СИСТЕМА ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к системам оценки, связанным с получением информации и принятием решений по управлению объектами.
Заявляемое техническое решение может быть использовано для управления производственными или иными комплексами и/или входящими в их состав структурными единицами.
Известны системы оценки технического состояния оборудования, позволяющие определять параметры, необходимые для оценки состояния оборудования, производить расчет параметров состояния для каждой единицы оборудования и в соответствии с заданной шкалой соответствия параметров состояния определять техническое состояние единицы оборудования, комплексного или управленческого объекта и, соответственно, надежность его функционирования.
Известна система, включающая в себя вычислительный комплекс с базами данных, связанный системой обратной связи с производственными модулями, блок принятия решений и исполнительные структуры (патент РФ №45849, G11B 5/00, 2004)
Известное решение обеспечивает создание информационно-управляющей системы для предприятий химической и нефтехимической промышленности, для которых характерна необходимость учета большого количества постоянно меняющихся факторов (связанных, например, с протеканием технологических процессов на отдельных установках и различной степенью износа оборудования, наличием широкой номенклатуры последнего и т.д.), потребностью в оперативном решении большого количества проблем.
Недостатком известного технического решения является то, что оно не обеспечивает возможности оценки технического состояния различного оборудования, различающегося по техническим характеристикам.
Техническим результатом от использования заявленного решения является создание системы оценки технического состояния оборудования, позволяющей с минимальной погрешностью определять степень износа, рыночную стоимость, целесообразность проведения ремонта и т.п. с учетом соотношения параметров.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.
Система оценки технического состояния оборудования содержит:
1. блок ввода параметров.
Параметры представляют собой паспортные характеристики оборудования или характеристики, полученные в ходе диагностики оборудования в виде физических величин в единицах измерения, используемых для измерения этих физических величин, влияющих на состояние оборудования или его компонента.
2. блок преобразования:
Блок преобразования выполнен с возможностью преобразования физических величин параметров оборудования в безразмерные показатели: показатель веса параметров, показатель оценки параметров, показатель состоятельности параметров.
3. блок памяти показателей параметров оборудования,
4. блок обработки информации,
5. блок отображения.
Причем выход блока ввода параметров соединен со входом блока преобразования, выходы блока преобразования соединены с соответствующими входами блока обработки и блока памяти, один выход блока памяти соединен со входом обработки информации, второй выход блока памяти соединен с блоком отображения информации, один выход блока обработки информации соединен со входом блока отображения информации, а второй выход - с блоком памяти, причем результирующая оценка технического состояния оборудования определяется исходя из следующего соотношения:
100×Σwibici
----------
Σwicivi, где
где
wi - показатель веса i-гo параметра состояния оборудования,
bi - показатель оценки i-гo параметра состояния оборудования,
ci - показатель состоятельности i-гo параметра состояния оборудования, выбранные из ряда «0», «1»;
vi - максимальный показатель оценки i-гo параметра из заданного диапазона.
При этом,
- показатель веса параметра - вещественное числовое значение, которое определяет степень влияния параметра на состояние оборудования или ее компонента, из заранее заданного диапазона, пример: от 0 до 10 (0 - не влияет на состояние оценки, 10 - наибольшее влияние);
- показатель оценки параметра состояния оборудования - безразмерная дискретная числовая величина из заранее заданного диапазона, пример: от 0 до 4 (0 - наихудшее состояние подсистемы, 4 - наилучшее состояние), является обобщением оценок параметров, исходя из важности параметров для определения состояния подсистемы оборудования.
- показатель состоятельности параметра - числовой показатель 0 или 1 (0 - данных не достаточно, 1 - данных достаточно), отражающий достаточность данных для расчета оценки состояния оборудования.
Выполнение системы проиллюстрировано на фиг 1, где 1 - блок ввода параметров оборудования; 2 - блок преобразования; 3 - блок памяти; 4 - блок обработки информации; 5 - блок отображения информации.
