1. FAZY ISTNIENIA OBIEKTU TECHNICZNEGO

Wa- wartościowanie

H- handel

Ma- magazynowanie

Obiekt techniczny- pojecie pierwotne, każdy dowolny wytwór cywilizacji technicznej człowieka

Eksploatacja-jest to ciąg działań procesów i zjawisk związanych z wykorzystywaniem obiektów technicznych przez człowieka.

Użytkowanie-jest to wykorzystywanie obiektów technicznych zgodnie z ich przeznaczeniem i właściwościami funkcjonalnymi.

Obsługiwanie-jest to przywracanie obiektowi technicznemu wymaganych właściwości funkcjonalnych przez wykonywanie przeglądów, regulacji, konserwacji, napraw i remontów.

Likwidacja-problem likwidacji obiektu technicznego powinien być brany pod uwagę na etapach jego projektowania, wytwarzania i eksploatacji.

Recycling- jest to takie podejście do likwidacji, które wskazuje na możliwość powtórnego wykorzystania poszczególnych części, czy też materiałów odzyskanych z likwidacji obiektów.

2. POTRZEBA NAUKI O EKSPLOATACJI

1. Konstruktor i technolog nie zawsze dostrzegają w pełni złożone problemy eksploatacji.

2. Zgodnie z zasadą ekonomiczności należy ekonomicznie konstruować, wytwarzać i eksploatować urządzenia.

3. Eksploatatora urządzenia nie wykształci się ucząc go tylko konstrukcji i technologii.

1.PRZEDMIOT TEORII EKSPLOATACJI

Eksploatacja- to ogół zdarzeń, zjawisk, działań i procesów jakim podlega i w jakich uczestniczy dane urządzenie od chwili zakończenia jego procesu wytwarzania, aż do jego likwidacji. Eksploatacja zajmuje się stosowaniem wszelkich urządzeń przez człowieka.

Teoria eksploatacji (eksploatyka)- powstała dzięki prakseologii, teorii systemów oraz teorii układów względnie odosobnionych, czyli cybernetyce.

Wyróżniamy eksploatyki szczegółowe:

-eksploatykę maszyn technologicznych

-eksploatykę samochodów, itp.

Naukowa struktura teorii eksploatacji

Opisowy model eksploatacyjny- jest przedstawiony w danym języku etnicznym oraz co najmniej za pomocą pewnych symboli rysunkowych.

Formalny model eksploatacyjny- jest to taki model eksploatacyjny, który jest przedstawiony w języku logiki formalnej i teorii mnogości.

Matematyczny model eksploatacyjny- jest to model eksploatacyjny ujmujący istotne zależności ilościowe, który jest przedstawiony w języku matematyki.

Pragmatyczny model eksploatacyjny- jest to taki model eksploatacyjny, który przedstawiony jest w języku decydenta danego fragmentu modelowanej rzeczywistości eksploatacyjnej.

Powiązania teorii eksploatacji z innymi dziedzinami nauki.

Przykłady:

-eksploatyka maszyn, urządzeń elektronicznych

-teoria użytkowania urządzeń, obsługiwania,

sterowania, eksploatacji urządzeń

-diagnostyka techniczna

-teoria zużycia, tarcia i smarowania

PROCES TECHNICZNY I JEGO SKŁADOWE

Proces techniczny- jest to całokształt działań mających na celu zmianę stanu przedmiotu, w trakcie którego należy obmyślić i wytworzyć urządzenie przydatne do realizacji celów działań, obmyślić i zorganizować użytkowanie urządzeń, a także zapewnić niezbędne środki podtrzymujące ich działanie, aż do osiągnięcia postawionych zadań. Proces techniczny ma na celu przekazywanie urządzeniom wielu złożonych czynności wykonywanych dotąd przez człowieka.

Pr- programowanie ,Prz- przygotowanie, R- realizowanie ,O- ocenianie

Proces projektowy to działanie techniczne związane z opracowaniem wymagań i warunków technicznych modelu urządzenia, a także sprawdzenie słuszności założeń projektowych i możliwości osiągnięcia wymagań technicznych oraz przeprowadzenie badań, dokumentacji technicznej i prototypu urządzenia.

Proces wytwórczy, są to działania techniczne związane z zaplanowaniem produkcji, przygotowaniem technicznym bazy produkcyjnej, wytworzeniem urządzenia oraz oceną jakości urządzenia.

Proces operacyjny to działanie techniczne związane z programowaniem eksploatacji nowego urządzenia, zorganizowaniem i realizowaniem jego użytkowani, a także oceną użytkowania w systemie eksploatacji oraz utrzymaniem lub odtworzenie stanu zdatności urządzenia.

Schemat podziału procesu operacyjnego.

Proces zarządzania PZ, to cykl działań związanych ze zbieraniem informacji potrzebnych do programowania, realizowania i oceniania eksploatacji oraz polegający na podejmowaniu stosownych decyzji.

Proces eksploatacji, to cykl zdarzeń związanych z wykorzystaniem przez ludzi urządzeń sprawnych w celu zaspokojenia potrzeb społeczno-gospodarczych oraz działań niezbędnych przy postępowaniu z urządzeniami niesprawnymi w celu odtworzenia ich sprawności.

Proces użytkowania, to cykl zdarzeń związany z działaniem sprawnych urządzeń technicznych, a także zdarzenia związane z kontrolą zmiany stanu technicznego urządzeń.

Proces obsługiwania obejmuje zdarzenia i operacje związane z kontrolą, utrzymywaniem lub odtwarzaniem stanu zdatności urządzenia.

WYMAGANIA EKSPLOATACYJNE

Zasadniczym dążeniem w budowie eksploatacji maszyn jest zapewnienie jak najdłuższego prawidłowego działania.

Przedstawione wymagania eksploatacyjne należy brać pod uwagę na etapie projektowania i wytwarzania obiektu technicznego, gdyż ich spełnienie decyduje o poziomie jakości eksploatacji.

