Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Piotra Jurka. sytemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych

Transkrypt

1 Dr hab. inż. Jacek Skwarcz Katedra Podstaw Techniki Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Lublin Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Piotra Jurka pt. System kwantyskowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych Promotor: dr hab. inż. Karol Durczak Podstaw a opracow ania: Umowa o dzieło UM Nr 157/2019, zawarta z Uniwersytetem Przyrodniczym w Poznaniu, reprezentowanym przez Dziekana Wydziału Rolnictwa i Bioinżynierii, prof. dr hab. inż. Annę Kryszak. Charakterystyka i ocena rozprawy Przedłożona do oceny rozprawa dotyczy opracowania uniwersalnego, algorytmicznoheurystycznego sytemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych przydatnego dla praktyki. Praca zawiera aspekt naukowy i aplikacyjny, gdyż efektem badań i analiz jest propozycja opracowania systemu komputerowego umożliwiającego dobór maszyn i pojazdów rolniczych w oparciu o ich niezawodność. Oceniana rozprawa doktorska liczy 94 strony i została podzielona na jedenaście głównych części: 1. Wstęp, 2. Przegląd literatury, 3. Problem naukowy, cel, hipotezy, zadania i zakres pracy, 4. Opracowanie systemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych, 5. Weryfikacja systemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych, 6. Walidacja systemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych. 7. Podsumowanie i wnioski, 8. Bibliografia, 9. Spis tabel, 10. Spis rysunków, 11. Załączniki. Na początku opracowania został zamieszczony szczegółowy wykaz oznaczeń. Praca zawiera streszczenie w języku polskim i angielskim. Rozprawa jest przygotowana zgodnie z wymogami stawianymi pracom doktorskim. Praca prezentuje materiał będący wynikiem kilkuletniej pracy naukowej Autora zrealizowanej w Instytucie Inżynierii Biosystemów Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Wstęp (str. 7-8] stanowi krótkie wprowadzenie do tematyki, pracy w którym Autor wskazuje na konieczność zbierania informacji od rolników na temat eksploatacji ich sprzętu 1

2 aby można było tworzyć ranking niezawodności maszyn i pojazdów. Określenie niezawodności w postaci liczbowej pozwoli odróżnić od siebie produkty podobne i umożliwi rolnikom dokonanie wyboru produktu spełniającego ich oczekiwania. Rozdział 1 (Przegląd literatury str. 9-27) został podzielony na sześć podrozdziałów w których Autor omówił zagadnienia związane z teorią niezawodności. Rozdział jest zrozumiały i przejrzysty. W podrozdziale 1.1. Autor omówił podstawowe zagadnienia związane z teorią niezawodności które są znane i rozwijane od wielu dziesięcioleci. Stwierdził również, że nie udało się wypracować jednej metody utylitarnej, która umożliwiłaby racjonalne podejmowanie decyzji dotyczącej kupna obiektu technicznego uwzględniając jego niezawodność.. Podrozdział 1.2 poświęcony jest podstawom eksploatacji obiektów technicznych. Gromadzenie informacji związanych z kosztami eksploatacji obiektów technicznych jest ważnym procesem koniecznym do efektywnego i optymalnego użytkowania obiektów technicznych. Autor zwraca też uwagę na problematykę związaną z bezpieczeństwem sytemu CTO (Człowiek-Technika-Otoczenie), która jest ściśle związana z zagadnieniami niezawodnościowymi. W rozdziale tym Autor w zakresie podstawowym omówił również zagadnienia związane z ryzkiem. fazami życia obiektu technicznego oraz z klasami obiektów technicznych. Podrozdział 1.3 zawiera informacje na temat teoretycznych rozkładów niezawodności. Autor podał podstawowe pojęcia dotyczące teorii niezawodności. Omawiając teoretyczne rozkłady niezawodności Autor szczególną uwagę zwrócił na dwa rozkłady teoretyczne; Weibulla i wykładniczy. Podrozdział 1.4 Metody oceny niezawodności obiektów technicznych jest bardzo zwięzły. Autor zwraca uwagę, że do oceny niezawodności złożonego obiektu technicznego konieczne jest opracowanie struktury niezawodnościowej złożonego obiektu technicznego. Również krótko omawia proces eksploatacji obiektu technicznego odnawialnego i nieodnawialnego, który może znajdować się w dwóch stanach: stan zdatności i niezdatności. W podrozdziale 1.5 Autor stwierdza że producenci obiektów technicznych powinni zapewnić właściwy poziom niezawodności ich produktów. Jeżeli chodzi o rolników Autor stwierdza że pełnią oni oraz osoby badające procesy wpływające na niezawodność ważną rolę w procesie eksploatacji. Istotny jest też wybór odpowiedniej metody gromadzenia danych oraz sposób ich analizy pod kątem ich wiarygodności. 2

