Modele eksploatacji środków

transportu

• Modelowy opis obiektu eksploatacji
• Najprostszym modelem systemowym obiektu eksploatacji jest

model jednoblokowy. W przypadku tego modelu przedmiotem

opisu jest relacja pomiędzy wejściem a wyjściem z obiektu.

Jeżeli sposób przekształcenia wejścia w wyjście nas nie

interesuje, to mamy do czynienia z modelem tzw. „czarnej

skrzynki”

a) b)

Model blokowy „czarnej skrzynki”: a) bez zakłóceń, b) z

zakłóceniami zewnętrznymi

• Obok modeli jednoblokowych, na potrzeby opisu obiektu

technicznego jako obiektu eksploatacji stosuje się w pewnych

przypadkach modele tworzące klasę tzw. modeli

strukturalnych. W klasie tej mieszczą się modele,

uwzględniające wewnętrzną strukturę modelowanego obiektu.

Model strukturalny obiektu eksploatacji

• Pod pojęciem struktury będziemy rozumieli ogół

powiązań pomiędzy wspólnie działającymi

elementami, których własności mają znaczenie

dla rozpatrywanego zadania obiektu.

• W strukturalnych modelach systemowych,

wykorzystywanych zarówno do opisu

obiektów jak i opisu procesów „

budulcem

podstawowym

”

są bloki

. Tak więc zastosowany do

opisu obiektu technicznego model strukturalny

jest w zasadzie rozwinięciem modelu blokowego.

Rolę elementów niepodzielnych (bloków) pełnią

w takim modelu zespoły, podzespoły i elementy

składowe modelowanego obiektu.

Typowym przykładem modelu strukturalnego

obiektu technicznego jest jego dokumentacja

rysunkowa.

Istotną wadą takiego modelu jest

niemożność przedstawienia w nim powiązań

funkcjonalnych.

Powiązania takie można jednak przedstawić za

pomocą złożonych modeli systemowych

• W modelach takich można wyróżnić

poziom (poziomy) pośredni typowych

struktur, składających się z pewnej liczby

bloków, które z kolei stanowią „budulec”

do pełnych modeli strukturalnych

• Łącząc w odpowiedni sposób podzbiory

bloków o strukturach szeregowych i

równoległych, uzyskuje się struktury

typowe wyższego rzędu jak na rysunku 3.

• Istnieją także inne struktury, których

powstanie nie zakłada łączenia struktur

szeregowych bądź równoległych, możliwe

do zastosowania w procesie modelowania

obiektów. Są to struktury złożone.

Przykładem modelu struktury złożonej

jest tzw. struktura

mostkowa

rys.4

Model

hierarchicznej struktury dokumentacji maszyny

M-maszyna, Z-zespół, PZ- podzespół, E- element

Proste struktury w modelach systemowych

a) równoległa, b) szeregowa

Struktura szeregowo równoległa (a)

i równoległo - szeregowa (b) w modelu systemowym

Model obiektu o strukturze mostkowej

Rodzaje modeli procesów eksploatacji

Nie ma przepisu na dobry model procesu eksploatacji obiektów technicznych. Często

opracowuje się kilka modeli o odmiennej strukturze i złożoności a następnie wybiera

najdogodniejszy z punktu widzenia stosowania w praktyce.

Wszystkie modele można podzielić wg schematu jak przedstawiono na rysunku

•

Modele materialne mogą odwzorowywać systemy

eksploatacji, a w nich zachodzące procesy, za

pomocą podobieństwa geometrycznego (

np. makiet,

przekrojów, układów plastycznych, prototypów) i

fizycznego (np. kinematycznego, dynamicznego,

termodynamicznego).

Rozważania dotyczące

podobieństwa fizycznego są prowadzone z reguły

przy założeniu podobieństwa geometrycznego w

granicach tolerancji wytwarzania.

•

Modele fizyczne to urządzenia wykonane z reguły

w pomniejszonej skali, w których odbywa się ten

sam proces fizyczny, co w rzeczywistym obiekcie.

•

Wśród modeli teoretycznych wyróżniamy

intuicyjne i sformalizowane.

•

Modele intuicyjne (subiektywne) procesów

eksploatacji obiektów technicznych powstają na

podstawie

wypowiedzi poszczególnych fachowców i

ekspertyz zbiorowych opracowanych metodą

przegłosowania, dyskusji panelowych lub metodą

delficką.

