Анализ и прогноз работоспособности для блока ШБ4Бт

1) Проанализируем технический паспорт № 555.4433.539т ПС на блок №110115 (изделие ШБ4Бт), где зафиксированы движение изделия в эксплуатации и его поломки:

2) Общий прогноз всех отказов. С помощью метода временных рядов осуществляем прогноз на следующие 4000 летных часов агрегата. Временной ряд представляет собой ряд наблюдений в дискретные равностоящие моменты времени, поэтому проведя несложное ранжирование по количеству летных часов, получим следующую зависимость:

Составляем таблицу роста числа поломок:

При помощи пакета прикладных программ ПЭР производим планирование на 2 следующих периода, то есть на 4000 летных часов одним из методов прогнозирования «экспоненциальное сглаживание с регулярным трендом» (на графике: Ряд1 - ряд имеющихся поломок, Ряд2 -прогноз).

- -Ряд1

- -Ряд2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Экспоненциальное сглаживание с регулярным трендом для общего числа поломок

3) Прогноз поломок, связанных с отказом показаний комбинированного датчика.

Составляем таблицу числа поломок относящихся к категории «отказы комбинированного датчика расхода топлива».

Составляем таблицу роста числа поломок:

Вводим табличные данные в программу ПЭР в раздел «экспоненциальное сглаживание с регулярным трендом» и получаем график:

	4

- -Ряд1

- -Ряд2

Экспоненциальное сглаживание с регулярным трендом для отказов комбинированного датчика

4) Вывод по поводу анализа временными рядами блока ШБТ4Бт:

Сравним график общих поломок и график отказов комбинированного датчика. Мы видим, что в течении первой половины эксплуатации рост общих поломок и отказов датчика происходил плавно, но во второй половине мы можем говорить о резком их возрастании. Можно подвести итог, что в дальнейшем отказы комбинированного датчика будут составлять примерно половину от общего числа отказов всего прибора. Также на спрогнозированном участке мы видим резкое возрастание отказов, чему свидетельствует большая наработка летных часов блоком.

Анализ блока ШБТ4Бт с помощью марковских процессов.

А) Проанализировав таблицу поломок, определили, что существуют следующие неисправности и их количество:

Б) На основании вышеприведённой таблицы рассчитаем вероятности нахождения в основных неисправных состояниях:

S2 = (3/35)* 100% = 8.57%

S3 = (7/35)* 100% = 20%

S4 = (4/35)* 100% = 11.43%

S5 = (14/35)*100% = 40%

S6 = (7/35)* 100% = 20%

В) Консультации с экспертами - специалистами в области эксплуатации данных приборов позволили получить следующую оценку для вероятностей переходов между состояниями блока:

Г) На основании экспертных данных строим размеченный граф состояний для блока ШБТ4Бт:

Отказ

комбинированного

датчика

0.3 0.03 0.07

Отказ 0.06

мгновенного 0.0157 РАБОТАЕТ 0.2 НЕ РАБОТАЕТ

расхода

0.01 0.19 0.01 0.1 0.0143

Отказ Механические

суммарного поломки

расхода

Размеченный граф состояний для блока ШБТ4Бт

Д) Составляем стохастическую матрицу вероятности переходов:

Е) Осуществление прогноза на основе теории марковских процессов для блока ШБТ4Бт.

Если в начале эксплуатации блок полностью исправен, то начальный вектор состояния есть {1; 0; 0; 0; 0; 0}. При помощи пакета прикладных программ ПЭР получаем ряд итераций:

Максимальное число итераций равно 1115. Время одной итерации 2000 летных часов. Конечная итерация даёт нам вектор состояния {0; 0; 0,0001; 0; 0; 0,9999}

4) Проанализировав полученную таблицу можно сделать следующие выводы: На 1115 итерации получается окончательный вектор состояния: {0; 0; 0,0001;0;0; 0,9999}. Это означает, что с вероятностью 0,01 % прибор работает с отказом суммарного расхода, с вероятностью 99,99% прибор полностью не исправен. На второй итерации вектор состояния имеет вид:

{0,0343; 0,0675; 0,2172; 0,1136; 0,3150; 0,2524}. Это означает, что с вероятностью:

3,43% - прибор полностью исправен.

6,75% - прибор работает с отказом мгновенного расхода.

21,72 - прибор работает с отказом суммарного расхода.

11,36 - у прибора есть механические повреждения.

31,50 - у прибора не исправен комбинированный датчик.

25,24 - прибор не работает.

Теперь можно построить графики изменения состояний во времени:

Изменение состояния S1(прибор полностью исправен) со временем

Изменение состояния S2 (отказ мгновенного расхода) со временем

Изменение состояния S3 (отказ суммарного расхода) со временем

Изменение состояния S4 (механические поломки) со временем

Изменение состояния S5 (отказ комбинированного датчика) со временем

Изменение состояния S6 (прибор не работает) со временем

6.4. Подведение итогов моделирования и выдача рекоменда­ций.