Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические аспекты методов разработки метрологического обеспечения диагностирования технического состояния автотранспортных средств . 9
1.1. Обзор способов и методов разработки метрологического обеспечения контроля и диагностирования технического состояния автотранспортных средств. 9
1.2. Анализ метрологического обеспечения систем контроля и диагностирования сложных технических объектов 25
ГЛАВА 2. Разработка методики оптимизации метрологического обеспечения диагностирования технического состояния автотранспортных средств . 42
2.1. Разработка методики расчета допусков при прямом контроле с учетом наработки автотранспортных средств и влияния дополнительной погрешности измерения 42
2.2. Разработка методики расчета допусков при косвенном контроле с учетом влияния времени эксплуатации автотранспортных средств, дополнительной погрешности измерения и полноты проводимого контроля 50
2.3. Разработка методики оценки характеристик достоверности при использовании алгоритмов диагностирования с учетом методической составляющей погрешности, погрешности измерения и дополнительной погрешности 55
2.4. Разработка критерия выбора средств и вариантов систем технического диагностирования АТС 63
2.5. Определение математических зависимостей для расчета вероятностей ошибок первого и второго рода в условиях повторяемости, промежуточной прецизионности и воспроизводимости при реализации стандартного метода измерений 73
ГЛАВА 3. Исследование методики повышения эффективности метрологического обеспечения диагностирования технического состояния автотранспортных средств 80
3.1. Исследование влияния дополнительных погрешностей значений контролируемых параметров на величины ошибок первого и второго рода при прямом контроле технического состояния АТС 80
3.2. Исследование влияния дополнительных погрешностей значений контролируемых параметров на величины ошибок первого и второго рода при косвенном контроле технического состояния АТС 85
3.3. Исследование влияния положения полей допусков значений контролируемых параметров, а также методической и эксплуатационной составляющих погрешности на величины ошибок первого и второго рода при использовании алгоритма диагностирования 91
3.4. Исследование влияния погрешностей определения исходных данных на величину доверительного интервала критерия эффективности метрологического обеспечения диагностирования технического состояния АТС 94
ГЛАВА 4. Разработка и исследование алгоритма метрологического обеспечения контроля и диагностирования технического состояния автотранспортных средств 102
4.1 Разработка алгоритма для реализации метрологического обеспечения контроля и диагностирования АТС 102
4.2 Разработка метрологического обеспечения системы диагностирования технического состояния электрооборудования АТС . 112
4.3 Разработка метрологического обеспечения системы диагностирования технического состояния фар автотранспортных средств в режимах «ближний свет», «дальний свет» и «суммарный свет» при реализации стандартного метода измерений 115
Заключение 128
Библиогафический список
- Анализ метрологического обеспечения систем контроля и диагностирования сложных технических объектов
- Разработка методики расчета допусков при косвенном контроле с учетом влияния времени эксплуатации автотранспортных средств, дополнительной погрешности измерения и полноты проводимого контроля
- Исследование влияния дополнительных погрешностей значений контролируемых параметров на величины ошибок первого и второго рода при косвенном контроле технического состояния АТС
- Разработка метрологического обеспечения системы диагностирования технического состояния электрооборудования АТС
Введение к работе
Изменение условий хозяйствования обусловливает необходимость применения новых, более совершенных методов управления процессами технического обслуживания (ТО) и ремонта автотранспортных средств (АТС) с учетом конъюнктуры, сложившейся на региональных сервисных рынках.
В этой связи наряду с принятием законов «О техническом регулировании», «О безопасности дорожного движения», «О защите прав потребителей», предлагаемыми проектами федеральных законов (таких как "О безопасности колесных транспортных средств и их компонентов", "Требования безопасности к колесным транспортным средствам и их составным частям", "Процессы производства технического обслуживания и ремонта колесных транспортных средств. Требования и правила обеспечения безопасности", "О требованиях к конструктивной безопасности автотранспортных средств") в РФ внедряется ГОСТ Р ИСО 5725 - 2002 с целью применения в РФ основополагающего Международного стандарта ИСО 5725 под общим заголовком "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений" в практической деятельности по метрологии, стандартизации методов контроля (испытаний, измерений, анализа), испытаниям продукции, в том числе для целей подтверждения соответствия, оценке компетентности испытательных лабораторий согласно требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000. Конечной целью вышеперечисленных предложенных документов является создание единого механизма по обеспечению качества продукции и услуг, рычагов управления качеством на заданном уровне и мер по повышению ранее достигнутых результатов, направленных, главным образом, на улучшение жизни, охрану здоровья и экономии материальных, трудовых и временных ресурсов.