Использование системы применимо для различных групп оборудования, сформированных исходя из сходных параметров: функциональности, технических характеристик, процессов старения оборудования или его элементов, видов воздействия на оборудование и стоимости затрат на них.
Для осуществления процедуры оценки технического состояния оборудования с использованием технических средств, вначале определяются параметры, которые необходимо собрать для оценки состояния оборудования.
Для оценки состояния групп оборудования, их подсистем и единиц оборудования используют систему числовой оценки параметров.
Процесс определения показателя параметра производится в блоке преобразования путем перевода всех числовых и качественных значений параметров к единой дискретной числовой шкале показателей (например: от 0 до 4, где 0 - наихудшее состояние параметра, 4 - наилучшее). При этом используются математические и логические формулы. Как правило, используется сравнение значения параметра с его нормативным значением, а значение показателя оценки параметра показывает степень отклонения значения параметра от нормативного значения.
При оценке состояния можно группировать показатели параметров между собой, задавать показатели весов параметров. Иногда показатель параметра оказывает критическое влияние на оценку состояния оборудования, тогда возможно использование понижающих индексов.
Поскольку по каждому параметру существуют результаты измерений и испытаний, определяющих значения параметров, определяется их минимальное количество (достаточность), которые требуются для реалистичного результата. Достаточность задается в виде числового значения в процентах. Обычно достаточность определяется на уровне 50% от максимально возможных данных. Другими словами, необходимо иметь измеренные значения параметров для 50% параметров с учетом их веса, включенных в параметр состояния.
Для более удобного оперирования информацией о наличии данных вводится понятие показатель состоятельности параметра, - числовой показатель (0 или 1), показывающий наличие данных, где 1 показывает, что данные параметра введены верно и присутствуют (для параметра), существует достаточное количество данных (больше достаточности для данного параметра), 0 - означает отсутствие или недостаточность данных. Также на состоятельность влияет срок давности измерений параметра. Показатель состоятельности параметра=0, если параметр не измерен или срок давности измерений параметра не соответствует сроку измерений и испытаний для этого вида оборудования.
Пример оценки технического состояния компонента оборудования
Система оценки технического состояния компонента оборудования. Оценка состояний кабельных линий 6-10-15-20 кВ (КЛ) содержит блок ввода параметров оборудования (стлб.2. таблицы), которые обрабатываются блоком преобразования для определения соответствующих показателей для каждого параметра (стлб 3, 4, 5 таблицы).
№ пп
параметры
показатель оценки параметра b<sub>i</sub>
показатель веса w<sub>i</sub>
показатель состоятельности c<sub>i</sub>
1
2
3
4
5
1.
Возраст КЛ
3
3
1
2.
Изоляция
4
4
1
3.
Кабельные муфты;
2,67
4
1
i
Выход блока преобразования параметров оборудования соединен с соответствующими входами блока обработки и блока памяти, один выход блока памяти соединен со входом обработки информации, второй выход блока памяти соединен с блоком отображения информации, один выход блока обработки информации соединен со входом блока отображения информации, а второй выход - с блоком памяти, причем результирующая оценка технического состояния оборудования I определяется исходя из следующего соотношения:
i
i
i
100×Σwbc
------------
i
i
i
Σwcv
i
На выходе системы имеем оценку технического состояния оборудования I=78,4.
Для получения оценки необходимо определить набор подсистем КЛ, которые оказывают влияние на его состояние, и состояние которых может быть оценено.
Определяют показатели веса параметров, оценивающих состояние данных подсистем, по степени влияния на общее состояние КЛ. В нашем примере состояние кабельных муфт и изоляции важнее, чем фактический возраст КЛ. Поэтому, на выходе блока преобразования имеем следующие показатели веса параметров:
- Возраст КЛ - показатель веса 3;
- Кабельные муфты - показатель веса 4;
- Изоляция - показатель веса 4.
