EKSPLOATACJA - wszelkie działania dotyczące maszyny od chwili jej wytworzenia do chwili likwidacji decydujące o efektywności i skuteczności jej zastosowania oraz możliwościach realizacji celów przez tę maszynę dla których została zaprojektowana i wyprodykowana

STRUKTURA SYSTEMU

Między elementami systemu istnieją różnorodne związki (zależności), które nazywamy relacjami. Relacje te, w zależności od problemu, dla każdego rozwiązania został zbudowany system, mogą być różnych typów: mogą wynikać ze struktury systemu, mogą być logiczne przyczynowe, skutkowe itd. Strukturę systemu można więc zdefiniować następująco: Struktura systemu R jest to ciąg relacji <R1,R2,...,Rn>, określonych na zbiorze elementów systemu E={ei}, i=1,n, którego składnikami są relacje od jedno- do wieloczłonowych, umożliwiających racjonalną realizację zadań systemu. Relację zapisujemy jako podzbiory iloczynu kartezjańskiego: ExEx...xE=E^(j) , j=1,N Przy tym dla j =1 mówimy o relacjach jednoczłonowych wyrażających własności indywidua- lnych elementów , co oznacza, że relacja ta jest utożsamiana z cechą której posiadanie przez element powoduje zaliczenie go do zbioru elementów systemu E. Równanie znaczenia pojęcia relacji (związku między elementami) z pojęciem cechy ma znaczenie symboliczne, analogicznie jak wprowadzenie pojęcia zbioru pustego w teorii zbiorów. Relację tę (jednoczłonową) nazwano relację systemotwórczą Jest to zatem relacja, której odpowiednie sformułowanie umożliwia dokonania wyboru z fragmentu rzeczywistości tych i tylko tych elementów które posiadają cechę (wyróżnik) wspólną dla elementów tworzących zbiór systemu, a opisaną w relacji systemotwórczej. Możemy to zapisać następująco: E_Sr(a)=e{(e E_OT) ^ (aRe)} Esr(a)- zbiór elementów budowanego systemu utworzonego przez relację systemotwórczą R(a), posiadających cechę a . e- element obiektu badań posiadający cechę a. Eot- zbór elementów obiektu badań. Mówiąc inaczej relacja systemotwórcza R umożliwia dokonanie wyboru ze zbioru elementów obiektu badań Eot tylko tych elementów, które posiadają cechę a i utworzenie z nich podzbioru elementów budowanego systemu Esr(a).

Dla j=2 mówimy o relacjach dwuczłonowych, wyrażających wszystkie stosunki (zależności), zachodzące między dwoma elementami (zmiennymi) systemu. Relację te zapisujemy następująco R2=ExE np. dla systemy trójelementowego otrzymamy następują. iloczyn kartezjański: [e1,e2,e3]x[e1,e2,e3] w wyniku tego mnożymy każdy z każdym otrzymując ciąg par<e1,e1><e1,e2>,<e1e3>; <e2e1>,<e2e2>,<... wyrażających wszystkie możliwe związki zachodzące między parami elementów w systemie trójelementowym Przy tym relacje <e1e1>,<e2e2>, <e3e3> należy interpretować jako oddziaływanie elementu na samego siebie (np. element zużywany poprzez ścieranie powoduje powstawanie produktów zużycia, zwiększających intensywność jego zużycia). Opisana struktura systemu obejmuje ogół relacji określonych na zbiorze elementów systemu, od jedno- do j- członowych dla j= 1,2,...,N. Oznacza to że struktura ta obejmuje każdą z możliwych relacji, jaka w trakcie badań z przyjętego punktu widzenia może okazać się przedmiotem naszego zainteresowania i z tego powodu nazywamy ją strukturą ogólną.

DEFINICJA SYSTEMU

jest trójką uporządkow. <E,R,∅> składającą się ze zbioru elementów E, ciągu R określonego jako relacja na elem. zbioru E i zbioru celów ∅ realizow. przez system. E - zbiór elementów s; R - struktura; ∅ - f-cja celów Między elem. systemu istnieją różnorodne związki (zależności) które nazyw. relacjami.