Системный подход к вопросам управления АТП (автотранспортными предприятиями) требует рассматривать систему управления качеством ТО и ремонта как неотъемлемую часть управления. Система управления качеством ТО и ремонта служит для обеспечения на заданном уровне коэффициента
4 технической готовности, безотказности, долговечности АТС, эффективного их использования с минимальными финансовыми и трудовыми затратами. Таким образом, система управления качеством АТС базируется на комплексе мероприятий, включающих технические, экономические, и другие взаимоувязанные действия по обеспечению поставленных задач, направленных на достижения высокого уровня качества.
Проблема качества при ТО и ремонте АТС во многом определяется уровнем метрологического обеспечения (МО). Одним из эффективных способов повышения эксплуатационных показателей АТС является применение технического диагностирования. Техническое диагностирование предполагает определение технического состояния объекта диагностирования с определенной точностью. Поэтому для обеспечения качества системы ТО и ремонта АТС необходимо использовать принципы метрологического обеспечения.
Для обеспечения поддержания в период эксплуатации стабильности эксплуатационных свойств, включая сохраняемость показателей безопасности на заданном интервале пробега, в нормативных документах предъявляются требования эксплуатационной безопасности, подтверждение соответствия которым осуществляется во время периодических технических осмотров колесных транспортных средств на станциях технического обслуживания автомобилей (СТОА). В целях обеспечения безопасной эксплуатации АТС устанавливаются требования и правила обеспечения безопасности при выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту автомобильной техники. В этой связи возникает острая необходимость в оценки деятельности измерительных лабораторий, осуществляющих операции ТО и ремонта, результаты которой имеют существенное значение при принятии решений о техническом состоянии АТС.
Цель работы
Целью диссертационного исследования является разработка математического, программного и методического аппарата повышения эффективности
5 метрологического обеспечения диагностирования автотранспортных средств в эксплуатации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1.Определение допусков контролируемых и выражений для расчета вероятностей ошибок первого и второго рода при прямом и косвенном контроле АТС в эксплуатации, удовлетворяющих критерию обеспечения допустимых вероятностей ошибок первого и второго рода с учетом дополнительной составляющей погрешности, а также различных законов распределения контролируемых параметров и полноты проводимого контроля. Исследование влияния вида закона распределения погрешностей на положение границ поля допуска контролируемого параметра.
2.0пределение выражений для расчета вероятностей ошибок первого и второго рода при использовании алгоритма диагностирования с учетом различных законов распределения контролируемых параметров и погрешности измерения методической составляющей погрешности, погрешности измерения и дополнительной составляющей погрешности.
3.Разработка критерия и методики повышения эффективности метрологического обеспечения контроля и диагностирования технического состояния АТС с учетом достоверности, стоимости, производительности контроля и удельных потерь от ошибок первого и второго рода, а также полноты проводимого контроля. Исследование влияния априорной недостаточности статистической информации о законах распределения значений параметров и погрешностей их измерения на точность определения наиболее эффективного варианта реализации системы диагностирования АТС.
4. Вывод выражений и синтез методики оценки вероятностей ошибок первого и второго рода при диагностировании АТС в эксплуатации для заданного стандартного метода измерений в условиях повторяемости, промежуточной прецизионности и воспроизводимости.
Методы исследований
В работе использовались литературные и экспериментальные данные, а также результаты, получаемые путем математического моделирования. Для достижения поставленных целей применялись методы теории вероятностей, математической статистики, функционального анализа, прикладной математики, а также принципы метрологического обеспечения эксплуатации технических систем.
Научная новизна
В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
Предложены методика и критерий эффективности метрологического обеспечения при контроле и техническом диагностировании АТС в эксплуатации с учетом полноты проводимого контроля и удельных потерь от ошибок первого и второго рода.
Получены выражения и методика для расчета вероятностей ошибок первого и второго рода при прямом и косвенном контроле АТС в эксплуатации с учетом дополнительной составляющей погрешности, а также различных законов распределения контролируемых параметров и полноты проводимого контроля.
Разработаны выражения для расчета вероятностей ошибок первого и второго рода при диагностировании АТС в эксплуатации с учетом различных законов распределения контролируемых параметров и погрешности измерения с учетом методической составляющей погрешности, погрешности измерения и дополнительной погрешности при заданном алгоритме диагностирования.
Синтезированы выражения и предложена методика оценки вероятностей ошибок первого и второго рода при диагностировании АТС в эксплуатации для заданного стандартного метода измерений в условиях повторяемости, промежуточной прецизионности и воспроизводимости.