Środki, które mogą zapewnić osiągnięcie wymaganej niezawodności:

-maksymalne wykorzystanie osiągniętego poziomu organizacji pracy i technologii (etap projektowania i wytwarzania)

-zapobieganie błędom popełnianym przez ludzi w trakcie produkcji

-kontrola techniczna jakości materiałów, części zespołów i całych obiektów

Czynniki mające wpływ na niezawodność:

-jakość surowców oraz części i zespołów

-stan parku maszynowego i narzędzi

-rozpoznanie uszkodzeń i ich przyczyn

-kontrola działania obiektów w trakcie eksploatacji

-technologiczność konstrukcji (podatność konstrukcji na wytworzenie przy danym poziomie techniki)

-techniczne możliwości przeprowadzania procesów technologicznych

-wady ukryte

Rodzaje działań w procesie eksploatacji

Zasilanie- dostarczenie do obiektów technicznego materiałów (masy), energii (elektrycznej, cieplnej, itp.) oraz informacji.

Optymalna strategia procesu eksploatacji to strategia ukierunkowana na minimalizację wszystkich kosztów związanych z użytkowaniem, obsługiwaniem, zasilaniem i zarządzaniem.

Dokumentacja eksploatacyjna obiektu technicznego musi obejmować:

1.Podział obiektu technicznego na elementy, które będą wspólnie poddawane naprawom.

2.Terminy dokonywania przeglądów i napraw.

3.Potrzeby w zakresie serwisu i napraw.

4.Wymogo BHP na etapie użytkowania oraz w zakresie ochrony środowiska.

5.Przyjęte zasady użytkowania i obsługiwania.

Dyrektywy praktyczne dotyczące usprawnienia eksploatacji:

1.Usprawnienia muszą mieć podstawy badań naukowych.

2.Należy pozyskiwać ludzi dla idei usprawniania.

3.W jak największym stopniu należy stosować komputerowe wspomaganie eksploatacji.

4.Istotne usprawnienia eksploatacyjne wymagają stosunkowo długiego czasu.

5.Usprawniając fragment systemu eksploatacji należy pamiętać o całości systemu.

6.Usprawnienia mają walor krótko czasowy.

Głównym celem polityki eksploatacyjnej jest uzyskanie optymalnej trwałości i niezawodności oraz wykorzystanie obiektów technicznych w założonym czasie przy minimalnym zużyciu materiałów i pracy ludzkiej, a tym samym przy maksymalnej ich produktywności.

PODZIAŁ PROBLEMATYKI EKSPLOATACYJNEJ.

Problemy do rozwiązania w eksploatacji można podzielić:

1.Z punktu widzenia funkcji spełnianych przez urządzenie (urządzenia podstawowe i pomocnicze).

2.Z punktu widzenia organizacji i kierowania zagadnieniami eksploatacji (złożoność urządzenia i liczba urządzeń, miejsce człowieka w działaniu urządzenia).

3.Z punktu widzenia roli spełnionej przez urządzenie (użytkowanie i obsługiwanie).

4.Z punktu widzenia kolejnych faz istnienia obiektu technicznego.

Jakość eksploatacyjna urządzenia określana jest przez:

-niezawodność

-trwałość

-podatność obsługową i diagnostyczną

-małą masę i niskie koszty eksploatacji

-walory użytkowe

Elementarne procesy użytkowania i obsługiwania

Na użytkowanie i obsługiwanie składają się procesy elementarne i uniwersalne.

Procesy elementarne są znamienne tylko dla określonych podsystemów systemu eksploatacji.

Procesy uniwersalne to takie, które występują w różnych podsystemach.

PROCESY ELEMENTARNE	WYSTĘPOWANIE W PODSYSTEMACH
		UŻYTKOWANIA	OBSŁUGIWANIA
INFORMACYJNE	+	+
STERUJĄCE	+	+
PRODUKCYJNE	+	-
ZASILAJĄCE	+	+
DESTRUKCYJNE	+	+
KONTROLNE I DIAGNOSTYCZNE	+	+
PRZEGLĄDOWE	+	+
NAPRAWCZE	-	+
EKONOMICZNE	+	+
SOCJALNE	+	+

Można wyróżnić następujące rodzaje działań w ramach eksploatacji i wokół procesów eksploatacji wymagających odpowiednich zasobów informacji.

1.Działania organizacyjne.

2. Działania techniczne.

3. Działania ekonomiczne.

4.Destrukcyjne oddziaływania czynników zewnętrznych na urządzenie.

5.Stosunki międzyludzkie.

ŁAŃCUCH DZIAŁANIA

Model prakseologiczny łańcuch działania

Łańcuch działania- jest to uporządkowana trójka elementów działających, z których pierwszy spełnia funkcję przedmiotu (sprawcy), który znając cel inicjuje działanie. Drugi pełni role pośrednika (narzędzia), które pośredniczy w działaniu. Trzeci zaś pełni role przedmiotu (tworzywa), na którym jest zlokalizowany cel działania.

*

Przykłady łańcuchów:

-operator obrabiarki + obrabiarka z oprzyrządowaniem + przedmiot obrabiany

-pracownik remontowy + narzędzia remontowe + remontowana obrabiarka

Warunki, które musza być spełnione:

1.Podmiotami działania mogą być tylko ludzie lub zespoły ludzkie.

2.Pośrednikami działania mogą być ludzie lub urządzenia.

3.Przedmiotami działania mogą być ludzie lub urządzenia.

PODZIAŁ ŁAŃCUCHÓW DZIAŁANIA

Wyróżniamy łańcuchy proste i złożone:

Łańcuchy proste-wszystkie ogniwa łańcucha występują w liczbie pojedynczej, jeżeli nie to mamy łańcuch złożony.

P- zbiór uniwersalny

C- zbiór ludzi i zespołów ludzkich

U- zbiór urządzeń i grup urządzeń

R- zbiór reszty

k, m, n- obiekty działające należące do zbioru P

Relacja użytkowania- mówimy, że obiekt k użytkuje obiekt m (k ↓ m) wtedy i tylko wtedy, jeżeli istnieje z*P, że trójka uporządkowana elementów k, m, z tworzy łańcuch działania.

*)

Relacja obsługiwania- mówimy, że obiekt k obsługuje obiekt m wtedy i tylko wtedy, gdy istnieje takie y należące do zbioru P, że trójka uporządkowana elementów k, y, m stanowi łańcuch działania.

*)

Relacja eksploatowania- mówimy, że k eksploatuje m wtedy i tylko wtedy gdy k użytkuje m lub k obsługuje m.

