R O Z D Z I A Ł III DIAGNOSTYKA W YCIU MASZYNY

Transkrypt

1 ...postp jest niewtpliwie rzecz dobr, jeli tylko uzgodni si jego kierunek... R O Z D Z I A Ł III DIAGNOSTYKA W YCIU MASZYNY 3.1 Wprowadzenie 3.2 Maszyna jako obiekt bada diagnostycznych 3.3 Miejsce diagnostyki w yciu maszyny 3.4 Diagnostyka na etapie wartociowania 3.5 Diagnostyka konstrukcyjna 3.6 Diagnostyka na etapie wytwarzania 3.7 Diagnostyka eksploatacyjna 3.8 Funkcja sterujca diagnostyki 3.9 Modelowanie systemowe diagnostyki maszyn 3.10 Organizacyjne aspekty diagnostyki 3.11 Podsumowanie Literatura

2 ROZDZIAŁ III DIAGNOSTYKA W YCIU MASZYNY 3.1 Wprowadzenie Zwikszajce si zapotrzebowanie na metody i rodki diagnostyki technicznej, bdce wynikiem nowoczesnego sposobu kreowania "jakoci" maszyn i urzdze, wychodzi na przeciw współczesnym uwarukowaniom działalnoci przedsibiorstw, w tym szczególnie w zakresie potrzeb znacznie zuytego potencjału obiektów technicznych. Wyranym impulsem dla wzrostu zapotrzebowania na metody i rodki diagnostyki technicznej było wprowadzenie oywienia gospodarki w kraju, gdzie wymagania od strony jakoci, logistyki i marketingu zmieniły radykalnie kryteria oceny maszyn i urzdze technicznych. Rosnce zapotrzebowanie na diagnostyk zbiega si równie z pojawieniem si nowych zastosowa osigni mikroelektroniki, techniki komputerowej, sieci neuronowych i sztucznej inteligencji - skutecznie wspomagajcych moliwoci diagnostyki technicznej. W inynierii mechanicznej, w budowie i eksploatacji maszyn czynnikiem stymulujcym bezporednio rozwój diagnostyki jest odpowiedzialno funkcji realizowanej przez maszyn, w tym szczególnie minimalizacja nastpujcych zagroe : zagroe zdrowia i ycia ludzkiego, zagroe rodowiska biologicznego i technicznego, zagroe wartoci ekonomicznych (w tym i jakoci). Efektywna minimalizacja tych zagroe, czyli wzrost bezpieczestwa, jakoci i efektywnoci szeroko rozumianych systemów antropotechnicznych jest moliwa dziki stosowaniu diagnostyki technicznej. Wskazanie nowej roli diagnostyki w zmieniajcym si gospodarczo kraju, w aspekcie nowych dokona teoretycznych i aplikacyjnych jest zadaniem chwili i podejmowane jest z rónym skutkiem. W tym rozdziale pokrótce przedstawiono problemy główne diagnostyki technicznej, wyróniajc istot diagnostyki, jej rol i zadania w kolejnych fazach istnienia obiektów diagnostyki, wskazujc przy tym na sterujc funkcj diagnostyki oraz aspekty organizacyjne wdraania diagnostyki do przemysłu.

3 3.2 Maszyna jako obiekt bada diagnostycznych. Obiekty bdce przedmiotem rozwaa w teorii i praktyce diagnostyki technicznej, w zalenoci od potrzeb, s traktowane zamiennie jako: urzdzenia, maszyny, systemy, obiekty. Terminem "urzdzenie" okrela si zwykle pewien wydzielony, materialny fragment rzeczywistoci, który charakteryzuje si nastpujcymi cechami: jest produktem uzyskanym przez człowieka z materii nieoywionej; posiada okrelone przeznaczenie; ma skoczon trwało, ulega uszkodzeniom i wymaga obsługiwania. Dotychczas brak definicji cile okrelajcej pojcie urzdzenia; czsto uywa si te terminów: obiekt, "maszyna", "układ", "przyrzd" jako synonimów urzdzenia. Termin "maszyna" stosuje si do urzdze, zawierajcych mechanizm lub zespół mechanizmów, słucy do przetwarzania energii lub wykonania okrelonej pracy mechanicznej. Maszyna jest przetwornic energii pobierajc lub wytwarzajca energi mechaniczn. Cech charakterystyczn dla funkcjonujcej maszyny jest ruch. Na ogół kada maszyna składa si z pewnych elementów (czci, podzespołów), podział ten jest jednak wzgldny, uzaleniony od rónych potrzeb, np. technologicznych, ekonomicznych, konstrukcyjnych, itp. Stosowane czsto w tej ksice zamiennie dla maszyny okrelenie obiekt techniczny przedstawia dowolne urzdzenie, które charakteryzuje si pewnymi cechami ogólnymi, a mianowicie: - ma okrelone przeznaczenie (zbiór zastosowa); - ulega uszkodzeniom i wymaga obsługiwa; - moe by celowo wykorzystane przez człowieka; - przechodzi w swoim istnieniu cztery kolejne fazy: wartociowania, konstruowania, wytwarzania i eksploatacji; - moe by ulepszane; - moe szkodzi człowiekowi i rodowisku. Kade urzdzenie, a take grupa urzdze, moe by równie rozpatrywane jako system. W systemie uwzgldnia si istnienie składajcych si na elementów i zachodzcych midzy nimi powiza. Uwzgldnianie wpływu tych powiza na własnoci obiektu i jego stan ma czsto bardzo istotne znaczenie i nazywane jest "podejciem systemowym". Tak wic, rónica midzy urzdzeniem a systemem wynika nie z właciwoci obiektu, a ze sposobu jego opisu (systemy konkretne, systemy formalne, metasystemy ii). W ujciu potrzeb diagnostyki technicznej maszyn i zwizane z ni sposoby jej opisu w ujciu cybernetycznym, przedstawiono na rys.3.1. Rys. 3.1 Model maszyny w diagnostyce technicznej. Zarówno urzdzenia jak i systemy techniczne wymagaj podejmowania tych samych działa obsługowych, wynikajcych z tych samych zasad eksploatacyjnych. Std wygodnie jest stosowa termin obiekt dla okrelenia zarówno systemu jak i urzdzenia. Obiektem nazywa si dowolny prosty lub złoony układ stanowicy przedmiot rozwaa podczas rozwizywania okrelonego problemu. Łatwo jednak zauway, e pojcie "system" jest szersze od pojcia "urzdzenie", a to z kolei jest szersze od pojcia "maszyna". System moe obejmowa szereg urzdze współpracujcych e sob lub te zespół czynnoci dotyczcych jakiego urzdzenia, np.