7 Практическая значимость
1 .Разработаны алгоритм и программное обеспечение, реализующие синтез метрологического обеспечения системы диагностирования АТС.
Предложен инженерный аппарат и программное обеспечение для расчета допусков на контролируемые параметры и суммарных ошибок первого и второго рода при прямом и косвенном контроле в процессе диагностирования узлов и агрегатов АТС.
Создано программное обеспечение для нахождения значений ошибок первого и второго рода при заданном алгоритме диагностирования.
Для определения работоспособности предложенного алгоритма синтеза метрологического обеспечения диагностирования АТС, в случаях прямого многопараметрического и косвенного многопараметрического контроля, а также в случае использования алгоритма диагностирования разработана метрологическое обеспечение системы диагностирования электрооборудования АТС и доказана его работоспособность при выборе СТД.
Результаты внедрения работы
Созданное методическое и программное обеспечение прошло апробацию и внедрены в Управлении ГИБДД УВД Владимирской области, на трех станциях технического обслуживания автомобилей, а также на кафедре «Управление качеством и техническое регулирование» Владимирского государственного университета. Внедрение подтверждено соответствующими актами.
Положения, выносимые на защиту
Выражения и методика определения допустимых ошибок первого и второго рода при прямом и косвенном контроле с учетом полноты контроля, дополнительной составляющей погрешности при определенной наработки автотранспортных средств.
Выражения и методика для расчета вероятностей ошибок первого и второго рода при заданном алгоритме диагностированиях учетом методиче-
' 8
ской составляющей погрешности, погрешности измерения и дополнительной '
погрешности. ~~~ J
Математические зависимости и способ оценки вероятностей ошибок первого и второго рода при диагностировании АТС в эксплуатации для" заданного стандартного метода измерений в условиях повторяемости,'проме-> жуточной прецизионности и воспроизводимости.
Критерий эффективности метрологического обеспечения при техническом диагностировании АТС в эксплуатации с учетом полноты проводимого контроля , достоверности, производительности, удельных потерь от ошибок первого и второго рода.
Апробация работы
Результаты работы докладывались и обсуждались на:
Шестой международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии», Владимир, 2004г.
Десятой международной научно-технической конференции «Актуаль-ные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств», ВлГУ, Владимир, 2004г.
Международной научной конференции «Управление инновациями и инвестиционной деятельностью», Владимир, 2004г.
Международной. Конференции «Стратегические альянсы и кластеры», ВлГУ, Владимир. 2005г.
Десятой международной научно-технической конференции Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей», ВлГУ, Владимир. 2005г.
Самостоятельно и в соавторстве по материалам диссертации опубликованы 12 работ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 114 наименований. Объем диссертации 141 страница машинописного текста, 51 рисунок, 30 таблиц.
Анализ метрологического обеспечения систем контроля и диагностирования сложных технических объектов
При проведении диагностирования на одном из этапов целесообразно воспользоваться принципами допускового контроля качества [29], представляющим собой проверку соотношения на основе измерения показателей качества диагностируемых АТС: Д. Д (1.10) где Aj, Bj - наименьшее и наибольшее значение і-го контролируемого параметра соответственно, - действительное значение контролируемого показателя (параметра).
Поскольку основными факторами, влияющими на показатели эффективности метрологического обеспечения, являются величины ошибок первого и второго рода, то важным вопросом метрологического обеспечения сложных технических систем является выбор способа оценки этих показателей. Существуют показатели, характеризующие ошибки первого и второго рода - риски изготовителя и риски потребителя соответственно.
Известны два способа оценки величин ошибок первого и второго рода [25,28,29,36,40,83-96]: первый способ основан на применении безусловных показателей; второй - на основе условных показателей.
Безусловные показатели оценивают долю возможных событий во всей их массе [25] и определяются из выражений хв хн хв d(x) + Jf(x) Jf(Ax)d(Ax) Р, = Jf(x) d(x), хв-х хв-х Jf(дх) d (АХ) ХН оо хв-х Р2= jf(x) (їло ад, f(Ax)d(Ax) f(Ax)d(Ax) d(x)+ Jf(x) -00 где P,, P2 - вероятности первого и второго рода соответственно; f(x),f(Ax) -плотности распределения значений контролируемого параметра и погрешности его измерения Ах соответственно; хв, хн - верхнее и нижнее допустимые значения контролируемого параметра.