Przykłady łańcuchów działania:

- robotnik doglądający dwóch obrabiarek

Otoczenie łańcucha działania

linie łączące informacyjne

linie łączące zasileniowe

Łącza informacyjne, na wejściu- rozkazy i polecenia dla przedmiotu, na wyjściu- sprawozdania i meldunki

Łącza zasileniowe, na wejściu-materiały i energia, na wyjściu- energia i materiały przetworzone.

Granicę otoczenia przyjmuje się najczęściej w zależności od istotnego w danym badaniu punktu widzenia w sposób arbitralny.

Otoczenie łańcucha jest charakteryzowane przez parametry:

-kinematyczne (ciśnienie, temperatura, wilgotność, ruch powietrza, itp.)

-dynamiczne (prędkość, przyspieszenie, itp.)

-związane z inżynierią środowiska pracy (hałas zapylenie, oświetlenie, drgania, promieniowanie)

-socjopsychologiczne (więzi międzyludzkie, motywacje ludzi, itp.) -inne

Relacje między otoczeniami dwóch łańcuchów.

1.
-otoczenia są identyczne

2.
-otoczenia są identyczne geometrycznie

3.
-otoczenia są równoczesne

4.
-otoczenia się poprzedzają w czasie,
poprzedza w czasie

5.
-współużyteczność otoczeń, otoczenie
łańcucha jest współużyteczne z otoczeniem
łańcucha drugiego wtedy i tylko wtedy gdy
poprzedza w czasie
i otoczenia te są identyczne genetycznie.

6.
- współzależność otoczeń

Otoczenie
jest współzależne z otoczeniem
wtedy i tylko wtedy, gdy działanie w otoczeniu
jest równoczesne z działaniem w otoczeniu
i otoczenia te są identyczne.

Układ działania (U)

Układem działania nazywamy parę uporządkowaną, której pierwszym elementem jest łańcuch działania drugim zaś otoczenia tego łańcucha działania.

Układ działania

Relacje między układami działania:

1. Relacja współużyteczności - układ działania
   jest współużyteczny z układem działania
   wtedy i tylko wtedy, gdy łańcuchy działania tych układów są współużyteczne lub otoczenie tych łańcuchów jest współużyteczne.

2. Współzależność układów - układy działania
   i
   są współzależne wtedy i tylko wtedy, gdy łańcuchy działania tych układów są współzależne lub otoczenia tych łańcuchów są współzależne.

Układy wyróżnione:

- zapis uogólniony układu wyróżnionego

(maszyna)

q - rola pełniona przez
rozkład obiektu

Rodzaje układów działania

	Nazwa układu
	Operowania
	Użytkowania
	Obsługiwania
	Samo użytkowania
	Samo oddziaływania
	Samo obsługiwania
	Samo eksploatowania

Układy działania mogą być proste i złożone analogicznie jak łańcuchy działania.

Układ eksploatacji urządzeń:

ub - użyteczność bezpośrednia

m - maszyna

po - przedmiot operacyjny

ob. - obsługa bezpośrednia

śo - środek obsługi

O - otoczenie

Ke - kierownik eksploatacji

Kn - kierownik użytkowania

Ko - kierownik obsługi

Eksploatacja może być:

• Pośrednia (kierowanie eksploatacją)

• Bezpośrednia (realizowanie eksploatacji)

Łańcuch poziomy to łańcuch użytkowania, a łańcuch pionowy to łańcuch obsługiwania.

Urządzenie (maszyna) pełni, więc dwoistą rolę w układzie eksploatacji, a oba łańcuchy są współużyteczne.

Na podstawie przedstawionego modelu zdefiniujemy:

• Stanowisko użytkowania
  

• Układ użytkowania
  

• Stanowisko obsługiwania
  

• Układ obsługiwania
  

• Kierownictwo eksploatacji
  

• Załoga urządzenia
  

• Układ eksploatacji urządzenia
  

Przykład układu eksploatacji tokarki

W modelu prakseologicznym tokarki wyróżniamy:

1. Urządzenie m i jego struktura funkcjonalna: budowa, przeznaczenia, uzyskiwane efekty technologiczne

2. Załoga urządzenia: tokarz, mechanik, elektryk, hydraulik

3. Przedmiot operacyjny urządzenia: przedmiot obrabiany w postaci półfabrykatu

4. Stanowisko użytkowania: tokarz, przedmiot obrabiany, otoczenie użytkowania

5. Stanowisko obsługiwania: mechanik, elektryk, środki obsługi, (narzędzia wyposażenie), otoczenie obsługiwania

6. Charakterystyka otoczenia: miejsce (hala fabryczna), temperatura, oświetlenie, wilgotność, zapylenie, hałas, drgania

7. Zasilenia eksploatacyjne: materiały produkcyjne (półfabrykaty) materiały eksploatacyjne (smary, płyn chłodniczy, sprężone powietrze, itp.) części zamienne i narzędzia oraz energia elektryczna

8. Informacja eksploatacyjna urządzenia: informacje stałe zawarte w dokumentacji techniczno ruchowej (DTR) lub tzw. paszportu maszyny, informacje bieżące (rys. przedmiotu obrabianego, dokumentacja techniczna, wytyczne kontroli jakości, wytyczne dotyczące obsługi)

System działania obiektu

System - zbiór elementów, które charakteryzują się pewnymi właściwościami i które są między sobą wewnętrznie powiązane.

System działania obiektu - System działania obiektu m nazywać będziemy parę uporządkowaną, której pierwszym elementem jest zbiór wszystkich układów zawierających element m drugim zaś relacja F określona na tym zbiorze układów.

- zbiór układów

Jeżeli F jest relacją współużteczności to system nazywamy Historycznym. Natomiast, jeśli F jest relacją współzależności to system nazywamy Ahistorycznym.

Rodzaje systemów działania

	Nazwa systemu
	Operowania
	Użytkowania
	Obsługiwania
	Samo użytkowania
	Samo oddziaływania
	Samo obsługiwania
	Samo eksploatowania

Model systemy eksploatacji bezpośredniej obiektu m

System eksploatacji bezpośredniej i systemy zapewniające jego funkcjonowanie.

Cel działania:

Każdą wypowiedz zawierającą odpowiedz na powyższe pytania nazywamy komunikatem celowościowym lub celem działania.