3 Podrozdział 1.6 Rywalizujące zagrożenia zawiera informacje na temat teorii rywalizujących zagrożeń która została opublikowana przez szwajcarskiego matematyka i fizyka Daniela Bemoulliego w Autor również przedstawił w tym podrozdziale współczesne wykorzystanie tej teorii w badaniach niezawodnościowych. Analiza stanu wiedzy dotyczącej problematyki pracy została przygotowana w bardzo ograniczonym zakresie i nie uwzględnia wielu aspektów dotyczących niezawodności obiektów technicznych. W rozdziale 2 (Problem naukowy, cel, hipotezy, zadania i zakres pracy, str ) przedstawiono sformułowany przez Autor problem naukowy i badawczy - Jaka jest rzeczywista niezawodność maszyn i pojazdów rolniczych użytkowanych przez polskich rolników. Wskazany przez Autora problem związany jest z brakiem wystarczającej wiedzy dotyczącej niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych eksploatowanych przez rolników, a także późniejszej niepełnej ich wiedzy o historii serwisowej tych maszyn i pojazdów rolniczych. W dalszej części rozdziału doktorant formuje trzy hipotezy robocze oraz zadania badawcze konieczne do rozwiązania postawionego problemu badawczego i zweryfikowania hipotez. Hipotezy badawcze stanowiące istotę problemu naukowego rozprawy doktorskiej wymagały określenia rodzaju uszkodzeń, wartości prawdopodobieństwa utraty zdatności z przyczyn losowych w celu dobrania odpowiedniego rozkładu statystycznego dla wyznaczenia funkcji niezawodności. Biorąc pod uwagę charakter rozprawy, sformułowany przez Autora problem naukowy i badawczy jest możliwy do zaakceptowania. W genezie pracy Doktorant wskazuje zainteresowanie rolników rozwiązywanym przez siebie w pracy problemem. W zakończeniu tego rozdziału Autor wskazuje typy obiektów badań, bez względu na rodzaj produkcji rolniczej, którymi są ciągniki rolnicze, podstawowe maszyny energetyczne będące na wyposażeniu zmechanizowanego gospodarstwa rolniczego w Polsce Rozdział 3 (3.1. Formalizacja procesu wartościowania niezawodności maszyn i pojazdów, 3.2. Model strukturalny, 3.3. Określenie wielkości próby statystycznej, str ) zawiera opis struktury systemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych. Autor stwierdza, że niezawodność maszyn i pojazdów rolniczych jest bardzo złożoną cechą o trudnym do określenia i wartościowania charakterze. System taki musi uwzględniać wiele elementów i ich wzajemne powiązania. Tworzy więc w postaci grafu skierowanego hierarchiczną strukturę kryteriów oceny niezawodności maszyn i pojazdów 3