Условные показатели оценивают долю возможных исходов, в какой либо части всех событий. В этой системе показателей ошибка второго рода определяется как R2 = Р2/Рг, где Рг - вероятность признания объекта контроля годным к применению. Ошибка первого рода оценивается условной вероятностью того, что среди исправных объектов контроля имеются неверно забракованные: R, =Р,/РИ , Ри - априорная вероятность работоспособного состояния объекта контроля.
Безусловные и условные показатели имеют различный физический смысл. Поэтому выбор той или иной систем показателей зависит от решаемых задач.
Из материалов работы [14] видно, что новые однотипные автомобили, изготовленные и собранные на заводе, прошедшие период обкатки, обладают индивидуальностью, присущей каждому отдельному образцу, и требуют к себе индивидуального подхода в соответствии с заложенными в них важнейшими эксплуатационно-техническими качествами, такими как топливная экономичность, динамичность и надежность. В связи с этим возникает необходимость в индивидуальном определении технического состояния элементов каждого автомобиля.
В данном случае, целесообразно воспользоваться выражением для индивидуальных условных рисков [29]: в в Здесь, f(x) - безусловная функция распределения контролируемого параметра, р(у-х) - плотность вероятности погрешности измерения, у - конкретное значение результата измерения для данного АТС (узла, системы), для которого определяется индивидуальный риск.
Как показано в работе [29], «индивидуальный» риск потребителя зависит от действительного размера контролируемого параметра и различен для разных экземпляров узлов или систем АТС в контролируемой серии. Это создаёт дополнительные трудности при использовании «индивидуального» риска для оценки качества процедур контроля, т. к. в таком случае желательно рассматривать все проверяемые АТС. Исходя из вышесказанного, имеем выражения для средних рисков: вв вк \\f(x)p{y-x)dydx jjf(x)p(y-x)dydx = 1- в =1-- (1.13) \jxdx jjf(x)p(y - x)dydx А -со А
Из представленных в [29] выражений видно, что для расчета как «индивидуальных» так и средних рисков, необходимо обладать исчерпывающими данными о распределениях плотности вероятности погрешности измерения и плотности вероятности контролируемого параметра.
В большинстве случаев сложные технические системы контролируются по нескольким параметрам, что ведет к необходимости оценки показателей достоверности для случая многопараметрического контроля. Вероятности ошибок первого и второго рода определяются из выражений [1,39]
Разработка методики расчета допусков при косвенном контроле с учетом влияния времени эксплуатации автотранспортных средств, дополнительной погрешности измерения и полноты проводимого контроля
При сложных функциональных связях между отдельными узлами систем АТС, как правило, невозможно непосредственно определить допустимые пределы изменения отдельных контролируемых параметров, характеризующих их техническое состояние. Поэтому для оценки технического состояния систем
АТС выделяют показатели качества их функционирования. С помощью этих показателей однозначно определяют техническое состояния систем АТС и качество выполнения ими заданных функций.
Значение показателя качества рассчитывается по математической модели, связывающей значения диагностических параметров и показателя качества. Расчет значения показателя качества ведется на основе измеренных значений контролируемых параметров. Для определения области работоспособности системы АТС на значения показателя качества накладывают ограничения. В случае, если в разрабатываемой системе контроля и диагностирования невозможно выполнить непосредственный расчет значения показателя качества, т.е. реализовать косвенный контроль по показателю, то определяются допуска на контролируемые параметры, и контроль проводится непосредственно по этим параметрам.
Согласно [33], результат косвенного измерения определяется на основании измеренных значений , ,..., „ и заранее известной функции В, = f(xt,...,x„). Так как каждое хп где / = 1,...« измерено с соответствующей погрешностью Дь то задача расчета погрешности А4 результата косвенного измерения сводится к суммированию всєх п погрешностей Измерения Xj. Но доля отдельных погрешностей А,, в результирующей погрешности Д может быть различной в зависимости от вида функции и соотношения между собой независимых переменных Xj.
Рассмотрим возникновение ошибок первого и второго рода для случая двух контролируемых параметров. На рис. 2.2 представлена схема возникновения ошибок первого и второго рода при косвенном многопараметрическом контроле по двум контролируемым параметрам.