α - cel działania

α=1 - cel jest realizowany

α=0 - cel jest nie realizowalny

FUNKCJA ZDANIOWA LOGIKI CELÓW	WYRAŻENIE	ZAPIS	SYMBOL GRAFICZNY
Równoważność celów (Def 1)	Jest zrealizowane wtedy i tylko wtedy gdy realizowane jest
Implikacja celów (Def 2)	Jeżeli jest realizowane to jest realizowane
Koniunkcja celów (Def 3)	Realizowany jest
Alternatywa celów (Def 4)	Realizowany jest
Alternatywa rozłączna celów (Def 5)	Realizowany jest
Negacja celu (Def 6)	Realizowany jest nie	
Zero celu (Def 7)	nic nie jest realizowane
Jedynka celu (Def 8)	Wszystko jest realizowane

Relacja między realizatorami działania.

Negowanie realizatorów współużyteczne - występują wtedy, gdy dwa układy nierównocześnie realizują cele sprzeczne.

Negowanie realizatorów współzależne - występuje wtedy, gdy dwa układy jednocześnie realizują cele sprzeczne.

Równoważenie realizatorów współużyteczne - występuje wtedy, gdy dwa układy realizują nierównocześnie cele identyczne (równoważne).

Równoważenie realizatorów współzależne - występuje wtedy, gdy dwa układy realizują równocześnie takie same cele.

Implikowanie realizatorów współużyteczne - występuje wtedy, gdy działanie układy pierwszego poprzedza działanie układu drugiego realizacje zaś celu pierwszego jest zarazem realizacją celu drugiego.

Implikowanie realizatorów współzależne - występuje wtedy, gdy układy działają równocześnie a realizujące cele pierwszego jest zarazem realizacją celu drugiego.

Wyłączenie realizatorów współużyteczne - występuje wtedy, gdy układy działają nierównocześnie i realizacja celu pierwszego wyklucza realizację celu drugiego.

Wyłącznie realizatorów współzależne - występuje wtedy, gdy układy działają równocześnie a realizacja celu pierwszego wyklucza realizację celu drugiego.

Uzupełnianie realizatorów współużyteczne - występuje wtedy, gdy układy działają nierównocześnie a każdy z nich realizuje cel cząstkowy.

Uzupełnianie realizatorów współzależne - występuje wtedy, gdy dwa układy działając równocześnie realizują cele cząstkowe.

Rezerwowanie realizatorów współużyteczne - występuje wtedy, gdy układy działając nierównocześnie realizują takie cele cząstkowe, z których każdy może być uznany za cel główny.

Rezerwowanie realizatorów współzależne - występuje wtedy, gdy układy działając równocześnie realizują takie cele cząstkowe, z których każdy może być uznany za cel główny.

Realizator działania- nazywamy parę uporządkowaną której pierwszym elementem jest cel działania drugim zaś układ realizujący ten cel

R=<α,U>

Realizator złożony - przypadki uzupełniania się i rezerwowania dwóch realizatorów możemy rozszerzyć na większą ich liczbę. Dogodnie jest wtedy operować pojęciem realizator złożony.

Realizator złożony - jest to realizator, którego cel daje się rozbić przynajmniej na dwa cele cząstkowe a którego układ działania daje się potraktować jako system działania składający się z układów realizujących te cele cząstkowe.

α - złożony cel działania

S - system działania

Realizator złożony może być rozłożone na realizatory proste

Cel złożony - koniunkcje, alternatywy.

Proces działania - działanie będzie rozumiane jako strumień zdarzeń. Pojedyncze zdanie - to stan przedmiotu działania

Relacja działania - mówimy ze między zdarzeniem i oraz zdarzeniem j zachodzi realizacja działania D wtedy i tylko wtedy, gdy istnieje taki realizator R ze i należy do repertuaru wejścia a j do repertuaru wyjścia tego realizatora.

Realizator działania w ujęciu cybernetycznym

Proces działania - procesem działania realizatora R nazywamy parę uporządkowaną, której pierwszym elementem jest zbiór zdarzeń J drugim zaś relacja tego realizatora
porządkująca ten zbiór zdarzeń.

Pierwszym element zbioru zdarzeń J to zdarzenie początkowe a ostatni to zdarzenie końcowe. Podzbiory danego procesy to operacja, a operacje dwuelementowe to czynności. Pozostałe operacje to tzw. zabiegi.

Sieciowy model procesu działania

- zdarzenia

• 
  czynności

Czynność jest określona przez podanie x zdarzeń i zdarzenia poprzedniego i następnego.

Struktura procesy działania - Struktura procesy działania nazywamy taką macierz
, której elementami mogę być tylko zera lub jedynki.

= {1, gdy zdarzenie k i l tworzy czynność
= {0, gdy zdarzenie k i l nie tworzy czynność

= {1, k = l

Przykłady struktura procesy działania:

Przykład 1

Przykład 2

Kalendarz procesu działania - kalendarzem H procesu P nazywamy taką trójkę uporządkowaną, której pierwszym elementem jest zbiór numerów czynności M, drugim zbiór chwil rozpoczęcia czynności θ,trzecim zbiór przedziałów czasu trwania czynności T danego procesu.

Każda czynność procesu określona jest w kalendarzu H trójką
są to współrzędne czynności w kalendarzu procesu.

Kalendarz procesu można przedstawić na trzy sposoby:

1. Przez podanie tablicy wartości współrzędnych poszczególnych czynności:

m	1	2	......	n-1	n
			......
			......

2.Przy pomocy harmonogramu:

n









n-1




2



1


1 2 3 4 5 6 7 8 9

2. Przedstawienie na płaszczyźnie czasowej

































Proces jest wielotaktowy, jeżeli można go rozłożyć na powtarzające się, co pewien czas takty (cykle). Proces taki opisuje wielotaktowy kalendarz procesu działania:













5






4







3

2






1













Dla pojedynczego taktu możemy zapisać także:


( kalendarz pojedynczego taktu)


( kalendarz całego procesu wielotaktowego)

Proces jest stochastyczny (losowe), gdy chociaż jeden element jego kalendarza jest zmienną losową.

W praktyce eksploatacyjnej mamy do czynienia z procesami stochastycznymi. Proces jest deterministyczny, jeżeli posiada kalendarz o wszystkich zmiennych ściśle określonych.

Program procesu działania - programem G procesu działanie P nazywamy parę uporządkowaną, której pierwszy elementem jest struktura I tego procesu drugim zaś jego kalendarz.