4 system przegldów biecych, okresowych, kapitalnych. Systemowy opis umoliwia te uwzgldnienie człowieka i jego roli w działaniu urzdze technicznych. Na podstawie aktualnego stanu wiedzy i stosowanych w praktyce metod oceny, własnoci ogólne ujawniajce istnienie i sposób funkcjonowania maszyn mona sklasyfikowa ich podobiestwo w uporzdkowane zbiory za pomoc nastpujcych cech: jakoci, funkcjonalnoci, efektywnoci i niezawodnoci. Wartoci tych cech (charakterystyk) mog by przed-stawione jako jednokolumnowe wektory, których współrzdnymi s na ogół miary lub cigi miar, okrelajcych własnoci maszyny. Jako rozumiana jako ogół cech i właciwoci maszyny decydujcych o jej zdolnoci do zaspokojenia stwierdzonych lub przewidywanych potrzeb, okrela maszyn pod wzgldem eksploatacyjnym (mechanicznym): K = [k1, k2,..., kn] T. Poszczególne współrzdne mog reprezentowa nastpujce własnoci ogólne maszyny: * k1 - parametry techniczno-eksploatacyjne ( moc, wydajno, zuycie paliwa itp.); * k2 - czas ycia, poprawno i precyzja działania w systemie innych maszyn (mierzona wartoci błdu pomidzy efektem zamierzonym i osignitym); * k3 - trafno w stosunku do przyjtego modelu teoretycznego (mierzona wartoci błdu pomidzy parametrami załoonymi i rzeczywistymi); * k4 - stopie szkodliwego oddziaływania na rodowisko i człowieka; * k5 - stopie zakłócenia procesu funkcjonowania przez procesy towarzyszce; * k6 - nowoczesno rozwizania konstrukcyjnego (mierzona rónymi wskanikami). Funkcjonalno jest to charakterystyka maszyny opisujca j pod wzgldem prakseologicznym, traktowana jako zespół własnoci opisujcych maszyn w sferze kontaktów z człowiekiem (uytkownikiem): P = [p1, p2,..., pm] T. Poszczególne współrzdne mog reprezentowa: * p1 - własnoci ergonomiczne (np. hałas, drgania); * p2 - łatwo sterowania; * p3 - estetyka maszyny; * p4 - naprawialno maszyny; * p5 - łatwo transportu; * p6 - podatno obsługowa maszyny. Efektywno jest to charakterystyka maszyny opisujca j pod wzgldem ekonomicznym: C = [c1, c2,..., ck] T. Poszczególne współrzdne mog reprezentowa nastpujce ogólne własnoci maszyny: * c1 - koszt wyprodukowania jednostki wytworu przez maszyn; * c2 - koszt obsługiwania maszyny; * c3 - pobór energii (surowca, mps) dla wyprodukowania jednostki produktu; * c4 - sprawno maszyny; * c5 - podatno eksploatacyjna maszyny; * c6 - szybko działania maszyny. Niezawodno jest to zespół właciwoci opisujcych gotowo obiektu i wpływajce na ni: nieuszkadzalno, obsługiwalno i zapewnienie rodków obsługi. Charakterystyka ta opisuje zgodno funkcjonowania maszyny z wymaganiami dotyczcymi trwałoci i bezawaryjnoci: R = [r1, r2,..., rs] T. Poszczególne współrzdne mog reprezentowa nastpujce własnoci ogólne maszyny: * r1 - prawdopodobiestwo poprawnej pracy w okrelonym czasie; * r2 - zuywanie si elementów w jednostce czasu; * r3 - zmczenie elementów i połcze w jednostce czasu; * r4 - złoono konstrukcyjna maszyny;

5 * r5 - sposób i liczba elementów rezerwowania; * r6 - uszkadzalno maszyny w czasie. Dla poprawnego scharakteryzowania własnoci i zjawisk zachodzcych w maszynach (urzdzeniach) podczas ich funkcjonowania, a szczególnie zjawisk prowadzcych do powstawania uszkodze potrzebne s wiarygodne dane o funkcjach roboczych poszczególnych elementów i warunkach ich pracy, co wie si z potrzeb klasyfikacji urzdze. Urzdzenia mona podzieli pod rónymi wzgldami na klasy, rodzaje i typy, przy czym w aspekcie diagnostyki wygodnie jest stosowa podział przedstawiony w tablicy 1. TABLICA 1 Klasyfikacja urzdze. Kryterium klasyfikacji Klasa urzdze 1. Wymóg planowania eksploatacji urzdzenia podstawowe urzdzenia pomocnicze urzdzenia energetyczne 2. Wzgld cybernetyczny (przetwarzajce energi) urzdzenia informatyczne (przetwarzajce informacje) urzdzenia I rodzaju 3. Wzgld prakseologiczny (podstawowe ze wzgldu na cel) urzdzenia II rodzaju (zabezpieczajce) 4. Krotno uytku urzdzenia jednokrotnego uycia urzdzenia wielokrotnego uycia 5. Zdolno do poruszania si urzdzenia przewone (samoprzewone) urzdzenia stacjonarne 6. Podatno na napraw urzdzenia naprawialne urzdzenia nienaprawialne 7. Liczba realizowanych funkcji urzdzenia jednofunkcyjne urzdzenia wielofunkcyjne (kombajny) W urzdzeniach technicznych mona wyróni [3,5,6]: * elementy aktywne, które bezporednio uczestnicz w przemianie energii, przekazywaniu mocy, przetwarzaniu rodzajów ruchów roboczych na inne ich rodzaje, przenoszeniu obcie, itp.; * elementy bazowe, które ustalaj prawidłowe rozmieszczenie elementów aktywnych oraz elementów wspomagajcych, np. korpusy, prowadnice, ramy; * elementy wspomagajce, które zabezpieczaj urzdzenia od przecie lub przekroczenia stanów granicznych. Przydatno kadego obiektu okrela zbiór jego cech i charakterystyk zwizanych z jego przeznaczeniem oraz wymagania eksploatacyjne. Wymagania w stosunku do poszczególnych cech i charakterystyk obiektu zmieniaj si w czasie, zalenie od postpu technicznego i zapotrzebowania społecznego. Sprecyzowanie funkcji uytkowych oraz przeprowadzenie klasyfikacji cech (własnoci) obiektu jest moliwe metodami diagnostyki technicznej. Najczciej stosowany jest nastpujcy podział cech (rys.3.2) : * cechy krytyczne, decydujce o stopniu zagroenia dla ycia lub zdrowia ludzkiego, zagroeniu rodowiska, zagroeniu układów współpracujcych oraz całkowitej utracie wartoci uytkowej obiektu (wyrobu), podlegajce monitorowaniu; * cechy wane, posiadajce istotne znaczenie dla oceny stanu (przydatnoci) obiektu,

6 okrelajce zagroenia dla konstrukcji, zmieniajce si odwracalnie w czasie eksploatacji; * cechy małowane, powodujce nieistotne i odwracalne zmniejszanie efektywnoci funkcjonowania obiektu. Przedstawione cechy ze wzgldu na metod oceny mona podzieli na: * cechy mierzalne, dajce si zmierzy i okreli ich warto nominaln i graniczn; * cechy niemierzalne, których ocen dokonuje si jedynie organoleptycznie. Rys.3.2 Podział cech opisujcych obiekt. Ocena cech krytycznych jest prowadzona najczciej w formie monitorowania w odniesieniu do kadej z nich osobno i stanowi podstaw do wyłczenia obiektu z eksploatacji, przy nie spełnieniu wymaga którejkolwiek z cech. Wartoci nominalne oraz graniczne dla tych cech s okrelane przez odpowiednie normy, lub s okrelane przez uytkownika. Cechy wane s podstaw oceny aktualnego stanu badanego obiektu i wytyczaj zakres i potrzeby czynnoci obsługowych i naprawczych. 3.3 Miejsce diagnostyki w yciu maszyny Patrzc syntetycznie na ogół moliwych zastosowa diagnostyki technicznej w kadej z faz istnienia obiektu, trzeba wyróni kadorazowo trzy róne dziedziny wiedzy, niezbdnej do prawidłowej oceny stanu obiektu. S to : wiedza o obiekcie bada, wiedza o sygnałach i symptomach, wiedza z teorii decyzji, w zakresie wnioskowania diagnostycznego. Wiedza o obiekcie diagnozowania obejmuje problematyk z dziedziny projektowania, wytwarzania i eksploatacji obiektu. Znajduj tu miejsce zagadnienia z zakresu nowoczesnoci konstrukcji, technologii wytwarzania, warunków eksploatacji, zasad funkcjonowania, moliwych uszkodze oraz kryteriów ocenowych. Wiedza o sygnałach i symptomach wiadczcych o stanie diagnozowanego obiektu obejmuje zarówno sygnały nieodłcznie zwizane z prac obiektu, jak i sygnały generowane w sztucznie wymuszonym stanie. Niezbdna staje si tu znajomo sposobu generacji sygnałów, ich akwizycji i przetwarzania, jak i tworzenia diagnostycznie zorientowanych symptomów stanu obiektu. Teoria decyzji w zakresie wnioskowania diagnostycznego obejmuje problematyk podejmowania decyzji diagnostycznych w warunkach niepewnoci. Jak wiadomo w diagnostyce, ze wzgldu na zakłócenia, wszelkie decyzje podejmowane s w kategoriach prawdopodobiestw. Std te modele diagnostyczne obiektów, czyli "zwizki midzy obserwowanymi symptomami a cechami stanu" s mniej lub bardziej probabilistyczne. Mona wic niewiedz o istniejcych zwizkach w modelu obiektu, potraktowa jako zakłócenie modelu deterministycznego lub przyj od razu model probabilistyczny. Przedstawiony zakres wiedzy formułuje obszar zagadnie definiujcych podstawy diagnostyki technicznej oraz moliwoci jej poprawnego wykorzystania. We współczesnym wiecie rywalizacja gospodarcza przebiega praktycznie na płaszczynie szeroko rozumianej "jakoci", z tytułu której mona uzyska okrelone korzyci ekonomiczne. Korzyci te s uprzedzajco zabudowywane w kolejnych fazach istnienia obiek-