4 rolniczych, a następnie buduje uniwersalny algorytm kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych. Algorytm ten według Autora może być podstawą do budowy systemu komputerowego kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych. Rozdział 4 Weryfikacja sytemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych (4.1. Niezawodnościowa struktura ciągnika rolniczego, 4.2. Niezawodnościowa struktura pługa, 4.3. Kwestionariusz ankietowy, 4.4. Portal internetowy NBOR, 4.5. Założenia do systemu, 4.6. Przykład sprawdzenia opracowanego modelu matematycznego niezawodnościowego ciągnika rolniczego, str ) zawiera przykładową realizację algorytmu zaproponowanego przez Autora w rozdziale 3. Wyniki jakie zostały uzyskane z obliczeń realizowanych wg opracowanego algorytmu zostały przedstawione w postaci tabelarycznej. Przedstawiony został też w skrócie opis portalu NBOR oraz przykładowe fragmenty kodu języka programowania ( PHP. XML, CSS) jaki został zastosowany do opracowania portalu NBOR. Rozdział 5 Walidacja systemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych (5.1. Baza danych o ciągnikach rolniczych, 5.2. Wyznaczenie wskaźników niezawodnościowych, 5.3. Analiza statystyczna, str ). Autor opar walidację swojego system na danych z ankiet elektronicznych uzyskanych od anonimowych rolników (34 rolników). Ankiety dotyczyły ciągników rolniczych różnych marek użytkowanych przez rolników. Podrozdział 5.3. zawiera statystyki podstawowe (opisowe i jednoczynnikową analizę wariancji), które zostały przeprowadzone w programie IBM SPSS Statstics 23, przy poziomie istotności p<0,05. Uzyskane wyniki zostały przedstawione w postaci tabel i wykresów. W rozdziale 6 Podsumowanie i wnioski, (str )Autor pracy stwierdził, że liczbowa i obiektywna ocena niezawodności rolniczych obiektów technicznych jest istotną infonnacją w procesie decyzyjnym. Sprowadzenie niezawodności do wartości liczbowej, która uwzględni wszystkie parametry zachodzące wokół badanego obiektu jest trudnym zadaniem, a ze względu na brak szczegółowych danych - praktycznie niemożliwa. We wnioskach końcowych składających się z 8 punktów też jest wyrażona ta powyższa sugestia uzupełniona o stwierdzenie, że zarówno producenci, jak i serwisy autoryzowane, które z nimi współpracują nie chcą podzielić się wiedzą na ten temat. Bibliografia ( str.67-69) liczy łącznie 50 pozycji z czego 28% pozycje to opracowania w języku angielskim. Czternaście pozycji literatury to prace opublikowane latach ale występują też publikacje z dziedziny niezawodności i oceny jakości z lat

5 sześćdziesiątych siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Spis piśmiennictwa wykonano prawidłowo, zgodnie z przyjętymi zasadami. Tytuły czasopism podano w pełnym brzmieniu. Dwanaście załączników zawiera: przykład ankiety do oceny awaryjności ciągników rolniczych, tabelę do określenia wartości funkcji erfc(x) oraz tabele z liczbą uszkodzeń losowych i starzeniowych ciągników rolniczych dla ustalonych kryteriów. Oceniając merytorycznie pracę doktorską mgr inż. Piotra Jurka stwierdzam, że praca napisana jest poprawnym językiem, tytuł pracy zasadniczo odzwierciedla zakres podjętej problematyki. Cel pracy sformułowany w rozdziale 3 (podrozdział 3.1. Formalizacja procesu wartościowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych) został zrealizowany chociaż nie był on zamieszczony w rozdziale 2. Pracę zrealizowano na danych uzyskanych z kwestionariusza ankietowego opracowanego przez Doktoranta i umieszczonego na portalu internetowym NBOR. W pracy znajdują się pewne aspekty utylitarne przydatne użytkownikom w doborze maszyn i urządzeń rolniczych. Zaprezentowane poniżej uwagi krytyczne mają charakter polemiczny i w pewnym sensie subiektywny. W mojej ocenie, w przeglądzie piśmiennictwa Autor poświęciła zbyt mało uwagi zagadnieniom związanym ze strukturami niezawodnościowymi występującymi w maszynach i urządzeniach rolniczych. To samo dotyczy doboru funkcji rozkładu zmiennej losowej T czasu zdatności. Obecnie są opracowane algorytmu do obliczania wskaźników niezawodnościowych, z możliwością aproksymowania zmiennej losowej T dużą liczbą rozkładów gęstości prawdopodobieństwa, co umożliwia bardzo dokładne ustalenie poziomu zgodności rozkładu empirycznego (na podstawie danych statystycznych) z przyjętym rozkładem teoretycznym. Autor w swojej pracy zwraca uwagę że, "Bardzo trudno, a właściwie prawie niemożliwe jest uzyskanie rzeczywistych danych o uszkodzeniach maszyny", więc jaką wartość utylitarną będzie miał zaproponowany przez Autor pracy wskaźnik niezawodnościowy Rmpr. Istotnym zagadnieniem jest też problem czy użytkownik maszyn jest wstanie dokładnie stwierdzić, że uszkodzenie jest typu losowego czy z powodu procesów starzeniowych. W rozdziale 5.3 Analiza statystyczna Autor pracy podaje informację, że dane do pracy zostały uzyskane od 34 rolników. W dalszej części pracy Autor stwierdza, że dla ośmiu marek ciągników uzyskano minimum 2 ankiety a dla pozostałych sześciu marek otrzymano po jednej ankiecie. W takiej sytuacji analiza statystyczna jest raczej wątpliwa. 5

