Экспертная система обнаружения неисправностей -интеллектуальный инструмент обеспечения работоспособности дизелей

полученное в результате работы ЭС, применяется пользователем (в дополнение к собственному опыту и интуиции) для выбора и выполнения воздействий на ДВС с целью управления его состоянием.

Требуемая точность измерительной информации обеспечивается путем применения образцового оборудования и специализированных программных средств.

Функциональные возможности АТК ЭУ позволяют обработать и проанализировать мощные информационные потоки, поступающие от ряда датчиков, определить информационную ценность признаков при экспертизе состояния двигателя, выбрать из них наиболее приемлемые, подобрать алгоритмы классификации, обосновать критерии принятия решения. Использование в экспертной системе знаний только из определённой предметной области позволяет отказаться от сложных универсальных методов решения задач, что резко упрощает структуру построения системы, по-

вышает производительность и достоверность идентификации состояния ДВС.

Реализация всего накопленного потенциала [6...8] с помощью АТК ЭУ, основу которого составляют базы знаний и механизмы работы с ними, обеспечивает возможность получения интеллектуального совета или принятия оптимального решения на всех этапах САЬБ-технологии ДВС.

Применение АТК ЭУ как основного инструмента информационного сопровождения двигателя на всех этапах его полного жизненного цикла (САЬБ-техно-логии) позволяет непрерывно, начиная со стадии проектирования, объективно формировать высокое качество ДВС, оценивать его техническое состояние, техническую и экологическую безопасность, а также принимать квалифицированные решения, обеспечивающие его надежную работоспособность и минимизирующие ущерб, наносимый окружающей среде.

Литература

1. Концепция непрерывной информационной поддержки жизненного цикла (САЬ5-технологии) сельскохозяйственных мобильных энергетических средств,- М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004.-144 с.

2. Савченко О.Ф., Добролюбов И.П., Альт В.В. Измерительный технологический комплекс экспертизы технического состояния ДВС// Двигателестроение. - 1998.-№ 2.- С. 27-30.

3. Патент № 2175120 РФ. Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления/Добролюбов И.П., Савченко О.Ф., Альт В.В. Опубл. 20.10.01 г. Бюл. № 29. - 28с.

4. Савченко О.Ф. Информационно-экспертные системы для обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники//Информа-ционные технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяйственных процессов АГРОИНФО-2003/Мат. Межд. научн. — практ. конф.: РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ. — Новосибирск, 2003. -Ч.2.- С. 73-85.

5. Савченко О. Ф. Автоматизация управления работоспособностью тракторных двигателей //Автоматизация сельскохозяйственного производства /Мат. межд. научн.-техн. конф. — 29-30 сентября 2004 г. - М.:. — 2004. —ч. 1. — С. 296-305.

6. Альт В.В., Добролюбов И.П., Савченко О.Ф. Информационное обеспечение экспертизы состояния двигателей /РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ, - Новосибирск, 2001,- 220 с.

7. Добролюбов И.П., Савченко О. Ф., Альт В.В. Идентификация состояния сельскохозяйственных объектов измерительными экспертными системами /РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ,- Новосибирск, 2003. — 209 с.

8. Савченко О.Ф., Добролюбов И.П., Альт В.В., Ольшевский С.Н. Автоматизированные технологические комплексы экспертизы двигателей / РАСХН. Сиб. отд-ние. - СибФТИ.- Новосибирск, 2006.- 272с.

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ -ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬтШ ИНСТРУМЕНТ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Д ИЗЕЛЕЙ

С.Н. ОЛЬШЕВСКИЙ, кандидат технических наук О. Ф. САВИЧЕНКО, кандидат технических наук И.Г. ГРЕБЕННИКОВА, соискатель Сибирский ФТИ аграрных проблем

Работоспособность двигателей внутреннего сгорания (ДВС) мобильной сельскохозяйственной техники, в значительной степени обеспечивается благодаря своевременному обнаружению дефектов и неисправностей во время эксплуатации или в процессе технического обслуживания. Но для этого нужны знания и богатый опыт. Перед диагностом стоит сложная задача — распознать состояние технической системы, как правило, в условиях недостатка информации. Часто, по имеющимся первичным сведениям невозможно правильно оценить ситуацию, поэтому прибегают к методикам и техническим средствам, позволяющим уточ-

нить и дополнить входную информацию, формализовать и систематизировать ее, провести экспертизу, которая необходима для принятия решения.

На сегодняш н и й ден ь накоплен знач ител ьн ы й оп ыт разработки средств и методов получения диагностической информации, автоматизированного контроля и поиска неисправностей, которые реализованы, в частности, и в интеллектуальных системах [1...5]. Тем не менее, создание интеллектуального инструмента для оперативного и достоверного обнаружения неисправностей, в том числе и по качественным признакам — перспективное направление совершенствования систем обеспечения работоспособности ДВС.