7 tów i dotycz właciwie wszystkich aspektów ich istnienia: funkcjonalnego, materiałowego, energetycznego, wydajnociowego, ekologicznego, itp. Kada maszyna przechodzi cztery fazy swego istnienia (rys.3.3): wartociowanie (C), projektowanie (P), wytwarzanie (W) i eksploatacja (E). Coraz wiksze wymagania stawiane maszynom okreliły szereg kryteriów, które s badane na kadym z etapów. Rys.3.3 Fazy istnienia maszyny w diagnostyce technicznej. Metody i rodki dajce tak moliwo kontroli "jakoci" maszyn - spełniania stawianych kryteriów - s zakresem zainteresowa diagnostyki technicznej. W kadym z etapów istnienia obiektów (C - K - W - E) wystpuj działania diagnostyczne o rónym charakterze, odpowiednio do zada, jakie maj by zrealizowane, przy czym zaangaowanie diagnostyki jest zauwaalne wyranie w kadym z tych etapów. Uwzgldnienie przedstawionych kryteriów stawianych obiektom w poszczególnych fazach ich istnienia: C - P - W - E, daje podstaw oceny spełniania potrzeb, a take wytycza kierunki rozwoju wiedzy i bada diagnostyki technicznej. 3.4 Diagnostyka na etapie wartociowania Pierwszy etap - wartociowanie, znany od dawna w gospodarce, pozwala ocenia zaspokojenie potrzeb i oczekiwa odbiorcy w wietle parametrów technicznych i ekonomicznych urzdzenia. Poczynajc zatem od wyrónienia i identyfikacji potrzeby, poprzez sformułowanie problemu technicznego i poszukiwanie rónych koncepcji rozwiza, a koczc na zasadach i taktyce opracowania projektu technicznego - realizujemy wyroby (maszyny) do zaspokajania okrelonych potrzeb. Wiarogodno spełniania tych potrzeb okrela si na podstawie analizy ryzyka kosztów i korzyci, zarówno odbiorcy jak i wytwórcy. T faz działania okrelaj : a) rodki techniczne, np.: zbiory elementów; pola moliwych rozwiza projektowych i konstrukcyjnych; sposoby porównania; skale miar, wanoci, kolejnoci; układy kryteriów; systemy ocenowe; jednoznaczna identyfikacja wielkoci mierzonych i rodków mierzcych; b) rodki organizacyjno - wytwórcze, których celem jest: uzyskanie i utrzymanie jakoci wytworzonego wyrobu, usługi - by w sposób trwały zaspakajały potrzeby odbiorcy; potwierdzenie stopnia wiarogodnoci, e zaplanowany system eksploatacji (w 85% na tym etapie) zapewni w sposób trwały zakładan jako; uzyskanie u odbiorcy zapewnienia, e proponowany wyrób spełnia jego wymagania; wyznaczenie ywotnoci, kosztów jednostkowych i całkowitych eksploatacji, funkcji degradacji i warunków złomowania i utylizacji. Zawsze te elementy były w umyle twórcy podstaw decyzji, a poparte dokumentami i rzeczywistym rachunkiem ekonomicznym - wypełniaj treci etapu wartociowania (przez niektórych nazywanego etapem oceny potrzeby).

8 Zadania diagnostyki technicznej na tym etapie wi si z okreleniem moliwych do zastosowania metod i rodków diagnostyki, metodyki bada, automatyzacji procedur diagnostycznych i sposobu wkomponowania diagnostyki w struktur obiektu (system diagnostyczny zewntrzny, wewntrzny lub rozproszony). 3.5 Diagnostyka konstrukcyjna Etap projektowania (czsto zwany konstruowaniem) obiektów uwzgldnia zasady: funkcjonalnoci, niezawodnoci i trwałoci, sprawnoci, technologicznoci, ergonomii, efektywnoci ekonomicznej i ekologii. W tej grupie wymaga najczciej stosowane s te, które maj charakter uniwersalny, czyli mog si znale w zestawie wymaga dowolnego wytworu. Nowe zadania i moliwoci diagnostyki technicznej, szczególnie istotne w pocztkowych fazach istnienia maszyny, zbiegaj si z nowymi moliwociami mikroelektroniki, techniki komputerowej, teorii fraktali, sieci neuronowych czy logiki rozmytej - generujc cał gam zupełnie nowych problemów. Problematyk diagnostyki na etapie konstruowania przedstawiono w aspekcie : konstruowania diagnostycznego oraz konstruowania układów diagnostycznych Projektowanie układów diagnostyki maszyn Realizacj procesu bada diagnostycznych umoliwiaj urzdzenia diagnostyczne. Klasyczne sposoby kontroli nie odpowiadaj ju współczesnym wymaganiom ani co do czasu kontroli, ani co do jej wiarygodnoci. Zautomatyzowanie badania stanu przy pomocy nowoczesnych urzdze diagnostycznych umoliwia: - obnienie kosztów eksploatacji, - zmniejszenie czasu kontroli, - zwikszenie wiarygodnoci wyników kontroli, - zmniejszenie wymaga co do kwalifikacji i liczby personelu. Urzdzenia diagnostyczne mona zaprojektowa w sposób najbardziej racjonalny na etapie projektowania maszyny. Wówczas równolegle z powstajc koncepcj rozwiza funkcjonalnych mona zaplanowa struktur kontrolno-pomiarow maszyny. Wyrónienie etapu projektowania od konstruowania (czsto zamiennie stosowanego) znajduje swoje uzasadnienie w liczbie faz istnienia obiektów i zadaniami diagnostyki w tych fazach. Dla potrzeb diagnostyki przyjmuje si, e projektowanie to zespół działa, w wyniku których powstaje projekt wytworu, plan działania, sposób jego wykonywania (projekt technologii), lub projekt systemu organizacyjnego, natomiast konstruowanie to materiałowe urzeczywistnianie projektu. Doskonalenie projektu maszyny pozwala równoczenie doskonali projektowany system diagnostyczny, dostosowujc go do potrzeb obiektu i uytkownika, według najnowszych moliwoci. Na rys. 3.4 przedstawiono trzy podstawowe generacje systemów diagnostycznych, wynikajce z wzajemnych powiza pomidzy systemem diagnostycznym a badanym obiektem, z rón implementacj zastosowa praktycznych. S to: Rys. 3.4 Podstawowe generacje systemów diagnostycznych.