Programy procesu można podzielić na cztery podstawowe klasy:

1. Program deterministyczny szeregowy

2. Program deterministyczny rozgałęziony

3. Program stochastyczny szeregowy

4. Program stochastyczny rozgałęziony

Pojęcie urządzenia, podział eksploatacyjny urządzeń

Cechy ogólne urządzeń:

1. Funkcjonuję zgodnie z prawami fizyki

2. Są celowym wytworem człowieka z materii nieożywionej

3. Mają określone przeznaczenie

4. Ulegają uszkodzeniom i najczęściej wymagają obsługi

5. Mają skończoną żywotność

6. Przechodzą w swojej historii, przez co najmniej trzy fazy

• konstrukcji

• wytwarzania

• eksploatacji

7. Mogą być ulepszane

8. Mogą szkodzić człowiekowi

Urządzenie mechaniczne (maszyna) - jest to obiekt techniczny zawierający mechanizm lub zespół mechanizmów we wspólnej obudowie służący do przetwarzania energii lub wykonania określonej pracy mechanicznej. Cechą charakterystyczną każdej maszyny jest ruch jej części w skutek działania na niej sił lub momentów.

PODZIAŁ EKSPLOATACYJNY URZĄDZEŃ

1. Zasadnicze i pomocnicze

2. Przewoźne i stacjonarne

3. Jednokrotnego i wielokrotnego użytku

4. Naprawialne i nienaprawialne

5. Urządzenia zasileniowe, urządzenia informacyjne

6. Urządzenia jednofunkcyjne, urządzenia wielofunkcyjne (kombajny)

7. Mechaniczne, elektryczne, elektroniczne, itp.

KLASYFIKACJA RODZAJOWA ŚRODKÓW TRWAŁYCH

- budynki i budowle

- kotły

- maszyny energetyczne

- urządzenia i aparaty specjalne branżowe

- urządzenia techniczne

- środki transportowe

- maszyny

- urządzenia i aparaty ogólnego zastosowania

- narzędzia

PODZIAŁ EKSPLOATACYJNY MASZYN


ZASADY EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ

Zasada eksploatacji - to termin o 3 znaczeniach :

1. Znaczeniu dyrektywnym

2. Znaczeniu postulatywnym

3. Znaczeniu kryterialnym

ad.1

Przez zasadę eksploatacji o znaczeniu dyrektywnym rozumie się dyrektywę (regułę, normę) ustanowioną przez szczebel wyższy dla szczebli niższych w systemie eksploatacji maszyn, czyli są to: polecenia, rozporządzenia, zobowiązania, rozkazy, których nie spełnienie spowoduje określone sankcje.

ad.2

Przez zasadę eksploatacji o znaczeniu postulatywnym rozumie się postulat (radę praktyczną, wskazówkę) przyjęty najczęściej w wyniku wieloletnich doświadczeń.

ad.3

Przez zasadę eksploatacji o znaczeniu kryterialnym rozumie się kryterium oceny co najmniej dwóch działań eksploatacyjnych.

Formalny zapis zasady eksploatacji:

Jeżeli p to q - jeżeli wystąpi (zaistnieje) p to należy czynić q

Warunek formalny stosowalności zasady eksploatacji

Z_ij


k - przedmiot zasady (urządzenie, którego dotyczy zasada, np.obrabiarka).

Ψ - operator działania, np. użytkowanie, obsługiwanie, przechowywanie, itp.

Ω - operator metadziałania, np. planowanie użytkowania, wdrażanie użytkowania, itp.

i - numer poziomu decyzyjnego, na którym zasadę ustanowiono.

j - numer poziomu decyzyjnego dla którego zasadę ustanowiono.

Z - treść zasady (zdarzenie, które powinno zajść).

t - rok ustanowienia zasady.

τ - przedział czasowy, w którym zasada obowiązuje.

Wielkości : i, j, Ω, Ψ, k, t, τ nazywamy parametrami zasady

k - zakres przedmiotowy zasady

Ω, Ψ - zakres merytoryczny zasady

t, τ - zakres kalendarzowy zasady

i, j - zakres organizacyjny zasady

KLASYFIKACJA ZASAD EKSPLOATACJI

Zasady eksploatacji dzielimy wg następujących czynników:

1. Przedmiotu zasady

2. Parametrów merytorycznych zasady, np. zasady użytkowania, obsługiwania, itp.

3. Parametrów organizacyjnych zasady (zasady szczebla centralnego i szczebli niższych)

WYKRYWANIE I REJESTROWANIE ZASAD EKSPLOATACJI W RZECZYWISTYM SYSTEMIE EKSPLOATACJI

W praktyce zasady eksploatacji są formułowane najczęściej metodą prób i błędów.

Schemat metodyki badań istniejących zasad eksploatacji




KONCEPCJA WERYFIKACJI ZASAD EKSPLOATACJI

W praktyce często występuje problem jak zweryfikować zasadę eksploatacji funkcjonującą już w systemie lub dopiero projektowaną.

Weryfikacja - w celu usprawnienia

Wyróżniamy dwie metody weryfikacji:

1. Naturalna ( jedno- lub wielogrupowa )

2. Modelowa

ad.a)

Naturalna weryfikacja (eksperyment naturalny) :

Jednogrupowa - identyfikacja istniejącej zasady eksploatacji, następuje w czasie rzeczywistym w odniesieniu do jednego urządzenia.

Wielogrupowa - realizuje się równolegle eksploatację w kilku grupach (urządzeniach), z których każda jest sterowana wg innej zasady eksploatacji.

ad.b)

Modelowa weryfikacja - badaniu zostaje poddany model matematyczny, fizyczny, itp.

PRZEGLĄD WYBRANYCH ZASAD EKSPLOATACJI

1. Zasady sterowania eksploatacją

2. Zasady realizowania eksploatacji

UŻYWANIE CZĘŚCI MASZYN

1. TARCIE - jest to zespół zjawisk wywołujących opór podczas przemieszczania stykających się ze sobą ciał stałych. Jest to tzw. tarcie zewnętrzne.










2. ZUŻYCIE, A ZUŻYWANIE

Zużywanie - jest to proces zmiany stanu części, węzła kinematycznego, zespołu lub maszyny, w wyniku którego następuje utrata ich właściwości użytkowych.