SYSTEM EKSPLOATACJI

jest to system rzeczywisty, w którym realizowane są procesy sterowane. Składowe procesu eksploatacji - Procesy sterowane{procesy przedużytkowe, użytkowania, zapewniania zdatności, logistyczne, wspomagające sterowanie (diagnostyczne i badawcze)} - procesy niesterowane {destrukcyjne}. System sterowany którego celem jest osiągnięcie porządanego stanu nazywamy sys celowym.

SYSTEMY EKSPLOATACJI

maszyn są systemami rzeczywistymi, w których realizowane są procesy sterowania będące składowymi procesu eksploatacji dotyczące maszyn w fazie ich eksploatacji. Hierarchia struktury systemu eksploatacji: -istnieje relacja nadrzędności i podrzędności;- na dół idą rozkazy a do góry informacje o wykonaniu;- są niereformowalne;- powodzenie wykonania zadania zależy od realizacji zadań przez podsystemy podrzędne;- na tych samych systemach tego samego poziomu istnieją konflikty celu

DEKOMPOZYCJA SYSTEMU;

Z definicji systemu wynika , że każdy system można podzielić na podsystemy , czyli systemy usytuowane są na niższym poziomie , a każdy podsystem z kolei ma jeszcze mniej złożone podsystemy aż do elementarnych podsystemów włącznie. Elementarnym podsystemem (elem działającym) nazywamy taki podsystem w którym nie wyodrębniamy już podsystemów niższego poziomu( przedmiot materialny, który w określony sposób zależy od innych przedmiotów materialnych i w określony sposób oddziałuje na inne przedmioty materialne). Liczba poziomów dekompozycji jest dowolna i zależy od tego kto jej dokonuje. Im większy podział tym dekompozycja jest bardziej szczegółowa. W trakcie podziału systemu na podsystemy należy przestrzegać następujących rygorów metody systemów: funkcjonalność, ścisłość, niezmienność, zupełność, rozłączność, hierarchiczność.
W trakcie analizy złożonych systemów technicznych dokonujemy ich dekompozycji na podsystemy, które nazywamy podsystemami pierwszego poziomy dekompozycji lub elementami składowymi systemu.
Rygory met systemowej: a) funkcjonalność - podsystemy powinny być ze względu na spełniane funkcje, a nie ze względu na rozmieszczenie przestrzenne; b) ścisłość - system powinien być ściśle określony, aby było wiadomo co do niego należy a co nie; c) niezmienność - określenia systemu powinno być niezmienne w całym toku rozważań. Jest niedopuszczalne, aby jakieś elem były traktowane jako należące do systemu, a czasem jako nie; d) zupełność - podział systemu na podsystemy powinien być zupełny. System nie może zawierać elem nie należących do żadnego z jego podsystemów e) rozłączność - podział systemu na podsystemu powinien być rozłączny. Podsystem nie może zawierać elem należących do kilku podsystemów jednocześnie. Przynależność elem do jednego podsystemu wyklucza przynależność tego elem do innego podsystemu f) hierarchiczność - każdy system może być rozpatrywany jako podsystem lub element innego, bardziej złożonego systemu zwanego nadsystemem lub supersystemem. Wynika z tego, że każdy system można badać w dwóch aspektach : jako elem nadsystemu lub system składający się z podsystemów.
wł złoż systemu techn a) zlożony system techn posiada globalny cel działania oraz cele lokalne odpowiadające jego podsystemom; b) realizacja celów lokalnych prowadzia do osiągnięcia celu globalnego, co nie oznacza, że cel globalny jest suma celów lokalnych; C) ilość relacji i podsystemów jest uzależniona od ilości dekompozycji; d) stopień poznania systemy wzrasta przy sukcesywnym przechodzeniu z jednego poziomu na drugi tzn. im niższy poziom rozpatrujemy tym bardziej szczegółowo poznajemy system, natomiast inm wyższe rozpatrujemy poziomy, tym bardziej zrozumiałym staje się sens istnienia oraz jego znaczenie w systemie, którego jest dekomponentem; e) z zasad dekompozycji systemu wynika, że z ruchem ku górze maleje liczba podsystemów, natomiast zwiększa się ich znaczenie; f) relacje między podsystemami na tym samym poziome dekompozycji (tzw. Poziomowe) wynikają z zależności funkcjonalnych między podsystemami, natomiast relacje między podsystemami usytuowanymi na różnych poziomach (tzw. Pionowe) wynikają z roli tych podsystemów w systemie; g) ograniczając rozważania do zbioru podsystemów z jednego poziomy dekompozycji, które traktujemy wówczas jako zbiór pełny elementów systemu E, pomijamy relacje pionowe i zawężamy nasze rozpatrywania do układu relacji poziomych, tracąc możliwość oceny znaczenia tych podsystemów w systemie.