9 * system diagnostyczny zewntrzny, gdzie funkcje systemu ocenowego i obiektu s jednoznacznie wyrónione i realizowane przez oddzielne układy. Wyrónia si tu systemy uniwersalne (dla danego obiektu lub dla okrelonych parametrów) lub specjalizowane (np. zautomatyzowany system naprawczy). Urzdzenia diagnostyczne zewntrzne s przyłczane do maszyny i wymagaj czsto wyłczenia jej z ruchu; * system diagnostyczny wewntrzny najczciej sterujco - diagnostyczny w postaci pokładowych testerów z niezawodnym jdrem, gdzie cile okrelone elementy obiektu badanego wykonuj funkcje diagnostyczne (autodiagnozowanie). Proces diagnozowania odbywa si współbienie z funkcjonowaniem maszyny, a wyniki bada wpływaj na sterowanie i decyzje eksploatacyjne; * system diagnostyczny rozproszony, gdzie elementy obiektu wykonuj zarówno funkcje uytkowe jak i diagnostyczne oraz istnieje moliwo wzajemnego przejmowania funkcji kontrolnej w ujciu zdatnoci systemu, jednoznacznego dla wszystkich podsystemów. Układ diagnostyczny składa si ze struktury sprawdze (oprogramowania) i struktury konstrukcyjnej. Koncepcja układu diagnostycznego obejmuje: - sposób kontroli stanu (automatyczny, nieautomatyczny), - metod badania stanu (cigłe,dyskretne), - struktur układu diagnostycznego (przyrzdy zewntrzne, moduły wewntrzne, struktura wewntrzna rozmyta), - sposób prezentacji decyzji diagnostycznych (systemy sterujco-diagnostyczne), - sposób egzekucji decyzji diagnostycznych, - sposób samokontroli układu diagnostycznego. Przedstawione wymagania narzucaj kadorazowo potrzeb zaprojektowania podatnoci diagnostycznej maszyny, rozumianej jako diagnozowalno (metoda, jej skuteczno, automatyzacja działania i sterowanie) oraz technologiczno diagnostyczna (wygoda bada, punkty odbioru informacji itd.). Komputeryzacja urzdze diagnostycznych pozwala budowa pokładowe urzdzenia sterujco-diagnostyczne. Mikroprocesor steruje: akwizycj danych, ich przetwarzaniem, gromadzeniem danych oraz wytwarzaniem sygnałów sterujcych i zobrazowaniem decyzji diagnostycznej w postaci przyjaznej dla uytkownika Diagnostyka w konstruowaniu maszyn Coraz doskonalsze metody i rodki diagnostyki technicznej winny wspomaga konstruowanie maszyn, poprzez biec kontrol spełniania wymogów eksploatacyjnych przez konstruowane wzły, pary kinematyczne czy zespoły mechaniczne. Stosowanie diagnostyki w konstruowaniu umoliwia zatem korygowanie rozwiza konstrukcyjnych w aspekcie wymogów poprawnoci pracy, niezawodnoci, trwałoci, podatnoci diagnostycznej, itp. W okresie konstruowania obiektu naley pamita, e w przyszłoci bdzie on wymagał kontroli stanu, (diagnozowania uytkowego i obsługowego) zarówno całoci jak i poszczególnych elementów. W zalenoci od wyniku tej kontroli zachodzi moe konieczno naprawy, czsto polegajcej na wymianie fragmentu obiektu obejmujcego take nie uszkodzone elementy. Std w okresie konstruowania obiektu naley przewidzie tak jego konstrukcj, by w okresie eksploatacji, diagnozowanie: a) mogło obj cały obiekt (pełno kontroli); b) było ekonomicznie uzasadnione; c) pozwalało realizowa wymiany, naprawy i obsługiwanie profilaktyczne (kontrola stanu przed i po obsługiwaniu);

10 d) umoliwiało podejmowanie optymalnych lub przynajmniej korzystnych decyzji dotyczcych dalszego postpowania z obiektem (np. w sytuacji, gdy jest on nie zdatny). W okresie konstruowania, zwykle po przeprowadzeniu bada prototypu obiektu, ustala si dane niezbdne dla prowadzenia procesu diagnozowania (wartoci odniesienia, warunki pomiarów, relacje miedzy wynikami sprawdze a diagnozami). Efektem konstruowania obiektu w zakresie diagnozowania powinno by: a) opracowanie zwykle dwu modeli diagnostycznych obiektu: dla diagnozowania uytko- wego (kontroli funkcjonalnej) oraz obsługowego (lokalizacji uszkodze); b) opracowanie wytycznych dotyczcych konstrukcji obiektu optymalnej ze wzgldów diagnostycznych (dostpno, sygnalizacja zmian stanu, podział na moduły); c) opracowanie zestawu badanych wielkoci, metod pomiaru i relacji diagnostycznych. Zastosowanie diagnostyki na etapie konstruowania jest moliwe w symulacyjnym eksperymencie czynnym - pozwalajcym minimalizowa dynamik pracy maszyny, a take w eksperymencie biernym - umoliwiajcym okrelenie zmian eksploatacyjnych parametrów wpływajcych na dynamik pracy maszyny. Dogodnym kryterium podwyszonej dynamicznoci maszyny mog tu by np. wartoci amplitudy drga, czy te czstoci drga własnych, gdy ogólnie minimum poziomu drga jest wskanikiem nierozerwalnie złczonym z charakterem procesów dynamicznych na etapie konstruowania, jak i w eksploatacji maszyn. Skuteczne wykorzystanie diagnostyki na etapie konstruowania wymaga opracowania nowej, szczegółowej metodologii diagnostyki, uwzgldniajcej: modelowanie fizyczne i matematyczne, identyfikacj parametrów modelu, symulacj prognostyczn oraz weryfikacj eksperymentaln procedury. Szczegółowy algorytm działa podczas konstruowania diagnostycznego przedstawiono na rys.3.5. Informacje dla konstruowania diagnostycznego uzyskujemy z jednej strony z modelowania systemów działaniowych, które w ogólnoci s znane i w dostpnej literaturze dobrze opisane [1,2,7]. Rys.3.5 Algorytm konstruowania diagnostycznego. Z drugiej strony przesłanki pomiarowe ewolucji stanu technicznego s dostpne jedynie poprzez mierzalne symptomy stanu, moliwe do otrzymania z procesów resztkowych takich jak ciepło, drgania, hałas, emisja akustyczna, resztkowe procesy zuycia itp.[6]. Istnieje wiele metod wyznaczania symptomowej krzywej ycia i wartoci granicznych symptomu [1], pozwalajcych generowa zmienno eksploatacyjn cech stanu obiektu, niezbdnych konstruktorowi dla oceny prognozowanych zuy. Wydaje si, e przyszłociowe s tu modele holistyczne systemów działaniowych oparte na modelach strukturalnych. 3.6 Diagnostyka na etapie wytwarzania Etap wytwarzania obiektów pod wzgldem wymogów traktuje jako główne: wysokiej jakoci wykonanie, technologiczno operacyjn, dostpno właciwych materiałów, niskie koszty produkcji oraz zgodno z normami (unifikacja, typizacja i normalizacja). Podstawowym zadaniem w tej fazie istnienia obiektu jest wytworzenie poszczególnych elementów obiektu, a nastpnie całoci, zgodnie z dokumentacj techniczn. W procesie produkcji dokonuje si zatem systematycznie pomiarów, których wyniki porównywane s z

