Мониторинг технического уровня изделий в составе парка неизвестного объема

A.В. Воловик, А.А. Клавдиев, В.В. Полещук,

B.Е. Трушников, С.В. Ефименко

МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ИЗДЕЛИЙ В СОСТАВЕ ПАРКА НЕИЗВЕСТНОГО ОБЪЕМА

Проведен анализ и обоснован метод асимптотического представления функции квантилей порядковых статистик. Исследования предложенного метода не выявили противоречий теоретическим положениям и результатам вычислительного эксперимента. Анализ подтвердил достаточную точность его применения для экстремального случая объема выборки, что может служить основанием для практического использования предложенного подхода при подтверждении требований по безопасности и по надежности высоконадежных изделий в экстремальных случаях выборочных наблюдений, когда о характере распределения параметра неизвестно ничего, кроме математического ожидания или его оценки. Ключевые слова: порядковая статистика, наработка до отказа, малая выборка, показатель, надежность, инцидент, безопасность.

В технической области существует большое число изделий, отдельные свойства качества, в частности: показатели надежности (безотказности) для которых не нормируются. Тем не менее, в процессе эксплуатации разработчику необходимо иметь представление об этом свойстве для своевременного принятия корректирующих мероприятий. Для этого представляется целесообразным воспользоваться понятием технический уровень изделия [1, 2].

Мониторинг технических характеристик изделия — осуществляемый с определенной периодичностью контроль таких свойств, как надежность и др. [3]. Он осуществляется на основе данных о фактическом техническом состоянии изделия [4].

Для обобщенной оценки технического уровня предлагается воспользоваться комплексным показателем, по которому будет возможно оценить его изменение на протяжении наблюдаемого периода [5]. Однако, достоверно неизвестный объем парка находящихся в эксплуатации изделий данного типа может привести к искажению результатов, на основании которых

ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 3. С. 45-50. © 2017. А.В. Воловик, А.А. Клавдиев, В.В. Полещук, В.Е. Трушников, С.В. Ефименко.

УДК 62.195: 519.798

принимаются решения по их доработке. Следовательно, задача заключается в формировании частных показателей, независимых от объема парка, сведение которых в комплексный позволит объективно оценивать технический уровень (мониторинг) в процессе эксплуатации.

В соответствии с теорией подобия [6] и положениями статистического приемочного контроля [7] соотношение признаков в выборке сходится по вероятности к их соотношению в партии независимо от их объемов. Следовательно, для исключения влияния неопределенного объема парка изделий и интенсивности их эксплуатации при мониторинге целесообразно перейти от абсолютных величин, характеризующих технический уровень, к относительным (соотношению).

Статистика проявления основных повторяющихся неисправностей одного типа главного вертолетного редуктора за период с 2002 г. по 2015 г. в абсолютных единицах представлена в табл. 1. Аналогичная статистика в относительных (относительно любой из зарегистрированных неисправностей с ненулевым проявлением) значениях представлена в табл. 2.

Для сравнения подходов к формированию частных показателей (в абсолютных и относительных единицах) на рис. 1 представлена динамика проявления неисправности «Разрушение подшипников МСХ».

Из рис. 1 видно качественное различие подходов: возрастающий тренд для графика в абсолютных единицах (линия 1) и более объективный убывающий тренд в относительных единицах (линия 2).

Для остальных неисправностей также можно показать различие, в том числе в углах наклона трендов.

Динамика проявления неисправности

Л В абсолютных

/ VI / единицах

Л \\/1 /АЛ

---У (—\ \---/V---/ \~/\ 3

-/- — 1 ---V--77 — Л -/----V/__ \ 4

\ г^ В относительных \

2 единицах

02 05 08 11 14 Годы эксплуатации

Рис. 1. Проявление неисправности «Разрушение подшипников МСХ»

Таким образом, переход от абсолютных значений частных показателей к относительным (их соотношению) позволяет не только нивелировать влияние численности парка, но и выявить качественный характер тенденций проявления

Технический уровень редуктора в /-том году рассчитывается по выражению, где смещение выбрано из соображений неотрицательной шкалы, т

™ I = 6 Р1г и ,

1=1

где г. — безразмерные показатели, причем Г = х^ / хщ; х — относительное проявление основных повторяющихся неисправностей, выявленных в /-том году (см. табл. 2); хБ. — относительное проявление основных повторяющихся неисправностей, выявленных в год, принятый за базовый. _

За базовый следует принять год, в котором хБц ^ 0 , 1 = 1,т , где т — количество основных повторяющихся неисправностей (из табл. 2 видно, что 2003 г. этому условию удовлетворяет).