DIAGNOSTYKA

- nauka o metodach i środkach zbierania informacji o OT, C , O_T , Diagnostyka ( medyczna, Budowlana, Maszyn - projekt, wytwarzania, eksploatacji) diagnoza - Ustalenie stanu maszyny w chwili t_o musimy pomierzyć dane wartości i nanieść je. geneza - stan maszyny w chwili t_o - t , jest to stan poprzedni. prognoza - stan maszyny w chwili t_o + t Jest wnioskowana na podstawie diagnozy i genezy. Sama diagnoza ma małą wartość użytkową. Diagnoza jest to proces w wyniku realizacji którego otrzymujemy informację diagnostyczną. zdatność zadaniowa - zdolność do realizacji zadania, zmiana zadania może spowodować iż obiekt będzie niezdatny. stan zdatności funkcjonalnej - stan w którym wartości istotnych parametrów mieszczą się w określonych granicach .diagnostyka techniczna - w etapie eksploatacji - nauka o ustalaniu stanu maszyny bez jej demontażu oraz ustaleniu elementu uszkodzonego. Podczas diagnozowania badamy wartości procesów realizowanych przez maszynę , na tej podstawie wnioskujemy o obiekcie technicznym. Diagnostyka wykorzystuje metody pośrednie.

DIAGNOSTYKA

jest nauką o metodach i środkach zbierania informacji o obiekcie, operatorze i otoczeniu. Diagnostyka eksploatacji- dotyczy ustalenia stanu maszyny i elementów uszkodzonych bez ich demontażu. Informacja diagnostyczna zawiera diagnozę. Diagnoza- ustalenie stanu maszyny na podstawie pomiaru wartości sygnałów diagnostycznych. Diagnostyka jest metodą pośrednią ( cos innego badamy a coś innego wnioskujemy). Sama diagnoza nie przynosi nam dostatecznych informacji. Musi być jeszcze prognoza. Prognoza- ocena stanu w czasie przyszłym (t+Δt). Geneza- diagnoza stanu w chwili poprzedniej (t-Δt). Diagnoza bez genezy nie upoważnia do stawiania prognozy. Istota polega na mierzeniu parametrów procesów realizowanych w maszynie i na tej podstawie możemy wnioskować o stanie elementu.