Один из таких инструментов - программа для ЭВМ «Экспертная система по обнаружению неисправностей дизелей», созданная учеными СибФТИ [6, 7]. Как известно, особенность подобных интеллектуальных систем - способность распознавания влияния одной или

нескольких причин на проявление какого-либо диагностического признака (ЦП). Поэтому необходимо использовать методику получения наиболее полной информации, в которой содержатся основные операции над совокупностью признаков (структурирование, систематизирование и формализация).

Процедура поиска неисправностей реализующаяся в программе, состоит (рис. 1) из сбора информации, предварительной и углубленной экспертизы,

Сведении о машине и владельце. Выбор марки двигателя. Качество работы ДВС.

Состояние ДВС.

Наработка.

Перечень объектов экспертизы Перечень возможность неисправностей в обьекте экспертизы Выделение объекта имеющего, предположительно, наибольшее количество неисправностей

Углубленный анализ систем, механизмов и узлов ДВС, предположительно имеющих неисправности

Перечень вероятных причин, вызвавших неисправность.

Удельный вес вероятных причин неисправностей.

Выделение причины неисправности с наибольшим удельным весом.

Общая информация о машине и владельце. Результаты внешнего осмотра двигателя. Результаты экспертизы:

• количество выявленных неиправностей и расшифровка их кодов;

- трудоемкость выполняемых диагностических операций;

• эксплуатационные параметры дизеля;

- заключение.

Рис. 1. Схема алгоритма экспертизы двигателя по качественным признакам.

построения диаграммы и составления заключения.

При сборе информации аккумулируются сведения о качестве работы (условия эксплуатации, внешние проявления неисправностей при работе), состоянии (техническое состояние отдельных узлов и элементов) и наработке двигателя.

Перечень возможных неисправностей, систематизированных по механизмам и системам, — это результат предварительной экспертизы и одновременно исходные данные для углубленной. Он выводится программой в виде окна (рис. 2), в котором пользователю предлагается возможность выбора внешних проявлений неисправностей, распределенных для удобства по системам двигателя во вкладках. На основании полученной информации формируется перечень возможных неисправностей по узлам и системам ДВС, степень значимости которых оценивается уровнем индикатора.

С целью исключения не существующих или незначительных диагностических признаков, на этапе предварительной экспертизы формируется направление поиска - комплекс ДП или вектор П= {Пр /7/, где

П. — признак, имеющий л\ разрядов (рис. 3). Диагноз О. (неисправность) соответствует некоторой области рассматриваемого пространства признаков. Диагнозы Вщ представляют собой совокупность возможных неисправностей, которые вероятно влияют на фактически наблюдаемое состояние признаков ГГр..

На схеме наглядно видно, как формируется вектор комплекса признаков Я* = {ГГ р Пу и область

рассматриваемого пространства диагнозов {й!,...,0!}.

Далее путем последовательного опроса диагноста или механика выполняется локализация неисправности, которая устраняется способом, рекомендованным обслуживающему персоналу.

На этапе углубленной экспертизы следует отметить особенность обмена информацией пользователя и экспертной системы. Взаимодействие происходит в диалоговом режиме при анализе и оценке состояния проверяемого объекта с формированием рекомендаций по методам обнаружения и способам устранения неисправностей. Выполнив предлагаемые действия по диагностике технического состояния, оператор вводит информацию об имеющейся неисправности, что служит обратным сигналом для системы. В этом случае осуществляются все необходимые проверки, предусмотренные экспертной системой, исключается вмешательство в алгоритм поиска и анализа возможных вариантов.

Важная особенность экспертной системы — наличие удобного гипертекстового блока справочной информации по технологии диагностирования, техническому обслуживанию двигателей, эксплуатационным материалам. Это дает возможность эффектив-

Индикатор

выполнения

Оснооныо оозможныо и-эиспраомости дизеля

Запуск экспертизы

г

М Понемно давление масла в емаэочной системе ( '] Пеммано давленые масла • тубокспрессоре Я Джлеше масла стеклось до нул*

Масло на поступает к осам ксремысал

Масло разжижено топливом И Л оаьшен расход масла

'.] Поаыиен раскоп топ/им ’ Масло полапает в систему охлаждение Охлаждавшая жидкость готммг в смавочнуо систему Охмждатцая жиякостъ выбрасьвается ие еыпусхюй Оялажммшая жиокоегь вейрасываетсп на расширительного бачм

Окпаждаощая жидкость подтекает и»-лед головок циімндрс*

Масло выбрасывается из выпускной трубы Масло кмтекаят на вгужмык коллекторов Масло подтекает из-под головки иипеиров Подтекает оклажаяющаяжщметк Поеьшама температур* жидкости в системе охлажяегыя Пожжена температура жидкости в системе охлаждения Поеыиенд темперагда масла Высекая температура огработееиик г*>ое Пожліеие л*»тне в рас™ мргерных выбросов Акпермвтр показывает разрядов тск гри частоте ер»це*«я соотеетсгв!*ошв»и.

Й?! Амперметр показымег чрезмерна боїьикДмрчіїимй то»

'Сгдстер.таирдор

Возможные

неисправности

Чистота появления возможных неисправностей

Вход в окно углубленной экспертизы

Рис. 2. Внешний вид окна предварительной экспертизы.

