanu obiektu.

W metodologii badań diagnostycznych

rozróżnia się następujące fazy badania

ocenowego :

• kontrolę stanu obiektu,
• ocenę stanu i jego konsekwencje,
• lokalizację i separację uszkodzeń powstałych w

obiekcie,

• wnioskowanie o przyszłych stanach obiektu.
Zadania te realizowane są w następujących

formach działania diagnostycznego:

• diagnozowanie - jako proces określania stanu

obiektu w danej chwili,

• genezowanie - jako proces odtwarzania historii

życia obiektu,

• prognozowanie - jako proces określania

przyszłych stanów obiektu.

Proces diagnozowania realizowany jest przez

obserwację aktualnego stanu maszyny -

funkcjonowanie obiektu, tzn. jego wyjście główne

przekształconej energii (lub produktu), oraz wyjście

dyssypacyjne gdzie obserwuje się procesy resztkowe

np. termiczne, wibracyjne, akustyczne,

elektromagnetyczne.

Obserwacja tych wyjść (rys. 1) daje całą gamę

możliwości diagnozowania stanu poprzez :

• obserwacje procesów roboczych, monitorując ich

parametry w sposób ciągły, czy też prowadząc

badania sprawnościowe maszyn na specjalnych

stanowiskach (moc, prędkość, ciśnienie itp.),

• badania jakości wytworów, zgodności pomiarów,

pasowań, połączeń itp., gdyż ogólnie tym lepszy stan

techniczny maszyny im lepsza jakość produkcji,

• obserwacje procesów resztkowych, stanowiących bazę

wielu atrakcyjnych metod diagnostycznych, opartych

głównie na modelach symptomowych.

Rys.1 Możliwe trzy sposoby obserwacji stanu maszyny

Miejsce diagnostyki w „życiu” obiektu

Mając na względzie możliwe zastosowania

diagnostyki technicznej w celu prawidłowej oceny

stanu obiektu trzeba wyróżnić każdorazowo trzy różne

dziedziny wiedzy:

• wiedzę o obiekcie badań,
• wiedzę o sygnałach i symptomach,
• wiedzę z teorii decyzji, w zakresie wnioskowania

diagnostycznego.

Wiedza o obiekcie diagnozowania obejmuje

problematykę z dziedziny projektowania, wytwarzania

i eksploatacji obiektu. Znajdują tu miejsce zagadnienia

z zakresu nowoczesności konstrukcji, technologii

wytwarzania, warunków eksploatacji, zasad

funkcjonowania, możliwych uszkodzeń oraz kryteriów

ocenowych.

Wiedza o sygnałach i symptomach

świadczących o stanie diagnozowanego obiektu
obejmuje zarówno sygnały nieodłącznie
związane z pracą obiektu, jak i sygnały
generowane w sztucznie wymuszonym stanie.
Niezbędna staje się tu znajomość sposobu
generacji sygnałów, ich akwizycji i
przetwarzania, jak i tworzenia diagnostycznie
zorientowanych symptomów stanu obiektu.

Teoria decyzji w zakresie wnioskowania

diagnostycznego obejmuje problematykę
podejmowania decyzji diagnostycznych w
warunkach niepewności. Jak wiadomo w
diagnostyce, ze względu na zakłócenia, wszelkie
decyzje podejmowane są w kategoriach
prawdopodobieństw.

Każdy obiekt techniczny przechodzi cztery fazy swojego

istnienia

W każdym z etapów istnienia

obiektów

(C - P - W - E) występują

działania diagnostyczne o
różnym charakterze,
odpowiednio do zadań, jakie
mają być zrealizowane, przy
czym zaangażowanie diagnostyki
jest zauważalne wyraźnie w
każdym z tych etapów.

Diagnostyka eksploatacyjna

• Najszersze oddziaływanie diagnozowania na stan

techniczny obiektu występuje

podczas jego eksploatacji

. Na

etapie tym podejmowane są działania diagnostyczne

pozwalające ocenić obiekt zarówno ze strony użytkownika

jak i diagnosty.

• Dla użytkownika istotne jest określenie, czy obiekt

funkcjonuje (lub może funkcjonować) prawidłowo.

• Użytkownik zainteresowany jest także

wyznaczeniem

prognozy dotyczącej oczekiwanego okresu zdatności

obiektu

. Jest to zwykle wyznaczenie prawdopodobieństwa

poprawnej pracy w zadanym okresie czasu.

• Dla obsługującego obiekt ważna jest

możliwość lokalizacji każdego uszkodzenia,

określenie przyczyny uszkodzenia, wyznaczenie

danych umożliwiających określenie

podstawowych parametrów procesu naprawy

(średni czas naprawy, prawdopodobieństwo

naprawienia w zadanym czasie, oczekiwany koszt

naprawy) oraz wyznaczenie danych

umożliwiających oszacowanie parametrów

procesu odnowy (średni czas do następnego

uszkodzenia, oczekiwany czas do kolejnych badań

i prac profilaktycznych).

•

Efektem opracowania procesu diagnozowania w

okresie eksploatacji obiektu są zwykle

odpowiednie

instrukcje użytkowania i obsługiwania

, traktujące o

zasadach wykorzystania diagnostyki.

•

W instrukcji użytkowania podaje się: zależności

funkcyjne, cechy, symptomy i ich wartości,

charakteryzujące stan zdatności obiektu, punkty

kontrolne i metody badań.

•

W instrukcjach obsługi diagnozowanie zajmuje

coraz więcej miejsca i obejmuje przepisy

dotyczące postępowania po wykonaniu działań

diagnostycznych, przy lokalizacji uszkodzeń

(diagnozowaniu obsługowym), w czasie badań

okresowych, przy pracach profilaktycznych i

przy diagnozowaniu użytkowym

•

Programy diagnostyczne związane z obsługiwaniem

obiektu opracowywane są tak, by uzyskiwane

diagnozy były maksymalnie wiarogodne a zbiór

możliwych diagnoz uwzględniał warunki, w jakich

wykonywane jest obsługiwanie obiektu.

Projektowanie diagnostyki maszyn

• Zwiększające się zapotrzebowanie na metody i

środki diagnostyki technicznej w gospodarce,

powoduje przesunięcie problematyki

racjonalnego stosowania diagnostyki

ze sfery

eksploatacji do etapów wcześniejszych, czyli

wartościowania, projektowania i wytwarzania.

• Projektowanie diagnostyki maszyn obejmuje

swym zasięgiem możliwości kontroli stanu,

lokalizacji uszkodzeń i prognozowania zmian

stanu projektowanego obiektu.

Problematyka główna projektowania

układów diagnostyki obiektów

technicznych obejmuje:

• założenia projektowo – konstrukcyjne,
• projektowanie podatności diagnostycznej,
• opracowanie charakterystyk diagnostycznych,
• projekt technologii diagnozowania.

Racjonalne projektowanie

obiektów technicznych winno
zapewniać im nie tylko uzyskanie
wymaganych cech użytkowych, lecz
również należytą kontrolę i
podtrzymywanie tych cech na
etapie eksploatacji, przy
wykorzystaniu diagnostyki
technicznej.