11 wymaganiami zawartymi w dokumentacji technicznej. W zalenoci od wyniku tego porównania podejmuje si dalszy etap wytwarzania lub wprowadza poprawki. Jako kocowego produktu uzaleniona jest od dokładnoci sprawdze i konsekwentnego postpowania zgodnie z ich wynikami - kolejnymi diagnozami. Ponadto jednak, kocowy wynik bdzie w pełni pozytywny, jeli do midzyoperacyjnej kontroli stanu wybrano właciwe wielkoci a w całym procesie diagnozowania uwzgldniono wszystkie istotne właciwoci obiektu i jego podzespołów. Zatem efekty diagnozowania obiektu w czasie jego produkcji uzalenione s od: prawidłowego zaplanowania procesu diagnozowania; właciwego wykonania pełnego zbioru działa nalecych do tego procesu. Midzy tymi zadaniami wystpuje pewne sprzenie: prawidłowe wykonanie działa zaley w pewnym stopniu od sposobu ich zaplanowania (dostpno, czasochłonno, zło- ono metod pomiarowych) a dowiadczenia wynikajce z realizacji podobnych procesów w przeszłoci, uwzgldnia si przy planowaniu nowych procesów kontroli Efektem opracowania procesów diagnozowania dla tego etapu istnienia obiektu jest: a) zaplanowanie procesu kontroli wykorzystywanych elementów, zwykle jest to statys- tyczna kontrola jakoci elementów nie własnej produkcji; b) zaplanowanie kontroli elementów własnej produkcji (kontrola stanowiskowa, midzy- operacyjna, itp.); c) zaplanowanie kontroli podzespołów i całoci obiektu. W kadym z tych zada naley ustali: metody badania (co, czym i jak mierzy); wartoci odniesienia dla poszczególnych wielkoci (zwykle wartoci nominalne z tolerancj); warunki bada (sygnały testujce, wymuszenia zewntrzne); redni czas trwania czynnoci; liczno i sposób pobierania próbek losowych w przypadku statystycznej kontroli jakoci; instrukcje postpowania z obiektem w zalenoci od otrzymanych wyników spraw- dze, w tym wytyczne dotyczce zmian i regulacji umoliwiajcych uzyskanie stanu zdatnoci. Efektywne wykorzystanie diagnostyki technicznej na tym etapie istnienia obiektów wie si z dostpnoci procedur i rodków diagnostyki, przygotowaniem diagnostów oraz przekonaniem pracowników zakładu o potrzebie oceny poprawnoci wykonywanych przez nich czynnoci. 3.7 Diagnostyka eksploatacyjna Najwicej wymaga wie si ze sfer eksploatacji wyrobów. Jest to zrozumiałe, gdy za racj bytu obiektu uznamy jego uytkowanie. W tym zakresie mona wyróni : wymagania trwałociowo - niezawodnociowe, wymagania zwizane z efektywnoci stosowania wyrobów (sprawno, wydajno,

12 niskie koszty eksploatacji), wymagania zwizane bezporednio z uytkowaniem (uniwersalno, łatwo i ograniczenie obsługiwa, podatno odnowy, automatyzacja), wymagania zwizane z oddziaływaniem na otoczenie (cichobieno, bezpieczest- wo, ergonomia, zanieczyszczenie rodowiska). Mona zatem przyj, e najszersze oddziaływanie diagnozowania na stan obiektu wystpuje podczas jego eksploatacji. Uwzgldni naley tutaj dwojakie zapotrzebowanie na decyzje diagnostyczne : a) ze strony uytkownika, dla którego wane s nastpujce efekty: okrelenie, czy obiekt funkcjonuje (lub moe funkcjonowa) prawidłowo. Oczekuje si diagnoz uytkowych uzyskanych w wyniku badania właciwoci funkcjonalnych obiektu (kontrola funkcjonowania); wyznaczenie prognozy dotyczcej oczekiwanego okresu zdatnoci obiektu. Jest to zwykle wyznaczenie prawdopodobiestwa poprawnej pracy w zadanym okresie czasu; b) ze strony obsługujcego obiekt, dla którego wana jest: moliwo lokalizacji kadego uszkodzenia (uzyskanie dostatecznie dokładnych diagnoz obsługowych); okrelenie przyczyny uszkodzenia; wyznaczenie danych umoliwiajcych okrelenie podstawowych parametrów procesu naprawy (redni czas naprawy, prawdopodobiestwo naprawienia w zadanym czasie, oczekiwany koszt naprawy); wyznaczenie danych umoliwiajcych oszacowanie parametrów procesu odnowy (redni czas do nastpnego uszkodzenia, oczekiwany czas do kolejnych bada i prac profilaktycznych). Zasady wykorzystania diagnostyki na etapie eksploatacji obiektów w ujciu metodycznym przedstawiono na rys. 3.6, gdzie w wyrónionych podsystemach uytkowania i obsługiwania wskazano na podstawowe formy bada diagnostycznych. Dla podsystemu uytkowania jest to najczciej dozorowanie stanu zdatnej maszyny, która po przejciu do stanu niezdatnoci (rozregulowanie, uszkodzenie) trafia do podsystemu obsługiwa technicznych. Tu z kolei w zorganizowanym systemie nadzoru wystpuj nastpujce formy działania diagnostycznego: diagnozowanie ogólne, diagnozowanie szczegółowe, prognozowanie stanu. Rys. 3.6 Zasady wykorzystania diagnostyki w eksploatacji maszyn. Efektem opracowania procesu diagnozowania dla okresu eksploatacji obiektu s zwykle odpowiednie rozdziały w instrukcjach uytkowania i obsługiwania, traktujce o zasadach wykorzystania diagnostyki. W instrukcji uytkowania podaje si: a) zalenoci funkcyjne, cechy, symptomy i ich wartoci, charakteryzujce stan zdatnoci obiektu; b) punkty kontrolne i metody bada.

13 Opracowujc instrukcj dy si do minimalizacji liczby badanych wielkoci i poszukuje si parametru uogólnionego, to jest wielkoci, której warto (czsto logiczna: "jest - nie jest") pozwala wnioskowa o stanie całoci obiektu, nawet kosztem obnienia wiarygodnoci kontroli. Takie podejcie jest niezbdne w przypadkach, gdy uytkownik nie posiada dostatecznych kwalifikacji do prowadzenia diagnozowania i obsługiwania obiektu. W instrukcjach obsługi diagnozowanie zajmuje coraz wicej miejsca i obejmuje przepisy dotyczce postpowania po wykonaniu działa diagnostycznych, przy lokalizacji uszkodze (diagnozowaniu obsługowym), w czasie bada okresowych, przy pracach profilaktycznych i przy diagnozowaniu uytkowym Programy diagnostyczne zwizane z obsługiwaniem obiektu opracowywane s tak, by uzyskiwane diagnozy były maksymalnie wiarogodne a zbiór moliwych diagnoz uwzgldniał warunki, w jakich wykonywane jest obsługiwanie obiektu. Zakłada si zatem, e korzystajcy z nich posiadaj odpowiednie kwalifikacje. 3.8 Funkcja sterujca diagnostyki Rola i znaczenie diagnostyki technicznej w kadej z faz istnienia maszyny jest bardzo istotna i ukazana została na tle zada spełnianych przez wytwór w poszczególnych strategiach eksploatacji. Szczególnie istotna jest jednak rola diagnostyki na etapie konstruowania i eksploatacji maszyn, gdzie decyzj o sposobie wykorzystania maszyny podejmuje si w oparciu o wyniki badania stanu technicznego. Na tym tle mona ju w sposób oczywisty sprecyzowa funkcj sterujc diagnostyki, gdzie sposób wykorzystywanie informacji dla sprawnego działania maszyny odpowiada wymaganiom teorii sterowania. W systemach sterowania obok wykorzystywania informacji do sprawnego działania istotne jest take pozyskiwanie, przetwarzanie i gromadzenie informacji. Na proces decyzyjny składa si wic cig operacji od momentu zdobycia informacji, przez jej gromadzenie i przetwarzanie, a do momentu wyboru i przekazania ustalonej decyzji do realizacji. Na podstawie zebranej informacji diagnostycznej z podsystemu diagnostycznego podejmowane s nastpujce decyzje : ocena stanu maszyny w chwili "t" (zdatna, niezdatna), uszkodzone elementy, w przypadku niezdatnoci maszyny, rozregulowane elementy, w przypadku niezdatnoci maszyny, przewidywany stan maszyny w chwili t p = t + t (prognozowanie), czas pracy maszyny do naprawy głównej, czas rezerwowy do likwidacji maszyny, termin nastpnego diagnozowania maszyny. Sie działa diagnostycznych w systemie eksploatacji maszyn, wskazujc na sterujc w nim funkcj diagnostyki pokazano na rys.3.7. Rys. 3.7 Sie działa diagnostycznych w systemie eksploatacji. Proces postpowania z maszyn jest wic nastpujcy: a) w przypadku maszyny zdatnej: badanie stanu - wykonanie niezbdnie koniecznych zabiegów obsługowych - prognozowanie stanu - ustalenie terminu nastpnego badania;