• Przykładem modeli intuicyjnych mogą być

algorytmy: ustalenia terminów wykonywania

obsługiwań technicznych obiektów, terminy

wymiany środków smarowych, zmiany stanu

obiektów za pomocą metod organoleptycznych

(np. wzrokowa, słuchowa, dotykowa).

• Modele sformalizowane dzielą się na

analogowe i symboliczne.

• Analogowy model systemu eksploatacji

urządzeń technicznych, a w nim zachodzących

procesów jest opisany za pomocą innych

wielkości fizycznych, na przykład:

- sile mechanicznej odpowiada napięcie

elektryczne;

- prędkości odpowiada natężeniu prądu

elektrycznego;

- przemieszczeniu odpowiada ładunek

elektryczny.

• Podział modeli symbolicznych prowadzi do

modeli :

-

słownych

– inaczej opisowych (na przykład

instrukcja użytkowania i obsługiwania

ciężarowych samochodów terenowych);

-

graficznych,

które odtwarzają obiekt, zjawisko lub

proces za pomocą symboli graficznych (na

przykład schemat instalacji elektrycznej pojazdu

gąsienicowego);

-

matematycznych,

które odzwierciedlają procesy

eksploatacji obiektów technicznych za pomocą

symboli, równań i nierówności matematycznych,

związków (relacji) logicznych.

• Należy pamiętać, że model sformalizowany jest

prawie zawsze wynikiem założeń i sądów

eksperta, który go zbudował. Model taki nie może

więc być w pełni obiektywny.

• Modele eksploatacji obiektów mogą być modelami

przedstawiającymi sekwencje zdarzeń w danym

procesie (rys.1) bądź też mogą być modelami

eksploatacji jako ciąg stanów danego obiektu (rys.

2).

Schemat procesu eksploatacji jako sekwencji zdarzeń

Elementy pokazane na rysunku 1 oznaczają:
•Zij – zdarzenia eksploatacyjne, gdzie
i oznacza typ zdarzenia,
j – numer kolejnego wystąpienia zdarzenia

danego typu w modelowanym procesie,
t - chwile czasu, w których występują

kolejne zdarzenia,
Ti - przedziały czasu pomiędzy kolejnymi

zdarzeniami.
•Jako przykładowe modele procesów

eksploatacji przedstawiono modele dla

obiektów naprawialnych o zerowym czasie

odnowy, o skończonym czasie odnowy oraz

model procesu eksploatacji jako ciągu

stanów.

Schemat procesu eksploatacji jako ciągu stanów

Istotne elementy na rysunku to:
• St(i) – stany chwilowe obiektu,

gdzie i oznacza numer kolejnej
chwili czasu życia, dla której
został rozpoznany stan,

• ti – chwile czasu w których są

identyfikowane kolejne stany
obiektu,

• Δt – przedziały czasu

• Modele procesów eksploatacji obiektów

naprawialnych

• O obiektach naprawialnych mówimy wówczas,

gdy bierzemy pod uwagę możliwość przywrócenia

zdatności do dalszego użytkowania obiektowi

technicznemu za pomocą procesu odnowy.

• Tworząc modele procesów eksploatacji obiektów

naprawialnych przyjęto następujące założenia :

• obiekt składa się z N elementów, z których każdy

po uszkodzeniu jest naprawiany,

• funkcjonowanie, uszkodzenie (utrata zdatności) i

naprawy (odnowa zdatności) każdego z

elementów zachodzą w sposób wzajemnie

niezależny,

• chwile uszkodzeń każdego z elementów tworzą

odrębny proces odnowy,

• znana jest postać struktury układu elementów,

tworzących dany obiekt.

• Modele o zerowym czasie odnowy
• W modelach o zerowym czasie odnowy

czas naprawy obiektu jest
nieporównanie krótszy od czasu jego
funkcjonowania. Zakłada się wówczas,
że proces odnowy następuje w sposób
nagły (czas odnowy jest równy zero).
W takim przypadku dla i-tego
składnika (elementu) obiektu
rozważany jest ciąg okresów działania
{T}, rozdzielonych chwilami
uszkodzeń/odnowy {t}. Ciąg taki
stanowi model procesu odnowy (rys.7).

Model procesu odnowy elementu o zerowym czasie

odnowy

Strumień uszkodzeń w obiekcie naprawialnym o

strukturze szeregowej

Schemat procesu eksploatacji jako sekwencji zdarzeń o

skończonym czasie odnowy