Тогда весовые коэффициенты р., (Ц = \у т ), отражающие определенную модель поведения среды, находятся по выражению

[5]

у (

Р 1 =

(у * У

Подставив весовые коэффициенты в выражение (1) нетрудно рассчитать относительные значения технического уровня.

На рис. 2 показан график изменения технического уровня (1) редуктора по годам эксплуатации и его полиномиальный тренд третьей степени.

Рис. 2

Таблица 1

Проявление основных повторяющихся и всех зарегистрированных неисправностей в абсолютных единицах

№ Наименование неисправности Годы

пп 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

1 Разрушение подшипников МСХ 1 2 2 5 3 1 1 3 4 4 4 1 4 —

2 Ударное включение (невключение) МСХ 4 4 4 3 9 4 7 3 6 7 9 9 4 11

3 Выкрашивание на рабочих поверхностях колец подшипников промежуточных шестерен 3 2 5 5 6 8 6 6 6 4 5 4 4 13

4 Ложное срабатывание сигнализации «Стружка в редукторе» 1 2 1 4 2 3 1

Таблица 2

Относительное проявление основных повторяющихся неисправностей

№ Наименование неисправности Годы

пп 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

1 Разрушение подшипников МСХ 1,0 0,7 1,0 5,0 1,5 0,5 0,5 3,0 1,0 2,0 4,0 1,0 1,3 0,0

2 Ударное включение (невключение) МСХ 4,0 1,3 2,0 3,0 4,5 2,0 3,5 3,0 1,5 3,5 9,0 9,0 1,3 1,4

3 Выкрашивание на рабочих поверхностях колец подшипников промежуточных шестерен 3,0 0,7 2,5 5,0 3,0 4,0 3,0 6,0 1,5 2,0 5,0 4,0 1,3 1,6

4 Ложное срабатывание сигнализации «Стружка в редукторе» 0,0 0,3 0,0 0,0 1,0 0,5 2,0 2,0 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1

Из рис. 2 видно, что технический уровень редуктора в анализируемом периоде до 2009 г. снижался. Затем происходит его рост, причем в 2015 г. превышен уровень 2002 г., что свидетельствует об эффективности разработанных мероприятий по снижению числа неисправностей.

Можно показать, что единственной из рассмотренных основных повторяющихся неисправностей возрастающим трендом относительного проявления обладает ударное включение (не включение) МСХ. Это дает основания для выявления ее причины и разработки мероприятий по устранению.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия, термины и определения.

2. Голубев И. С. Основные задачи и принципы оценки технического уровня воздушного транспорта / Сборник трудов МИИ ГА. Эффективность и оптимизация систем и процессов гражданской авиации. — М., 1980.

3. ГОСТ Р 53394-2009 Интегрированная логистическая поддержка. Основные термины и определения.

4. ГОСТ Р 53393-2009 Интегрированная логистическая поддержка. Основные положения.

5. Грыцук В. Н. и др. Мониторинг надежности по рекламациям / Актуальные проблемы защиты и безопасности: Т. 2. — СПб.: НПО Спецматериалов, 2013. — С. 316—323.

6. Чхаидзе Н. Методы подобия и математического моделирования в исследовании сложных систем. — Тбилиси: Издательский дом «Технический университет», 2009. — 193 с.