Возраст КЛ определяется как разность Текущего года и Года выпуска КЛ. Таким образом, данный параметр состоит из 2-х параметров: Год выпуска и Возраст, из которых оценивается один параметр (Возраст), а второй параметр (Год выпуска) требуется для определения оцениваемого параметра (Возраст).
Определяем, что в случае возраста КЛ более 40 лет, оценка Возраста=0 (минимум), при возрасте менее 10 лет оценка=4 (максимум), распределяем промежуточные значения возраста:
от 30 лет до 40=1, от 20 до 30=2, от 10 до 20=3
В данном примере имеем один оцениваемый параметр.
Состояние кабельных муфт может быть определено по уровню частичных разрядов, измеряемых в пК, и по сопротивлению заземления, измеряемого в Ом.
Уровень частичных разрядов.
Максимальное нормативное значение равно 2500 пК.
Определяем показатели оценки параметров. Если фактический уровень разрядов более 2500 пК, то оценка параметра=0. От 1000 до 2500 пК=2, менее 1000 пК оценка=4.
Сопротивление заземления.
Максимальное нормативное значение=0,5 Ом.
Определяем показатели оценки параметров. Если фактический уровень разрядов более 0,5 Ом, то оценка параметра=0, если меньше или равно, то оценка=4.
Т.к. имеем два оцениваемых параметра, определяем показатели веса параметров.
Т.к. уровень частичных разрядов важнее для оценки состояния муфт, придаем этому параметру показатель веса 4, а сопротивлению заземления показатель веса 2.
Далее определяем формулу оценки параметра как средневзвешенное из показателей оценок параметров (т.е. сумма произведений весов на оценки параметров поделить на сумму их весов).
Состояние изоляции может быть определено по ее сопротивлению, измеряемого в МОм.
Минимальное нормативное значение равно 500 Мом.
Определяем показатель оценки. Если фактический уровень разрядов менее 500 Мом, то показатель оценки параметра=0. Если более или равно 500 Мом, то показатель оценки состояния параметра=4.
Определяем показатель состоятельности данных.
Параметры Возраст и Состояние изоляции состоят из 1 оцениваемого параметра каждый, поэтому параметры состоятельны, если есть данные в необходимом формате по каждому параметру.
Состояние кабельных муфт состоит из 2-х оцениваемых параметров, один из которых более важен. Поэтому принимаем, что параметр состоятелен в случае если есть данные в необходимом формате по параметру Уровень частичных разрядов.
Оценка состоятельна, если сумма произведений показателей состоятельностей параметров на их показатели весов больше чем сумма показателей весов параметров, поделенная на 2.
Оценка состояния равна 100 умножить на сумму произведений показателей весов параметров на показатели оценки и поделить на произведение максимального показателя оценки (4) и суммы произведений показателей состоятельностей параметров на их показатели веса.
Пусть
Возраст КЛ=14 лет.
Уровень частичных разрядов в муфте=1200 пК.
Сопротивление заземления муфты - 0,7 Ом.
Сопротивление изоляции=700 Мом.
Тогда,
Показатель оценки возраста=3
где:
I мко - показатель оценки состояния многокомпонентного объекта.
Wi - показатель веса i-того компонента.
Ii - показатель оценки состояния i-того компонента.
При оценке состояния комплексных объектов результирующая оценка технического состояния определяется исходя из следующего соотношения:
где:
I компл - показатель оценки состояния комплексного объекта.
Wi - показатель веса i-того оборудования (комплексного объекта, входящего в параметр).
Ii - показатель оценки состояния i-того оборудования (комплексного объекта, входящего в параметр).
При оценке состояния управленческих объектов результирующая оценка технического состояния определяется исходя из следующего соотношения:
где:
I упр. - показатель оценки состояния управленческого объекта.
Wi - показатель веса i-того объекта, входящего в управленческий объект.
Ii - показатель оценки состояния i-того объекта, входящего в управленческий объект.