6 Przedłożona do oceny praca została przygotowana starannie, niemniej występują w niej pewne nieścisłości i błędy redakcyjne W wykazie ważniejszych skrótów i symboli Autor pracy nie uwzględnił wskaźnika względnej niezawodności W ro/ o Na stronie 61 "wartość wskaźnika niezawodności przedstawia się jak na rysunku 20, a rysunek 20 str 62 - wskaźnik względnej niezawodności WRo/o Również w tym wykazie Rmpr określane jest jako współczynnik niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych, a na stronie 33 Rys 10, Rmpr jest określany jako wskaźnik niezawodności. Str Rys 1. Składowe miary ryzyka (opracowanie własne) - Jak należy interpretować ten rys i podpis skoro zapis miara ryzyka =miara zawodności * miara zagrożenia jest zależnością przedstawianą w publikacjach wielu autorów jest w sumie zależność podstawowa przy analizowaniu zagadnień związanych z bezpieczeństwem. Str 20 Procesy starzeniowe najłepiej prezentuje funkcja ryzyka... Jak wygląda ta funkcja? Str. 22 Klasyczna teoria niezawodności opisuje zazwyczaj niezawodność obiektów technicznych za pomocą struktury szeregom ej. - Nie jest to do końca prawda. Używane są również inne struktury niezawodnościowe np. równoległe czy mieszane. Str. 28 W tytule rozdziału znajduje się słowo "Cel" natomiast w tekście tego rozdziału Autor o cel nic nie napisał (Autor używającego określenia miał pewnie na myśli cel pracy) ale na str 30 w podrozdziale 3.1 Formalizacja procesu wartościowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych można przeczytać co jest celem pracy ("Celem pracy jest..."). Str. 34 błąd w zapisie wzoru (15) - brak nawiasu. Str. 36 "redaktorów tap" pewnie chodzi o redaktorów portalu topagrar.pl Rysunki 14,15 moim zdaniem nie wnoszą żadnych informacji istotnych dla przedstawionej pracy ponieważ praca nie dotyczy narzędzi informatycznych stosowanych przy tworzeniu stron internetowych. Str 50 - ucięta tabela 9. Str. 46 Tabela 4 Biorąc pod uwagę wzór (16) i dane zamieszczone w tabeli 3 oraz dane z załącznika 2 - Wartości funkcji erfc(x), nie zamieszczałbym tej tabeli (tab. 4) w tekście, a zostawiłbym tekst umieszczony między tabelami 3 i 4. Ponadto w pracy zauważyłem błędy literowe i interpunkcyjne oraz nieliczne uchybienia stylistyczne. Oceniając rozprawę skupiłem się na błędach, które należałoby przeanalizować, skorygować przygotowując pracę do druku. 6

7 Podsumowanie i wniosek końcowy Dysertacja mgr inż. Piotra Jurka System kwantyfikowania niezawodności maszyn i pojazdów rolniczych stanowi rozwiązanie problemu naukowego i została przygotowana zgodnie z zasadami, które obowiązują dla prac doktorskich. Osiągnięciem naukowym przedstawionej przez doktoranta pracy jest próba stworzenia uniwersalnego systemu kwantyfikowania niezawodności maszyn i w efekcie wzbogacenie wiedzy dotyczącej tworzenia takich systemów. Stwierdzam, że praca doktorska mgr inż. Piotr Jurka odpowiada warunkom określonym w art. 13 ustawy z dn. 14 marca 2003 o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz.U Nr 65 poz. 595 z póz. zm.) i wnioskuję o dopuszczenie Autora do dalszych etapów przewodu doktorskiego. 7