Введение к работе
Актуальность работы. В условиях современного производства все большее внимание уделяется решению задач по повышению надежности электрооборудования технологических систем.
Одними из массовых типов промышленного электрооборудования (ЭО) являются электроприводы и трансформаторы. Общеизвестно, что эксплуатация данного электроэнергетического оборудования, находящегося в неудовлетворительном техническом состоянии, приводит как к прямым финансовым потерям, связанным с выходом из строя оборудования, так и к косвенным потерям из-за простоя производственного и технологического оборудования.
В целом следует отметить, что вопросы сокращения потерь от неисправностей электрооборудования в промышленности в значительной степени могут решаться на основе диагностирования оборудования, и, в первую очередь, за счет обнаружения дефектов в электрооборудовании на ранней стадии их возникновения.
Решению проблемы повышения эффективности технологического процесса поиска неисправностей в промышленном электрооборудовании может помочь использование методов технической диагностики. Методологические основы исследований в области диагностирования заложены в работах Д.Брюле, Б.Винтера, Д.Вуда, Д.В.Гаскарова, Б.Гласса, Р.Джонсона, В.В.Карибского, Е.Клетски, Е.Лавлера, А.В.Мозгалевского, Ю.Ф.Мухопада, С.П.Ксендза, В.Д.Кудрицкого, О.И.Осипова, П.П.Пархоменко, Е.С.Согомоняна, Ю.С.Усынина и многих других ученых.
В настоящее время наиболее трудоемким процессом в производстве и управлении является процедура оценки ситуации и принятия решения. Это объясняется, в первую очередь постоянно возрастающим объемом информации, которую необходимо учитывать для повышения объективности оценки ситуации. С другой стороны, знания, позволяющие эксперту получать качественные и эффективные решения поставленных задач, являются в основном эвристическими, экспериментальными, неопределенными, имеющими некоторую степень правдоподобия. Это, во-первых, ставит на первый план необходимость комплексной автоматизации процесса сбора информации и принятия решения, во-вторых, обуславливает высокую сложность создания соответствующих автоматизированных систем.
Для решения этих задач в последнее время представляется перспективным использовать интеллектуальные системы, разработанные на основе применения логических методов технической диагностики и технологии экспертных систем. Существен-
ный вклад в развитие теории экспертных систем внесли работы С.Н.Васильева, Т.А.Гавриловой, П.Джексона, М.Кумбса, В.А. Лукина, Д.Макалистера, Д.Марселлуса, Л.В.Массель, В.М.Надточия, С.В.Назарова, С.Осуги, Э.В.Попова, Д.А.Поспелова, А.Я. Сапотницкого, Д.Уотермена, Ф.Форсайта, Д.Элти и других ученых.
Такая интеллектуальная система даст возможность решения диагностических задач целых типов электрооборудования и будет доступна для использования значительному кругу специалистов самой различной квалификации.
Объектом исследования являются процессы диагностирования и организации ремонта промышленного электрооборудования.
Предметом исследования являются логические методы технического диагностирования и технология экспертных систем, позволяющие повысить эффективность процессов диагностирования и организации ремонта промышленного электрооборудования.
Целью данной диссертационной работы является создание интеллектуального автоматизированного комплекса, повышающего эффективность процессов поиска неисправностей и организации ремонта промышленного электрооборудования.
При этом были поставлены следующие конкретные задачи, тесно связанные с целью работы:
анализ современного состояния систем и методов диагностирования электроприводов переменного и постоянного тока, трансформаторов и определение перспективных направлений реализации диагностических систем;
разработка алгоритмов технического диагностирования электроэнергетического оборудования;
создание структуры баз знаний экспертных систем (ЭС) для поиска неисправностей электрооборудования;
разработка локальных экспертных систем и интеллектуального диагностического комплекса для поиска неисправностей в электрооборудовании и организации его ремонта.
Методы исследования. Решение поставленных задач потребовало привлечения математического аппарата теории графов, булевой алгебры, исчисления высказываний, методов искусственного интеллекта и экспериментальных исследований.
Достоверность основных теоретических положений и выводов подтверждается результатами экспериментальных исследований работы экспертных систем при диагностировании и организации ремонта промышленного электрооборудования.
Научная новизна результатов работы заключается в следующем:
предложены функциональные схемы сложного промышленного электрооборудования, отличающиеся тем, что в них учтены влияния внешних возмущающих факторов и проведена детализация механических узлов электрооборудования;
разработаны алгоритмы диагностирования электроприводов постоянного и переменного тока, а также трансформаторов;
сформированы структуры баз знаний для диагностирования электротехнического промышленного оборудования;
представлены формализованные базы знаний для поиска неисправностей в данном электрооборудовании.
Автор выносит на защиту алгоритмы диагностирования электрооборудования, структуры баз знаний для поиска неисправностей в электрооборудовании; комплекс экспертных систем для диагностирования и организации ремонта электрооборудования.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Разработанный комплекс экспертных систем дает возможность сократить время поиска неисправностей и организации ремонта электрооборудования, что является необходимым условием для эффективной работы промышленных предприятий.
Созданный комплекс экспертных систем использован для диагностирования и организации ремонта промышленного электрооборудования на Ново-Иркутской ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго», Шелеховском участке Ново-Иркутской ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго», УТС Ново-Иркутской ТЭЦ, а также на кафедре электропривода и электрического транспорта Иркутского государственного технического университета.
Апробация работы. Результаты диссертационных исследований обсуждались на XII Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и студентов «Безопасность-07» в 2007г., на Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири» в 2008-2010гг. и семинарах кафедры Электропривода и электрического транспорта Иркутского государственного
технического университета в 2008-2011гг., на заседании секции «Прикладная математика и информатика» Института систем энергетики им. Мелентьева СО РАН.
Личный вклад. Результаты, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором. В совместных публикациях автору принадлежат результаты, связанные с разработкой алгоритмов диагностирования и математических моделей, с созданием баз знаний экспертных систем для поиска неисправностей в промышленном электрооборудовании.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 8 работ, из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования научных результатов диссертаций. В работах с соавторами соискателю принадлежит от 33 до 50 % результатов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 155 наименований и 2 приложений, содержащих тексты примеров разработанных экспертных систем. Основная часть диссертации содержит 170 страниц текста, 62 рисунка, 8 таблиц.