7. ГОСТ Р ИСО/ТО 8550-1-2007 Статистические методы. Руководство по выбору и применению систем статистического приемочного контроля дискретных единиц продукции в партиях. Часть 1 Общие требования. ti^

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Воловик Александр Васильевич1 — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: volovikal@yandex.ru,

Клавдиев Александр Александрович2 — кандидат технических наук,

доцент, e-mail: kss1959@mail.ru,

Полещук Валерий Викторович1 — научный сотрудник,

e-mail: volovikal@yandex.ru,

Трушников Вячеслав Евстафьевич2 — доктор технических наук, доцент, e-mail: tvye@yandex.ru, Ефименко Сергей Владимирович2 — ассистент, e-mail: falcon.sergey@yandex.ru,

1 ОАО «Климов», Санкт-Петербург,

2 Санкт-Петербургский горный университет.

UDC 62.195: 519.798

Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 3, pp. 45-50.

A.V. Volovik, A.A. Klavdiev, V.V. Poleshchuk, V.E. Trushnikov, S.V. Efimenko

MONITORING OF PERFORMANCE STANDARDS IN AN UNCERTAIN SIZE PRODUCT POPULATION

In article the analysis is carried out and the method of asymptotic representation of function of quantiles serial the statistician is reasonable. Researches of the offered method didn't reveal contradictions to theoretical provisions and results of computing experiment. The analysis confirmed the sufficient accuracy of its application for an extreme case of volume of selection that can form the basis for practical use of the offered approach at confirmation of requirements for safety and on reliability of highly reliable products in extreme cases of selective supervision when about nature of distribution of parameter it isn't known anything, except a population mean or its assessment.

Key words: serial statistics, operating time to the full, small selection, indicator, reliability, incident, safety.

AUTHORS

Volovik A.V.1, Candidate of Technical Sciences,

Senior Researcher, e-mail: volovikal@yandex.ru,

Klavdiev A.A.2, Candidate of Technical Sciences,

Assistant Professor, e-mail: kss1959@mail.ru,

Poleshchuk V.V}, Researcher, e-mail: volovikal@yandex.ru,

Trushnikov V.E.2, Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor,

e-mail: tvye@yandex.ru,

Efimenko S.V.2, Assistant, e-mail: falcon.sergey@yandex.ru,

1 JSC «Klimov», Saint-Petersburg, Russia,

2 Saint Petersburg Mining University, 199106, Saint-Petersburg, Russia.

REFERENCES

1. Upravlenie kachestvomproduktsii. Osnovnyeponyatiya, terminy i opredeleniya, GOST 15467-79 (Product quality control. Basic notions, terms and definitions, State Standart 15467-79).

2. Golubev I. S. Effektivnost' i optimizatsiya sistem i protsessov grazhdanskoy aviatsii. Sbornik trudov MII GA (Collected papers of the Moscow State University of Civil Aviation), Moscow, 1980.

3. Integrirovannaya logisticheskaya podderzhka. Osnovnye terminy i opredeleniya, GOST R 53394-2009 (Integrated logistical support. Key terms and definitions, State Standart R 53394-2009).

4. Integrirovannaya logisticheskaya podderzhka. Osnovnye polozheniya, GOST R 533932009 (Integrated logistical support. Basic provision, State Standart R 53393-2009).

5. Grytsuk V. N. Aktual'nyeproblemy zashchity i bezopasnosti, T. 2 (Urgent problems of safety and security, vol. 2), Saint-Petersburg, NPO Spetsmaterialov, 2013, pp. 316—323.

6. Chkhaidze N. Metody podobiya i matematicheskogo modelirovaniya v issledovanii slozhnykh sistem (Methods of similarity and mathematical modeling in complex system analysis), Tbilisi, Izdatel'skiy dom «Tekhnicheskiy universitet», 2009, 193 p.

7. Statisticheskie metody. Rukovodstvo po vyboru i primeneniyu sistem statisticheskogo priemochnogo kontrolya diskretnykh edinitsproduktsii vpartiyakh. GOST R ISO/TO 85501-2007. Chast' 1 Obshchie trebovaniya (Statistical methods. Guidelines on selecting and using statistical acceptance control in runs of discrete product units. State Standart R ISO/ TO 8550-1-2007. Part 1. General requirements).