DIAGNOSTYKA ROLA I ZADANIA

Znaczenie i zadania diagnostyki techn w procesach istnienia maszy należy oceniać i wyanaczać na podstawie istotnych problemów , które nauka ta ma rozwiązywać w kolejnych fazach ich istnienia. Na Etapie wartościowania niezbędne jest dokonanie oceny trafności wyboru wariantu (sposobu) zaspokojenia potrzeby oraz oceny stopnia spełnienia oczekiwań odbiorcy, związanych z proponowanym wytworem. Kryteria jakie preferują odbiorcy to: k ekonomiczne (cena zakupu, koszty instalacji, użytkowania, napraw, konserwacji ipt), kryterium bezpieczeństwa, wydajności, satysfakcji, ekologiczności, ergonomiczności, mody. Analiza istniejących preferencji odbiorców w znacznym stopniu wyznacza zakres kryteriów wartościowania. Na etapie projektowania i konstruowania m z racji dokonywania ocen dot funkcjonalności, niezawodności, trwałości, efektywności, bezpieczeństwa, sprawności energetycznej, technologiczności, estetyki, ergonomii, efektywności eksploatacji itd. postacie diagnoz są bardzo złożone i róznorodne. Z tego powodu diagnostyka projektowo - konstrukcyjna jest nauką multidyscyplinarną. Celem diagnozowania konstrukcyjnego, realizowanego zwykle na prototypach maszyn, jest identyfikacja źródeł drgań i hałasu. Przekroczenie ustalonych kryteriów świadczy o błędach konstrukcyjno - montażowych. Diagnostyka kontrolna jest nauką zawierającą zbiór metod służących do kontroli jakości wytworzonych el i użytych do tego celu materiałów oraz metod oceny jakości procesu technologicznego i montażu el. Najbardziej do tej pracy rozwinięta i opłacalna ekono diagnostyka eksploatacyjna zawiera metody ocen bieżących , przyszłych i poprzedzających stanów maszym. Przy tym podstawowym zadanie diagnozowania maszyn, w fazie ich eksploatacji jest dostarczenie informacji decydentowi (operatorowi) niezbędnych do podejmowania racjonalnych decyzji eksplo dot sposobu postępowania z masz

PROCES EKSPLOATACJI

całokształt zdarzeń dotyczących maszyny od chwili jej wytworzenia do likwidacji decydujący o efektywności jej zastosowania. Zawiera podsystem logistyczny (podsys sterowania {decyzyjny; informacyjny}; zapewniania zdatności; diagnostyczny; użytkowania) i podsystem wykonawczy (kierowca, autobus) które wraz z otoczeniem wykonują cel. System - pojęcie wieloznaczne. Składają się z danych elementów, zależności między nimi (relacje). Musi być ściśle określony cel. S=<E, R, O>; gdzie S-system, E-zbiór elementów sys. ={e_i} i=1,2,3...; R- ciąg relacji = <R₁, R₂, R₃, ..., R_N>; O - cel. Element - musimy wybrać z otoczenia, możemy go opisać nieskończoną ilością cech mierzalnych C^M₁ ,C^M₂ , ...i niemierzalnych C^N₁ , C^N₂ , ...W tych elementach wybieramy tylko cechy istotne, więc zbiór cech jest zbiorem ograniczonym. Można określić wartości cech w granicach min< x < max. (np. tolerancje czopa); STAN SYSTEMU - Jest to zbiór wartości cech elementu systemu w danej chwili t. S_T=(C_1(t) ; C_2(t) ; ...; C_n(t)) stan elementu - jest uzależniony chwilą czasu, w każdej chwili stan elem może być inny. struktura systemu - to ciąg relacji na zbiorach elementu systemu S=R=< R₁ ; R₂ ; ... ; R_n > parametr struktury - zależność między dwoma cechami różnych elementów (np. pasowanie) relacja systemotwórcza - R₁ - relacja jest przyrównana do cechy elementu, jeżeli spełnia warunki (element) to wchodzi do systemu, a jeżeli nie to nie. system abstrakcyjny - bierzemy do systemu tylko te elementy, które wpływają na zadany problem S'=<E' ; R' ; '>