14 b) w przypadku maszyny niezdatnej: badanie stanu - ustalenie przyczyn niezdatnoci (rozregulowanie, uszkodzenie, wykonana praca do naprawy głównej lub likwidacji)- usunicie uszkodzenia - ocena jakoci wykonanej naprawy - wykonanie niezbdnych czynnoci obsługowych - prognozowanie - termin kolejnego diagnozowania. Funkcja sterujca diagnostyki w utrzymaniu zdatnoci maszyn polega wic na : ocenie aktualnego stanu maszyny, okrelajcego moliwoci dalszej jej pracy, eliminacji niezdatnych, a wic i niebezpiecznych maszyn z uytkowania, zapobieganiu uszkodzeniom lub nagłym awariom maszyn, dziki uprzedzajcym badaniom i ocenie stanu, przewidywaniu przyszłych stanów maszyn, stwarzajc podstawy planowania materiałowo-technicznego i zadaniowego systemu eksploatacji. Biorc za podstaw przedstawione moliwoci diagnostyki w zakresie nadzorowania zmiennoci stanów maszyn, zasadne s propozycje metody obsługiwania maszyn według stanu technicznego (rys.3.8), co zostało ju wkomponowane w ramy autoryzowanej strategii eksploatacji maszyn. Rys. 3.8 Strategia uytkowania według stanu technicznego. Podstawowe załoenia sterowania utrzymania maszyny w stanie zdatnoci w tej strategii s nastpujce [4]: * warunkiem koniecznym utrzymania maszyn w stanie zdatnoci jest permanentne diagnozowanie i prognozowanie ich stanu; * ustalenie wiarogodnego stanu maszyny jest podstaw do wykonywania niezbdnych zabiegów obsługiwania; * ocen wszelkich poczyna obsługowych (jako napraw, regulacji, likwidacja) prowadzi si przy stosowaniu metod diagnostyki technicznej. Jest to zatem strategia elastyczna, uwzgldniajca zmienno stanów maszyny oraz jest to strategia sekwencyjna, wskazujca na potrzeby i zakres obsługiwa zalenie od stanu maszyny, czyli - w zalenoci od potrzeb. Doskonalenie tej przyszłociowej strategii opiera si o nowe, skuteczne metody diagnozowania stanu maszyn, o opracowania pokładowych i stacjonarnych układów diagnostycznych, wspieranych technik komputerow i dokonaniami sztucznej inteligencji. 3.9 Projektowanie diagnostyki maszyn Zwikszajce si zapotrzebowanie na metody i rodki diagnostyki technicznej w gospodarce, z jej atrybutami od strony jakoci, logistyki i marketingu, radykalnie zmieniaj kryteria oceny maszyn. Wynikiem tego jest przesunicie problematyki racjonalnego stosowania diagnostyki ze sfery eksploatacji do etapów wczeniejszych, czyli wartociowania, konstruowania i wytwarzania. Główne czynniki tworzce jako obiektów oraz drog jej tworzenia i realizacji w systemach działaniowych, z uwzgldnieniem diagnostyki technicznej pokazano na rys Miejsce diagnostyki technicznej na kadym z tych etapów, z rónym zakresem zapotrzebowania i spełnianych zada, dotyczy wszystkich aspektów kolejnych faz : materiałowego, funkcjonalnego, energetycznego, wydajnociowego, ekologicznego itd.

15 Rys. 3.9 Kształtowanie jakoci maszyn w przemysłowym procesie realizacji. Racjonalne zatem projektowanie maszyn winno zapewnia im nie tylko uzyskanie wymaganych cech uytkowych, lecz równie naleyt kontrol i podtrzymywanie tych cech na etapie eksploatacji, przy wykorzystaniu diagnostyki technicznej. Ogólne wskazania co do projektowania diagnostyki maszyn zostan tu przedstawione na tle problematyki projektowania i konstruowania diagnostycznego, przy wykorzystaniu kompleksowej metody projektowania LEMACH-3 [2, 5]. Bazujc na tej metodzie zaproponowano uzupełnienie poszczególnych czynnoci projektowych tej metody o odpowiednie czynnoci projektowania w zakresie diagnostyki technicznej. Czynnoci projektowe diagnostyki winny nada za projektem podstawowym, odpowiednio go poszerzajc i uzupełniajc na poszczególnych etapach, co przedstawiono na rys Dla syntetycznego zobrazowania algorytmu projektowania z uwzgldnieniem diagnostyki technicznej i sposobów przepływu informacji, na rys pokazano drog projektowania układów diagnostyki dla nowo projektowanych maszyn. Rys Czynnoci ogólnoprojektowe i projektowanie diagnostyki. Jak wynika z treci przedstawionych rysunków, dla poszczególnych etapów projektowania podano czynnoci projektowe (P) i odpowiednie do nich czynnoci projektowania diagnostyki (D), zaznaczajc jednoczenie powizania etapowe i kierunki przepływu informacji midzy nimi. Rys.3.11 Powizania informacyjne projektowania obiektu i diagnostyki tego obiektu. Wyrónienie w metodzie podstawowej projektowania, dodatkowego VI etapu - budowa i badania serii informacyjnej, ma słuy badaniom i opracowaniu charakterystyk diagnostycznych oraz dokumentacji diagnostycznej, która winna by nieodłczna dla obiektu podczas jego eksploatacji. Dobrym zilustrowaniem tej problematyki jest wskazanie potrzeb diagnostyki we wstpnych fazach powstawania obiektu, co pokazano przykładowo na rys Rys Zapotrzebowanie na diagnostyk w procesie projektowania i wytwarzania. Przy podejmowaniu decyzji projektowych o zakresie, metodach i rodkach prowadzenia diagnostyki obiektu niezbdna jest analiza zasadnoci i zakresu ich stosowania, zalena od: - przeznaczenia obiektu; - stopnia złoonoci obiektu; - moliwoci wytwórczych (produkcja seryjna lub masowa); - trwałoci i niezawodnoci (w tym bezpieczestwa); - warunków eksploatacji (uytkowania i obsługiwania); - licznoci produkcji (np. wielko produkcji rocznej); - ekonomicznoci produkcji i eksploatacji; - moliwoci kadrowych projektowania i badania prototypów. Na tym tle mona ju teraz sformułowa problematyk główn projektowania układów diagnostyki maszyn, która obejmuje:

16 * załoenia projektowo - konstrukcyjne: - potrzeby i zakres bada diagnostycznych tworzonych obiektów; - moliwoci diagnozowania (metody i rodki) projektowanych obiektów; - optymalizacja systemu diagnostycznego projektowanego obiektu; - załoenia metodyczne konstruowania diagnostycznego obiektu; - ustalenie poziomu podatnoci diagnostycznej projektowanego obiektu; - zakres bada modelu badawczego, prototypu i serii informacyjnej; * projektowanie podatnoci diagnostycznej: - ocena skutecznoci (rodzaj i zakres) proponowanych metod i rodków diagnostycznych; - ocena przystosowania obiektu do diagnozowania zewntrznego, pokładowego, zintegrowanego lub do samodiagnostyki; * opracowanie charakterystyk diagnostycznych: - wartoci cech stanu obiektu (nominalne i graniczne); - wartoci symptomów diagnostycznych dla stanu zdatnego i moliwych uszkodze; - charakterystyk funkcyjnych procesów roboczych maszyn zdatnych; - wartoci granicznych czasu eksploatacji obiektu; * projekt technologii diagnozowania: - rodki diagnostyczne i ich charakterystyki; - algorytmy realizacji bada diagnostycznych; - czstotliwo i zakresy bada diagnostycznych; - karty technologiczne realizowanych bada; - sposoby wnioskowania diagnostycznego; - wzorce prowadzenia dokumentacji; - zalecane sposoby organizacji bada diagnostycznych. Projektowanie diagnostyki maszyn w efekcie kocowym obejmuje swym zasigiem moliwoci kontroli stanu, lokalizacji uszkodze i prognozowania zmian stanu projektowanego obiektu. Wytworzone w procesie projektowania diagnostyki algorytmy, charakterystyki, cechy i symptomy s podstaw budowanych urzdze diagnostycznych, ostatnio najczciej wykonywanych w technice komputerowej Organizacyjne aspekty diagnostyki Nowoczesne formy organizacji produkcji umoliwiaj uzyskanie wysokiej wydajnoci produkcji, elastycznoci, jakoci oraz ekonomicznej efektywnoci produkcji, pod warunkiem prowadzenia prawidłowej eksploatacji obiektów mechanicznych w przedsibiorstwie. Realizujc w przedsibiorstwie nowoczesne strategie rozwoju naley właciwie zorganizowa gospodark rodkami trwałymi, a w niej system utrzymania ruchu maszyn i urzdze. Utrzymanie maszyn i urzdze w stanie gotowoci technicznej polega na zapobieganiu i minimalizacji procesów fizycznego zuywania si ich elementów oraz usuwaniu skutków tego zuycia. Informacji o przebiegu tych procesów dostarcza diagnostyka techniczna. Wymienione i omówione wczeniej funkcje diagnostyki na kolejnych etapach istnienia obiektów wskazuj, e posiada ona due znaczenie w całym czasie ich funkcjonowania, przyczyniajc si do doskonalenia ich jakoci. Syntetycznie wyraone cele oraz miejsce stosowania diagnostyki technicznej maszyn i urzdze przedstawiono na rys

17 Rys Podstawowe cele stosowania diagnostyki maszyn w przemysłowym procesie realizacji. Znaczenie diagnostyki technicznej w działalnoci przedsibiorstw wynika z jej podstawowych trzech funkcji (rys.3.14) : prognostycznej, pozwalajcej okrela z pewnym prawdopodobiestwem procesy zuycia i stany eksploatacyjne maszyn w okrelonej przyszłoci, prewencyjnej, umoliwiajcej skuteczne planowanie i realizacj działa zapobiega- jcych procesom zuywania si oraz awariom maszyn, korekcyjnej, polegajcej na dokonywaniu zmian konstrukcyjno - technologicznych w produkcji maszyn oraz zmian warunków eksploatacji zmierzajcych do poprawy ich funkcjonalnoci i niezawodnoci. Rys Miejsce diagnostyki w systemie eksploatacji maszyn w przedsibiorstwie. Wdroenie diagnostyki technicznej w przedsibiorstwie uwarunkowane jest odpowiednim przygotowaniem organizacyjnym, szczególnie : słub planowania i sterowania produkcj przedsibiorstwa, słub sterowania jakoci produkcji, słub konserwacyjno - naprawczych. Zakres problemowy projektu organizacyjnego przygotowania wdroenia diagnostyki w przedsibiorstwie obejmuje [3]: pełn dokumentacj techniczn dotyczc apartury diagnostycznej, okrelajc take technologi jej instalacji i eksploatacji (w tym symptomy stanu i instrukcje diagnos- tyczne), system informacji diagnostycznej zawierajcy ródła, sie przepływu, odbiorców, sposób wykorzystania, techniczne rodki przesyłania i przetwarzania oraz dokumen- tacj, technologie obsługiwa, organizacj i jednostki odpowiedzialne za zaopatrzenie i gotowo funkcjonaln diagnostyki technicznej, zasady doboru i program szkolenia personelu odpowiedzialnego za wykonywanie, nadzór i kontrol czynnoci diagnostycznych, analiz ekonomicznej efektywnoci zastosowania diagnostyki w przedsibiorstwie, opracowanie mechanizmów pozytywnej stymulacji ekonomicznej pracowników i jednostek zwizanych z wykonywaniem zada diagnostyki. Problematyk diagnostyki w zakładzie najczciej powierza si zespołowi diagnostycznemu, który okrela zakres, metody i rodki niezbdne do nadzoru maszyn (krytycznych, wanych, mało istotnych). Do podstawowych zada zespołu diagnostyki w okresie przygotowania, projektowania i wdraania diagnostyki technicznej naley: - opracowanie projektu organizacyjnego diagnostyki technicznej; - współudział w opracowaniu technicznego projektu diagnostycznego; - biec obsług i nadzór nad funkcjonowaniem diagnostyki;

18 - cigłe doskonalenie diagnostyki (modernizacja, rozbudowa) w zakładzie. Wymienione zadania zespół diagnostyki realizuje we współpracy z innymi jednostkami pionu głównego mechanika, szefa produkcji, szefa kontroli jakoci i innymi pionami, a take jednostkami spoza zakładu (np. uczelniami). Szczegółowe zadania zwizane ju z bezporednim diagnozowaniem zespół realizuje w powizaniu z działem głównego mechanika, szefa produkcji, kierownikiem działu marketingu i ksigowoci, co obrazuje rys Rys Powizania informacyjne zespołu diagnostyki w zakładzie. Zrónicowan, biec informacj o stanie maszyn zainteresowane s poszczególne działy zakładu, zalenie od zakresu uytkowanych maszyn i specyfiki produkcji. Zespół diagnostyki pozyskuje i przetwarza informacje o maszynach i na tej podstawie podejmuje odpowiednie decyzje. Decyzje o dopuszczeniu do ruchu danej maszyny oraz informacje o moliwoci obcienia maszyny, a take o koniecznoci wyłczenia maszyny z ruchu przekazywane s do szefa produkcji. Do głównego mechanika zakładu przekazywane s informacje o terminie i zakresie spodziewanych napraw, a od niego otrzymuje dane niezawodnociowe w celu lepszego zorientowania swych prac. Dla optymalizacji zakresu swych prac i potwierdzenia swej przydatnoci zespół otrzymuje informacje o potrzebach rynku z działu marketingu, za o kosztach napraw i przestojów z działu finansowego. Efekty funkcjonowania diagnostyki w zakładzie mona mierzy stosunkiem uzyskanych korzyci do poniesionych nakładów na uzyskanie tych korzyci: K = Ediag N gdzie: K- korzyci, N- nakłady. Syntetyczne wskaniki efektywnoci działania umoliwiaj ogóln ocen, natomiast wskaniki szczegółowe przejawy tego działania. Róne formuły wskaników efektywnoci diagnostyki pozwalaj wyznacza wane dla zakładu wskaniki ocenowe, takie jak: stopie wykorzystania maszyn, współczynnik gotowoci technicznej, stopie obcienia stanowisk obsługowych itd. Prowadzc rachunek efektywnoci ekonomicznej naley uwzgldnia : koszty przedsiwzicia diagnostycznego, efekty wynikłe z tytułu zastosowania diagnostyki, zbiór nakładów, kosztów i strat z tytułu funkcjonowania diagnostyki, okres obliczeniowy oraz rozkład wymienionych wyej wielkoci w czasie. Identyfikacja efektów z tytułu stosowania diagnostyki moe obejmowa : zmniejszenie iloci, czstotliwoci i zasigu awarii maszyn, obnik kosztów napraw awaryjnych, wydłuenie cykli naprawczych, zmniejszenie zakresu i czasu trwania prac obsługowo- naprawczych, zmniejszenie strat i poprawa jakoci produkcji, wzrost wydajnoci maszyn, zmniejszenie iloci wypadków i wzrost bezpieczestwa pracy. Nakłady zwizane z przygotowaniem, wdroeniem i biec obsług działalnoci diagnostycznej przedsibiorstwa obejmuj :