Zużycie - określa stan części, węzła kinematycznego, zespołu lub całej maszyny na określonym etapie procesu zużywania.


Węzeł kinematyczny - np. Czop i panewka - dwie części wykonujące ruch względny.

3. RODZAJE ZUŻYWANIA CZĘŚCI MASZYN




GRUPY I RODZAJE ZUŻYWANIA MECHANICZNEGO METALOWYCH CZĘŚCI MASZYN




Nigdy nie występuje tylko jeden rodzaj zużywania, ale z reguły jeden dominuje i dlatego od niego pochodzi nazwa występującego zużycia.

Zużywanie ścierne - proces niszczenia warstw wierzchnich elementów współpracujących ze sobą w wyniku skrawającego, rysującego, bruzdującego i ścinającego oddziaływania nierówności ich powierzchni lub cząstek ciał stałych, np. ścierniwa i produktów zużywania znajdujących się między tymi powierzchniami.

Zużywanie przez sczepianie I-go rodzaju (adhezje) - proces intensywnego niszczenia powierzchni części maszyn podczas tarcia objawiający się plastycznym odkształceniem wierzchołków nierówności, pojawieniem się lokalnych sczepień obu powierzchni oraz niszczeniem powstałych sczepień przez odrywanie cząstek metal. Objawia się przy stosunkowo niewielkich prędkościach względnych i dużych naciskach.

Zużywanie przez sczepianie II-go rodzaju (cieplne) - proces intensywnego niszczenia powierzchni metali wywołany nagrzaniem strefy tarcia do temperatury zmiękczenia metalu. Występuje w warunkach dużych nacisków i dużych prędkości względnej.

Zużywanie w wyniku utleniania - polega na tworzenie się i niszczeniu warstewek tlenków na kontaktujących się powierzchniach. Jest to najmniej intensywny i najbardziej pożądany rodzaj zużywania.

Scuffing - rodzaj zużywania, na który składają się procesy zużywania ściernego i adhezyjnego. Bardzo intensywny i niekorzystny proces.

Zużywanie prze łuszczenie (spaliny) - jest procesem o charakterze dynamicznym zmęczeniowym występującym przy braku lub niedostatku smaru i polega na tworzeniu i rozprzestrzenianiu się mikropęknięć prowadzących to oddzielania cząstek od podłoża. Występuje w kołach zębatych i łożyskach.

Zużywanie gruzełkowe (pitting) - jest to proces o charakterze dynamicznym zmęczeniowym występującym przy tarciu tocznym w obecności smaru. Polega na tworzeniu i rozprzestrzenianiu mikropęknięć prowadzących to oddzielania cząstek od podłoża, a czynnikiem wspomagającym jest rozłupywanie mikroszczelin w wyniku dynamicznego działania klinów smarowych.

Fretting - zużywanie ścierno-korozyjne (korozja tarciowa) występuje najczęściej w warunkach ruchu postępowo zwrotnego kontaktujących się powierzchni oraz przy intensywnie korodującym środowisku.

Ogólny przebieg procesów zużywania części maszyn




Przebieg zużycia w skutek tarcia współpracujących części:

1 - zużycie

2 - nośność powierzchni

3 - intensywność zużywania

4 - zużycie przy tarciu tocznym

I -okres docierania

II - okres normalnej pracy

III - okres zużywania katastroficznego

Z - zużycie

I - intensywność zużywania

Typowa krzywa zużycia - krzywa Lorentza




SMAROWANIE

1. Smarowanie - jest to wprowadzenie substancji smarującej między trące powierzchnie oraz związane z tym procesem przekształcenie tarcia suchego w tarcie płynne lub mieszane.

2. Zadania (funkcje) smarów :

- zmniejszenie oporów tarcia oraz zmniejszenie strat energii i zużywania tarciowego

- zmywanie i usuwanie zanieczyszczeń ze współpracujących powierzchni

- ochrona powierzchni przed korozją

- odprowadzanie ciepła z obszaru tarcia

- amortyzacja drgań i obciążeń uderzeniowych

- zmniejszenie luzów w połączeniach ruchowych

3. Rodzaje tarcia:

I. Ze względu na przeznaczenie:

- smary płynne silnikowe (oleje silnikowe)

- smary płynne przekładniowe

- smary płynne wrzecionowe

- smary maziste do łożysk ślizgowych i tocznych

- smary specjalne

II. Ze względu na konsystencję:

- smary płynne (ciecze, gazy)

- smary maziste

- smary stałe, np. grafit, dwusiarczek molibdenu [MoS₂], mikka

III. Ze względu na pochodzenie:

- smary mineralne (produkty otrzymywane z ropy naftowej lub węgla)

- smary organiczne (tłuszcze)

- smary syntetyczne

4. Cechy smarów:

I. Gęstość:


- cecha fizyczna smarów

II. Lepkość: jest to miara tarcia wewnętrznego, jest to opór wewnętrzny spowodowany tarciem cząsteczek substancji podczas ich przesuwania wobec siebie.

III. Penetracja: jest to głębokość na jaką pogrąża się w smarze mazistym znormalizowany stożek penetratora w ściśle określonych warunkach obciążenia.

IV. Smarność: jest to cecha systemowa, wskazująca na zdolność do tworzenia warstw granicznych, czyli zdolność do trwałego przylegania do powierzchni ciał stałych na skutek przyciągania cząsteczkowego.

V. Temperatura krzepnięcia: określa dolną granicę stosowania smaru płynnego jako czynnika smarującego.

VI. Temperatura skroplenia i topnienia: (dotyczy smarów mazistych) jest to temperatura, w której ze stopniowo ogrzewanego smaru wydzieli się pierwsza kropla w formie płynnej; jest to górna granica stosowania smaru mazistego.

VII. Temperatura krytyczna: to temperatura, w której warstwy graniczne tracą swe zdolności do trwałego sczepiania się z powierzchnią metalową.

VIII. Temperatura zapłonu: to najniższa temperatura, w której badany produkt, ogrzewany w ściśle określonych warunkach wydziela ilość pary wystarczającą do wytworzenia z powietrzem mieszaniny zapalającej się przy zbliżeniu płomienia.