но использовать ее людям с различной степенью подготовленности.

Результатом работы такого интеллектуального инструмента будет решение направить двигатель в ремонт, на техническое обслуживание или в эксплуатацию. Оно документируется в виде заключения, которое содержит краткую информацию о владельце и диагностируемом ДВС, результатах внешнего осмотра и экспертизы в целом (коды обнаруженных неисправностей, трудоемкость выполненных диагностических операций, эксплуатационные параметры двигателя, заключение). В обобщенном виде результаты экспертизы отображаются на диаграмме, где индикаторной линейкой показывается степень значимости причин, вызвавших поломку.

Разработанный интеллектуальный инструмент по обнаружению неисправностей дизелей, который реализован в виде экспертной системы — компьютерной программы для операционных сред Windows 98, 2000, ХР [7], дает возможность поддержи вать работоспособность двигателя путем оперативного контроля его техни- Рис. 3. Структура и формирование диагностической информации (частный случай), ческогосостояния, повысить квалификацию обслужи- контрольно-регулировочных воздействий при техни-

вающего персонала, а также использовать информаци- ческом обслуживании и диагностировании двигателя

онную базу данных по номенклатуре и содержанию для подготовки молодых специалистов.

Литература

1. Альт В.В., Добролюбов И.П., Савченко О.Ф. Информационное обеспечение экспертизы состояния двигателей/РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ. — Новосибирск, 2001. — 220 с.

2. Добролюбов И.П., Савченко О. Ф., Альт В.В. Идентификация состояния сельскохозяйственных объектов измерительными экспертными системами / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ. — Новосибирск, 2003. — 209 с.

3. Савченко О.Ф., Добролюбов И.П., Альт В.В., Ольшевский С.Н. Автоматизированные технологические комплексы экспертизы двигателей / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ. — Новосибирск, 2006. — 272 с.

4. Биргер И.А. Техническая диагностика,— М.: Машиностроение, 1978 — 240с.

5. Обнаружение неисправностей дизелей ЯМЗ/Б.С. Антропов, В.И. Жеребятьев, В.П. Цаплин.— М.: Агропромиздат, 1989—28 с.

6. Ольшевский С.Н., И.Г. Гребенникова, Савченко О.Ф., Исакова С.П. Разработка методики обнаружения неисправностей двигателей с применением экспертных систем// Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 5-й Междунар. науч-техн. конф. — М.: ТНУВИЭСХ, 2006. - 4.5. - С. 145- 150.

7. Альт В.В., Савченко О.Ф., Ольшевский С.Н., Гребенникова И.Г. Экспертная система «Обнаружение неисправностей дизелей»: Св-во № 2006611386 об официальной регистрации программы для ЭВМ. — М.: ФИПС, 2006. — 1с.

Диагностический

парамсір

П,

Л*,

пк

п.,

/7,.

п*'

х 6

Л

Y

А

К

/7,-

П,,

П.,

С ПК

Поиышшшя

ЛЫМНОСТЬ-

Уровспь масла

Вочл\ ниши

Занылешгоеп

иотдуча

Высокая

температура

оіраґчнашшіх

іжюи

І’атряд

Коды неисправностей

Па

II п

itnuKKIlit

...

tX/Ji'-икн

223. 945, 946. 94?. 948. 944 950. 951. 952. 953. 454. 920. 921,922. 923. 924, 925.926. »Н)5. 919. 927. 9.4. т. МО. 942. 944

•І !ГГ!,ЯШ!

1 ?)С4]ВСГНЫЙ

(1 O.iyunii

П'п

lh3

• {ЧсрНЫЙ

гь

Ї

/А,

2'1.255. 525. 323. 324.1614. 223

II.ч

Я

[Н'ум-иыны а ; П>г*ч нормы

/7,, I Н,’>|М|{Ы

‘'•Чисті*

1601. 1602, 1603. 1604.1605. 1607, 1607. 1608. 1609, 161(1. 1611. 1612. 1613.1614. 1615.1616. 1617. 16ІХ. l(i 19, 1620. 1621. 1622.1623

IL,

Ик

и»

S’p.i ;!Ш11

/а,

202. 203. 303.2402. 3002

II,

177

lh;

Wlc

1614. 1615,1616, 1617, 3102. 3103. 3104

iliru

//,

>.i

Выб(кн; масла 1 m kutncKHufl ;*'**

ГруРы ; I U -t '

Стук после ікска

ll\

}k

//«

//*

205

207

208

304

A,

T_,

j-lci

2tm

них

2302

2304

W I

Сис гема n jx\>Ha,ytyi$a. шпека и вытеки

ік.

і)

lh

Сисісма пшашія топливом

С>

// , v

Система сма’іпчиая

Система охлаждения

1 Інлиидроиоршпсвая грутта

Крииошинно-шапунный мехашпм

Мехашпм іатораенрсдслення

Корп\сіп.іс летали

Стартер, генератор

Нарушение нрават эксплуатации