19 przygotowanie dokumentacji technicznej i organizacyjnej przedsiwzicia diagnos- tycznego, zakup lub wytworzenie aparatury diagnostycznej oraz rodków przesyłania i przetwarzania informacji diagnostycznych, przygotowanie przedsibiorstwa i wdroenie przedsiwzicia diagnostycznego, biec działalno i obsług diagnostyczn (wynagrodzenia, materiały, energia). Ogólne zasady finansowania przedsibiorstwa wskazuj na przyjmowanie jednego roku jako podstawowego okresu obliczeniowego, dla którego zostały okrelone efekty i nakłady, dla którego prowadzi si rachunek efektywnoci przedsiwzicia diagnostycznego. Dokonanie rachunku wymaga wnikliwej analizy dokumentacji i ewidencji zdarze w przedsibiorstwie. Jest to dokumentacja techniczna i ekonomiczna, ródłowa i wtórna, planistyczna i sprawozdawcza. Szczególne miejsce w dostarczaniu informacji ekonomicznej zajmuje słuba rachunkowoci, prowadzca ewidencj i sprawozdawczo w zakresie kosztów przedsibiorstwa. Programowanie wysokoci wydatków na działalno diagnostyczn opiera si na badaniu wpływu tych wydatków na wysoko kosztów i strat zwizanych z eksploatacj maszyn. Wydatki wyranie rosn w miar rozszerzania zasigu i podnoszenia jakoci diagnostyki technicznej, co obrazuje rys Jak wynika z rysunku, wydatki wiksze jak i mniejsze od optymalnych s dla przedsibiorstwa zjawiskiem niekorzystnym. Rys Wyznaczenie optymalnego zasigu i wysokoci wydatków działalnoci diagnostycznej w przedsibiorstwie. W przypadku podjcia w zakładzie modernizacji systemu eksploatacji poprzez wprowadzenie diagnostyki (np. wprowadzanie strategii eksploatacji według stanu) naley: - zbudowa lub odtworzy system eksploatacji z udziałem diagnostyki (na okres przejciowywspomagany diagnostyk, docelowy - wg strategii dynamicznej, czyli według stanu); - zmodernizowa lub doposay baz naprawcz w rodki diagnostyczne; - zorganizowa zespół diagnostyczny (ew. stanowisko), wraz z okreleniem zada, kształcenia i doskonalenia diagnostów; - opracowa proces technologiczny dozorowania, diagnozowania i prognozowania stanu maszyn, według potrzeb i ich wanoci; - stworzy system obiegu informacji, procedur komunikacji i niezbdnej dokumentacji. W procesie wdraania diagnostyki w zakładzie moliwe jest podejcie: - czstkowe, sprowadzajce si do wybiórczego wykorzystania elementów diagnostyki w ograniczonym zakresie; - kompleksowe, w pełni oparte na diagnostyce technicznej. Podejcie czstkowe nie wymaga tworzenia odrbnej struktury organizacyjnej diagnostyki, lecz rozszerzenia zakresu obowizków istniejcych w zakładzie zespołów. Podejcie kompleksowe sprawia, e w zakładzie powstaje zespół diagnostyczny z zadaniami omówionymi wczeniej.

20 3.11 Podsumowanie W tym rozdziale omówiono zagadnienia objaniajce miejsce i zadania diagnostyki technicznej w yciu maszyny, wskazujc jednoznacznie na dominujc rol diagnostyki technicznej w kształtowaniu i podtrzymywaniu "jakoci" maszyn. Wyróniajc cztery etapy istnienia maszyny C - K - W - E okrelono rodzaje i zadania moliwych zastosowa diagnostyki. Wyranie opisano nowe elementy etapu wartociowania, coraz czciej dominujce w podejmowaniu decyzji o uruchomieniu produkcji nowych wytworów. Wykorzystanie diagnostyki w konstruowaniu maszyn rozwaono w dwu aspektach: podczas konstruowania diagnostycznego oraz przy projektowaniu układów diagnostycznych. Doskonalenie rozwiza konstrukcyjnych i technologii, wraz z potrzeb oceny podatnoci diagnostycznej i jakoci kocowej wytworu to podstawowe zadania wyrónione przy omawianiu diagnostyki na etapie wytwarzania. Sterujca funkcja diagnostyki została omówiona na tle nowej strategii eksploatacji maszyn - strategii według stanu technicznego, doskonalcej omówion wczeniej autoryzowan strategi istnienia maszyny. Dowiadczenia wyniesione z zasad wykorzystania diagnostyki technicznej w kolejnych etapach istnienia obiektu pozwoliły na uogólnione wnioski, dotyczce projektowania diagnostyki, jak i projektowania nowych strategii eksploatacji maszyn. Podane organizacyjne aspekty diagnostyki omawiaj zasady wprowadzania diagnostyki do przemysłu, ujmujc wiele składowych działa techniczno-organizacyjnych i ekonomicznych. Literatura 1. CEMPEL C.: Modele diagnostyki wibroakustycznej.diagnostyka Maszyn Roboczych i Pojazdów. BYDGOSZCZ-BORÓWNO (s.25-45). 2. WIK Z.: Projektowanie systemów diagnostyki obiektów diagnostyki. Mat.Konf. Diagnostyka Maszyn Roboczych i Pojazdów. BYDGOSZCZ-BORÓWNO KUROWSKI W. : Problemy diagnostyki systemów technicznych. ISBN Warszawa MANTURA W.: Organizacyjne aspekty diagnostyki w przedsibiorstwie przemysłowym. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn. Z NIZIÑSKI S.: Kryterium stanu technicznego w podsystemie obsługiwania pojazdów mechanicznych. Prace naukowe.witpis.warszawa.nr. 116/ SIELICKI A., JELENIEWSKI T.: Elementy metodologii projektowania technicznego. WNT. WARSZAWA ÓŁTOWSKI B., CEMPEL C.: Stan obecny i perspektywy rozwoju diagnostyki technicznej. DIAGNOSTYKA. Radom-Kozubnik (s.5-21). 8. ÓŁTOWSKI B.: Diagnozowanie silnika wysokoprnego. ITE. RADOM