PROCES EKSPLOAT. MASZYN

to ogół procesów dotyczących maszyn w fazie ich eksploatacji. Faza ta to przedział czasu zawarty między chwilą wytworzenia tych maszyn a chwilą realizacji decyzji o ich likwidacji. W procesie eksploatacji można wyróżnić zbiór procesówsterowanychskładającysięzprocesów: •przygotowania maszyn do użytkowania (przechowywanie, transportowanie, instalowanie, docieranie, próby technol. ...) •użytkowania maszyn (precyzowanie celów działania, planowanie działań, przygotowywanie działań /pozyskiwanie zasobów/,budowa syst. działaniowego, pobudzenie do działania, dział.podstaw.wraz z nadzorowaniem ich realizacji,kontrol.wyników dział.i koordynacji działań, kontaktowanie się z otoczeniem ... •zapewnienia zdatności (obsługi:-w dni użytkowania, -okresowe,-gwarancyjne,-diagnostyczne,-konserwacyjne,-regulacyjne;•odnowy-naprawy:bieżące, średnie,główne,awaryjne,...;-wymiana, modernizacja,... •logistycznych (materiałowe,informacyjne,energetyczne,obiekty,ludzie)•likwidowania maszyn (sprzedaż,recyrkulacja,utylizacja,składowanie odpadów) •wspomagąjacych: •proc.diagnostyczne (diagn.stanu, genezowanie, pro-gnozowanie, monitorowanie, diagnozo.operatora,otoczenia,oceny porównawcze...,•proc. badawcze (bada. prototypów, bad.w naturalnych warunkachich działania, bad. przyspieszone, bad.proc i system eksploatacji, opracowanie nowych metod badawczych, ...;oraz procesy niesterowane:• zużycie tribologiczne (ścierne,adhezyjne,przez utlenianie, pitting, fretting,...) • zużycie korozyjne• zużycie erozyjne• zużycie chemiczne,...

ZADANIE ŻARÓWKI

Badamy N=40 żarówek (włączamy do prądu i mierzymy czas do uszkodzenia) czas pracy (H) 54,83,108,121,182,189,207,220,246,259,268,278,293,302,312,324,358,392,406,471,492,501,527,549,598,631,681,720,738,740,773,812,825,836,874,936,1023,1124,1172,1195.

Wyznaczamy parametr rozkładu

Średni czas pracy

Wariancja czasu pracy

Odchylenie standardowe - średnia wartość odchylenia od wartości średniej S= 315,21h

Rozkład empiryczny

D= max ti - min ti = 1195-54=1141

p - ilość przedziałów (przyjmujemy np. 6)

długość przedziału czasowego

zawsze zaokrąglamy w górę do liczby pierwszej

Szereg Uszkodzeń

dt	n(dt)		n(t)	N(t)	RN(t)	FN(t)	fN(t)
-2	6		6	34	0,85	0,15	0,00075
-4	12		18	22	0,55	0,45	0,0015
-6	7		25	15	0,375	0,625	0,000875
-8	6		31	9	0,225	0,775	0,00075
10	5		36	4	0,1	0,9	0,000625
12	4		40	0	0	1	0,0005
LN(t)
0,00075
0,001765
0,001591
0,002
0,002778
0,005

Niezwaodność empiryczna

- funkcja niezawodności - prawdopodobieństwo tego, że czas poprawnej pracy będzie dłuższy od zakładanego t

- funkcja zawodności (dystrybuanta) prawdopodobieństwo tego, że czas poprawnej pracy będzie krótszy od zakładanego t

- funkcja gęstości prawdopodobieństwa - pochodna dystrybuanty (funkcji zawodności) dla różnych rozkładów ma różne kształty.

- funkcja intensywności uszkodzeń - prawdopodobieństwo warunkowe uszkodzenia elementu w przedziale czasu (t, t+dt) pod warunkiem, że element nie uszkodził się do czasu t I - uszkodzenie elementów wadliwych; II- normalna eksploatacja; charakter czysto losowy; III - lawinowo wzrasta zużycie elementów (np. zużycie zmęczeniowe

N- liczność próby;

n(t)- liczność uszkodzonych w czasie t

N(t) - liczność zdatnych elementów do czasu t

n(t+dt) - ilość uszkodzonych elementów w czasie t+dt

Średnia ruchoma (wyrównuje wykres)

---