IX. Starzenie: to skłonność do utraty początkowych właściwości fizyczno-chemicznych w miarę upływu czasu.

5. Sposoby smarowania:

I. Smarowanie hydrostatyczne (HS) - polega na rozdzieleniu współpracujących powierzchni przez wytworzenie tzw. poduszki smarnej, odpornej na przerywanie, zapobiegającej występowaniu styku suchego oraz zdolnej do wytworzenia odpowiednich sił unoszących

równoważących nacisk normalny. Występuje w przypadku małych prędkości względnych elementów węzła kinematycznego oraz małych i średnich nacisków. Stosuje się w łożyskach ślizgowych wzdłużnych i poprzecznych. Rozróżnia się smarowanie hydrostatyczne - medium smarującym jest olej oraz aerostatyczne - medium smarującym jest gaz (najczęściej powietrze).

II. Smarowanie hydrodynamiczne (HD) - polega na tworzeniu się warstwy smaru (klina smarowego) mającego zdolności unoszenia i rozdzielania trących po sobie ciał stałych w wyniku powstawania w warstwie smaru ciśnień hydrodynamicznych. Klin smarowy jest wytwarzany przez pompujące działanie czopa wirującego w panewce. Smarowanie hydrodynamiczne ma miejsce w warunkach dużych prędkości względnych oraz małych i średnich nacisków.
III. Smarowanie elastohydrodynamiczne (EHD) - smarowanie to zachodzi głównie w łożyskach tocznych i przekładniach zębatych w warunkach bardzo dużych obciążeń stykowych i powyżej pewnej prędkości względnej współpracujących powierzchni. Stykające się powierzchnie odkształcają się sprężyście.

6. Względna grubość warstwy smarowej λ







Względna grubość warstwy smarowej λ




7. Systemy smarowanie i doprowadzania smaru




Sposób doprowadzania smaru do obszaru współpracy par kinematycznych. Każdy system smarowania składa się z następujących elementów: par trących, środków smarujących, urządzeń doprowadzających smary. Może ponadto być wyposażony w: urządzenia oczyszczające smar z zanieczyszczeń mechanicznych(filtry), uszczelnienia zapobiegające nadmiernym stratą smaru, osłony przed dostaniem zanieczyszczeń z zewnątrz, układy kontroli dopływu smaru do punktu, wskaźniki poziomu zawartości środków smarujących w układzie.

Wartość λ intensywności uszkodzeń zależy od złożoności obiektu ( In prostszy obiekt tym λ mniejsze) oraz od warunków użytkowania. w warunkach laboratoryjnych współczynnik poprawkowy k=1

np.: w samolocie k=100 ; w rakiecie k=1000

k - współczynnik zwiększający λ zależny od warunków użytkowania.

Modele matematyczne do badań niezawodności:

Do określenia niezawodności wykorzystuje się następująca modele matematyczne:

• Rozkład wykładniczy

• Rozkład normalny Gaussa

• Rozkład Weibulla

• Rozkład Gamma

Rozkład wykładniczy:











f(t) f(t) R(t) λ

λ=const









t t t t


- wykładnik prawa niezawodności

Rozkład normalny Gaussa











f(t) F(t) R(t) λ(t)





t t t t

Metodyka szacowania niezawodności:

Aby określić niezawodność obiektu należy:

• Wybrać próbę losową z pewnej populacji obiektów

• Przeprowadzić badanie trwałości obiektów z tej próbki

• Wyznaczyć funkcję gęstości prawdopodobieństwa f(t)

• Wyznaczyć dystrybuantę trwałości F(t)

• Obliczyć niezawodność R(t) badanych obiektów

Rozumowanie oparte na metodach probabilistycznych przyjmujemy nie jako zdeterminowane, lecz jako wiarygodne

Słowny zapis miary niezawodności

f(t)= liczba obiektów uczestniczących w jednostce czasu w czasie t


liczba obiektów w czasie t=0

F(t)= skumulowana liczba uszkodzeń do czasu t


liczba obiektów w czasie t=0


R(t)= liczba obiektów funkcjonujących w czasie t

liczba obiektów w czasie t=0

Często jako miarę niezawodności stosuje się również funkcję λ=f(t)

λ(t)= liczba obiektów uszkodzonych w jednostce czasu w czasie t


liczba obiektów w czasie t=0

Niezawodność obiektów złożonych:

• Struktura szeregowa

















np.:R(3)=0,7*0,9*0,9=0,567

• Struktura równoległa





















-prawo rezerwy

k - liczba elementów

1. Metodyka realizacji systemu obsługi technicznej:

Maszyny i urządzenia ulegają w procesie użytkowania zużywaniu i stopniowo lub gwałtownie tracą swoją sprawność techniczną. Taki stan rzeczy powoduje powstawanie przestoju.

• Przestoje:

• Przewidywane (planowe)

• nie przewidywane

• Przestoje nie przewidywane

• Świadome przerywamy dalsze użytkowanie z powodu niesprawności technicznej maszyny

• Jesteśmy pod przymusem sytuacji (brak prądu, brak ruchów roboczych)

• Przyczyny przestojów nie przewidywane:

• Zużycie elementów składowych

• Niewłaściwe rozwiązania konstrukcyjne elementów (niewłaściwe obliczenia)

• Niewłaściwe przeprowadzony remont

Przegląd - stanowi podstawową formę obsługi technicznej, obejmując konserwacje, regulacje, diagnostykę i profilaktykę. Celem przeglądu jest wykrycie niedomagań i uszkodzeń oraz ich usunięcie przez regulację lub elementarne naprawy.

Naprawa - stanowi formę obsługi technicznej, umożliwiającej doprowadzenie do stanu używalności uszkodzonych ogniw lub podzespołów maszyn. Integralnym składnikiem naprawy jest regulacja, która obejmuje szereg czynności technologicznych na części zużyte w celu przywrócenia jej właściwości użytkowych.

Remont - dotyczy jednoczesnej kompleksowej naprawy wszystkich zespołów w maszynie lub ich wymiary.

Naprawa jest elementem składowym remontu.

Konserwacja - są to czynności związane z czyszczeniem, smarowaniem, sprawdzaniem stanu technicznego i zabezpieczeniem eksploatacyjnym.

