Введение к работе
Научно-технический прогресс в области комплексной
автоматизации судовых процессов в течение последних 20 лет
определяется достижениями в области электроники и вычислительной
техники. Современные тенденции развития средств автоматизации в
мировом судостроении характеризуются широким применением
вычислительно-информационных систем, микро-ЭВМ,
микропроцессорных средств, позволяющих существенно повысить безопасность плавания, .снизить эксплуатационные расходы за счет периодического контроля, диагностирования и прогнозированиям технического состояния судовых технических средств, сократить-численность судовых экипажей и повысить эффективность использования судов.
Основной особенностью программ автоматизации является объединение всех систем управления отдельными технологическими процессами и оборудованием в автоматизированную систему управления судном с распределенной структурой, единой информационной базой и базой данных, выполняющих определенные функции как на борту судна, так и в стратегии его использования судовладельцем.
При этом особенно эксплуатация судового оборудования в условиях длительного автономного плавания судов при воздействии множесгва внешних и внутренних факторов при требовани высокой надежности всего комплекса судовых механизмов выдвигает на первый план необходимость регламентированного контроля технического юстояния оборудования и принятия решения в рамках івтоматизированньїх систем управления всеми процессами технического эбслуживапия судовых систем.
Анализ судовых технических средств (СТС) сводится прежде всего к эпределению контролепригодности, возможности измерения ;овокупности параметров и получения информационного массива іанньїх, пригодного для решения поставленных задач контроля и травления по повышению надежности и безопасности как судна в іелом, так и отдельных СТС.
Поскольку надежность и безопасность по определению весьма
ложные понятия, дадим определение надежности судов и кораблей, под
:оторым будем понимать свойство судов (кораблей) сохранять во
ременн в установленных пределах значения параметров,
арактеризующих способность выполнения требуемых функций
перевозок) в заданных режимах и условиях применения, технического
обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. В широком
мысле надежность обуславливается безотказностью,
емонтопригодностью,. долговечностью и сохраняемостью, а в узком мысле - только безотказностью.
Безотказность судовых технических средств (СТС) может быть обеспечена в условиях длительного автономного плавания судов путем периодического контроля технического состояния судовых механизмов, принятия решения о работоспособности этих механизмов и прогнозирования изменения состояния СТС хотя бы на период плавания (перевозок грузов). Для организации контроля множества параметров СТС, анализа и обработки, оценки технического состояния судовых объектов и принятия управленческих решений необходима система технического обслуживания (СТО). Поскольку у некоторых объектов на судах количество анализируемых признаков достигает нескольких сотен, то безусловно СТО должна быть автоматизированной (АСТО), т.е. с применением ПЭВМ и в отдельных случаях включать специализированные микропроцессорные устройства. При этом, если учесть, что продолжительность плавания судов достигает часто несколько десятков дней, то становится необходимым решать задачу прогнозирования изменения технического состояния СТС для предвидения отказовых ситуаций.
Иными словами необходимо организовать работу АСТО, которая решала бы задачу управления технического обслуживания судовых технических средств и тем самым обеспечивала надежность и безопасность плавания судов в течение заданного времени.
В связи с этим целью диссертационной работы является алгоритмизация управления техническим обслуживанием судовых технических средств на основе методов диагностирования и прогнозирования их работоспособности.
Для достижения этой цели решаются следующие задачи:
1) Анализ работоспособности технических средств системы
информационной поддержки (СИП) судоводителя;
2) Аппаратно-программная реализация управления техническим
обслуживанием системы автоматического сопровождения целей;
3) Информационное и методическое обеспечение процессов
управления техническим состоянием механических конструкций;
4) Алгоритмизация прогнозирования и контроля
работоспособности мобильных радиолокационных станций (РЛС) по
результатам экспресс-оценки показателей качества функционирования
отдельных блоков;
5) Создание автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора
по анализу работоспособности системы информационной поддержки.
Методы исследования. Общетеоретической базой проводимого исследования служат методы теории радиолокации, теории управления, системного анализа, теории технической диагностики и статистической классификации, теории прогнозирования, теории вибращш и прочности механических объектов, теории фильтрации и других теорий.
Научная новизна результатов исследования состоит в следующем:
1. Проанализированы СТС, входящие в сосгав СИП, факторы,
влияющие на их надежность и модели всех подсистем СИП как объектов
диагностики.
2. Разработаны структура, метод, алгоритмы и машинная
программа для автоматизированного комплекса управления техническим
состоянием СИП.
-
Предложена концепция контроля механических конструкций СТС, в рамках которой рассмотрен метод получения спектральных характеристик вибраций, разработан алгоритм адаптивной фильтрации сигналов вибродатчиков, исследованы методы снижения размерности пространства признаков, предложен метод экстраполяции временных рядов и разработан S-мн канальный аппаратно-программный" комплекс контроля работоспособности механических конструкций.
-
Предложены принципы анализа и прогнозирования состояния работоспособности мобильных РЛС систем автоматического сопровождения целей (САЦ) по результатам экспресс-оценок показателей качества функционирования.
-
Изложен общий подход к построению системы технического обслуживания СТС и описана интеллектуальная система выбора оптимального алгоритма распознавания в диалоговом режиме.
Практическая значимость. Работа выполнена в рамках важнейших ПИР в соответствии с Федерально)"! целевой программой "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы", имеющей сгатус президентской программы.
Практическая ценность результатов, подученных в работе, заключается в том, что созданы методігческие и алгоритмические основы управления техническим обслуживанием судовых технических средств, входящих в систему информационной поддержки судоводителя.
По результатам проведенных исследований при участии автора разработаны модели, алгоритмы и программы, предназначенных для управления упомянутыми системами оценки технического состояния и прогнозирования работоспособности объектов СТС.
Результаты нашли внедрение в различных организациях и предприятиях региона.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались, обсуждались и были одобрены на
-Международной научно-технической конференции "Транском-97" (С.Петербург, 1997 г.)
-Международной конференции по информатике и управлению (Россия, С.Петербург, 1997 г.)
-Третьем международном симпозиуме по электромагнитной
совместимости и электромагнитной экологии 'ЭМС-
97"(С.Петербург, 1997г.)
-на ежегодных научно-технических конференциях СПГЭТУ в 1997-1999 г.г.
Публикации. Основные научные результаты опубликованы в 5 печатных работах, из которых 3 статьи и 2 тезиса докладов на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 101 наименование и двух приложений. Основная часть работы изложена на 165 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 44 рисунками и содержит 8 таблиц.
Похожие диссертации на Автоматизированные системы управления техническим обслуживанием судовых устройств