Czyszczenia - ma na celu usunięcie pozostałości zabezpieczeń antykorozyjnych, opakowaniowo-transportowych, pokryć ochronnych, itp., jakie zostały poczynione dla prawidłowego zakonserwowania obiektu

Miary cyklu remontowego:

-czas kalendarzowy

-czas pracy

-ilość wykonanej pracy (usług)

Składniki cyklu remontowego:

-remont kapitalny -K

-remonty średnie -S

-remonty bieżące -B

-przeglądy okresowe -P

3. Struktura cyklu remontowego

Przykładowa struktura cyklu remontowego obejmuje:

a) jeden remont kapitalny -


b) dwa remonty średnie -S

c) sześć remontów bieżących, w tym:-trzy remonty bieżące nr 1 -


-trzy remonty bieżące nr 2 -


d) dziewięć przeglądów okresowych i serwisów -





4. Proces technologiczny remontu maszyn

Proces technologiczny remontu- czynności operacyjne oraz pomocnicze przeprowadzane w celu przywrócenia maszynom pierwotnego stanu niezbędnej wartości użytkowej.

Proces technologiczny dzieli się na fazy- są to główne etapy procesu technologicznego remontu:

1) demontaż

2) weryfikacja części

3) weryfikacja zespołów

4) kompleksowa naprawa zespołów

5) regeneracja części

6) montaż

7) czynności regulacyjne, kontrolne, inne prace wykańczające, próby

Operacja procesu technologicznego remontu- jest to zamknięty składnik fazy procesu technologicznego remontu, obejmujący szereg logicznie powiązanych czynności.

Wyróżniamy następujące rodzaje operacji:

1. demontażową- wydzielenie jednostki niższego rzędu lub samej części z jednostki wyższego rzędu

2. montażową- działanie odwrotne do operacji demontażowej

3. obróbkową (regeneracyjną) - taka sama jak procesu technologicznego części nowo wytwarzanej

4. aparaturową- niektóre czynności mycia, malowania, itp.

5. kontrolno-pomiarową- obejmującą pomiary, działania diagnostyczne oraz regulacje zamontowanej maszyny

Składnikiem operacji są zabiegi.

Zabieg- jest to część składowa operacji procesu technologicznego remontu, którą wykonuje się w określonym miejscu, przy użyciu tych samych narzędzi i przyrządów oraz przy niezmienionym sposobie wykonywania pracy.

5. Technologiczność remontów.

Technologiczność remontowa (podatność na remonty) - polega na przystosowaniu maszyn, zespołów i części do przeprowadzenia czynności remontowych.

34

Wa

potrzeba

projektowanie

wytwarzanie

eksploatacja

likwidacja

Wa

Wa

Wa

konstrukcji

technologii

H

Ma

użytkowanie

obsługiwanie

H

Ma

recycling

EKSPLOATYKA

STOSOWANA

EKSPLOATYKA

MATEMATYCZNA

modelowanie

pragmatyczne

EKSPLOATYKA

OPISOWA

EKSPLOATYKA

FORMALNA

eksploatyka ilościowa

modelowanie

matematyczne

modele pragmatyczne

OPISOWA

modele

matematyczne

modele

opisowe

modele

formalne

modelowanie

sterujące

modelowanie

logiczne

eksploatyka jakościowa

modelowanie

opisowe

obszar

praktyki

obszar

teorii

RZECZYWISTOŚĆ

EKSPLOATACYJNA

(oryginał eksploatacyjny)

OGÓLNA TEORIA

DZIAŁANIA

(prakseologia)

OGÓLNA TEORIA

OBIEKTU

(teoria systemów)

OGÓLNA TEORIA

EKSPLOATACJI

OGÓLNA TEORIA

URZĄDZENIA

BADANIA OPERACYJNE

(cybernetyka techniczna)

FIZYKA TECHNICZNA

(szczegółowe nauki techn.)

TEORIA EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ

Cel: zaspokojenie potrzeb społeczno-gospodarczych

Proces operacyjny (eksploatacja urządzeń)

Pr Prz R O

Proces wytwórczy (produkcja urządzeń)

Pr Prz R O

Proces projektowy (konstrukcja i technologia)

Pr Prz R O

Potrzeby społeczno-gospodarcze

PROCES

OPERACYJNY

PO

PZ

PO

PE

Proces zarządzania

Proces eksploatacji

PR

P

PU

PO

planistyczno-decyzyjny

planistyczno-sprawozdawczy

użytkowania urządzeń

obsługiwania urządzeń

WYMAGANIA

EKSPLOATACYJNE

NIEZAWODNOŚĆ

EKSPLOATACYJNA

STOSOWALNOŚĆ MASZYNY DO WYK. WYZN. ZADAŃ

SPECJALNE WYMAGANIA EKSPLOATACYJNE

odporność na zużycie

wytrzymałość i sztywność

odporność na drgania

zabezpieczenie przed przeciążeniem

niezawodność urządzeń rozruchowych

wykonywanie przez maszynę żądanych czynności

możliwość podwyższenia wydajności pracy

odpowiedni zakres regulacji

konieczna i wystarczająca moc

ochrona bezpieczeństwa pracy robotnika

najmniejszy możliwy gabaryt

największa moc przy najmniejszym ciężarze i gabarycie

trwałe zachowanie dokładności

cichobieżność pracy

estetyka i komfort maszyn i wyposażenia

EKSPLOATACJA

UŻYTKOWANIE

OBSŁUGIWANIE

ZASILANIE

ZARZĄDZANIE

PRZEGLĄDY I KONSERWACJE

NAPRAWY

OCENA STANU

regulacja

czyszczenie

uzupełnienie płynów

konserwacja

regeneracja

montaż

demontaż

weryfikacja

pomiary bezpośrednie

pomiary pośrednie (diagnostyka)

y

x

z

przedmiot

(sprawca)

pośrednik

(narzędzie)

przedmiot

(tworzywo)

MIKROOTOCZENIE

MAKROOTOCZENIE

Z

O

X

Y

po

m

śo

Ku

ub

ob

Ke

Ko

O

SYSTEM EKSPLOATACJI

BEZPOŚREDNIEJ

SYSTEM OBSŁUGIWANIA




SYSTEM UŻYTKOWANIA




System użytkowania

System operacyjny

System

zaopatrzenia

System

obsługi

System eksploatacji bezpośredniej

Dlaczego?

Po co?

Gdzie?

Kiedy?

Jak?

Kto?

Co?

m

→

∧

∨

≠



0

0

i1

i3

i2

1

3

4

2

2

3

4

1

1

3

2

1

3

2

---