Таким образом, методика расчета допусков на контролируемые параметры при косвенных измерениях будет состоять: - определения зависимостей, связывающих между собой значения параметров АТС X={Xj}, где j=l,...,N (N - число контролируемых параметров) и множеством показателей качества АТС =f(X)={ ,р}, где p=l,...,R, (R - число показателей качества); - нахождения допустимых значений показателей качества %д, соответствующих исправному состоянию систем АТС; - установления диапазона предельных значений контролируемых параметров ХГР , соответствующих области описания математической моделью технического состояния АТС, в котором осуществляется расчет допусков; - определения влияния дополнительной погрешности j-ro контролируемого параметра Адт у на суммарную погрешность Цъ измерения. - расчет допусков контролируемых параметров Хд соответствующих выполнению условшР]1((к,А1,пп) Рщ и Р2Ъ{1к,ЬЛт) Р2д\ - если в предыдущем пункте не найдено решение Хд соответствующее выполнению условий обеспечения допустимых характеристик достоверности контроля, то выполняется поиск границ допусков Хдр , Хдр соответствующих выполнению условий Р к,Адпп) Р]Д и Рг1і(?к,Айіт)їР1Д; -выбор способа уменьшения величин PlL(tk,АЛ)Я)и P21(tk,Al)l n)B области [ХдРі;ХДр2]; - проверка выполнения условий PlzQk ,Авоп) Р1Д и Р21(/4 ,Ай т) Р2Д .
С учетом назначения контрольных допусков выражения для ошибок первого и второго рода запишутся:
Данная методика расчета допусков контролируемых параметров контроле и диагностировании технического состояния АТС дает возможность установить положение границ полей допусков контролируемых параметров с учетом полноты проводимого контроля и дополнительной погрешности, возникающей при Возможны случаи, где вместо сплошного контроля диагностирование производится с применением алгоритма диагностирования, построенного таким образом, чтобы по выбранному перечню параметров оценить работоспособность системы и локализовать неисправности.
Глубина локализации устанавливается на основе эксплуатационных и экономических факторов и устанавливается до съемного в условиях эксплуатации блока или элемента.
Известно [1], что локализация неисправностей является неотъемлемой частью технологического процесса диагностирования и одной из ее задач является именно поиск отказов, ее характерной особенностью выступает тот факт, что обнаружение отказов происходит не после наступления отказа, а в его предположении.
В работах [1,3] подробно рассмотрены виды алгоритмов диагностирования.
Как известно, при проведении контрольно-регулировочных операций, выполнением которых достигается соответствие показателей качества АТС или соответствие его параметров допускам по нормативным документам, не всегда возможно достичь желаемого результата. Т. е., речь идет о неисправности узла или системы АТС и возникает задача диагностирования - поиска неисправностей.
Исследование влияния дополнительных погрешностей значений контролируемых параметров на величины ошибок первого и второго рода при косвенном контроле технического состояния АТС
При разработке алгоритма расчета допусков на контролируемые параметры при косвенном контроле следует исследовать влияние дополнительной погрешности значений контролируемых параметров на значение величин ошибок первого и второго рода.
В целях вычисления величины P]mi)(tk,Az) заменим в формуле (2.19) интегралы суммами произведений функции плотности распределений значений контролируемых параметров. Тогда выражение для определения PUiiA(tk,A ) запишется: Рш (hAh) = ± , (3.3) где NA, NB - номер значения в элементе массива, соответствующий нижнему и верхнему допуску соответственно, где NT - число шагов при интегрировании композиции функций плотности вероятности значений контролируемых показателей, у4 = p(t)+A - измеренное значение р-го контролируемого показателя.
Для исследования данных математических зависимостей был применен метод стохастического моделирования.
Для использования методики учёта составляющих погрешности, для оценки влияния последней на величины ошибок первого и второго рода необходимо произвести исследование влияния составляющих погрешности на величины данных ошибок.
Поскольку, анализ этой методики ведёт к обязательному вычислению величин ошибок первого и второго рода, описывающихся через многократные интегралы, то для нахождения этих данных необходимо воспользоваться имитационным моделированием.
Для реализации принципов имитационного моделирования, при решении поставленной задачи, следует применить метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Согласно данному методу, определяемый интеграл принимается за математическое ожидание какой-либо функции от одной или нескольких случайных величин; причём, закон распределения данных величин известен. Далее, случайным образом генерируются соответствующие законы для большого числа реализаций этих величин, и определяется среднее значение функции. Полученное среднее значение и является примерным значением математического ожидания, т. е. приближённым значением интеграла. Чем больше реализаций случайных величин было произведено, тем, соответственно, выше точность приближения, а среднее квадратическое отклонение случайной погрешности вычисления определяется обратно пропорционально квадратному корню из числа экспериментов. о = о/Vn где 0"х сРеДнее квадратическое отклонение погрешности измерения среднего арифметического значения параметра; а - среднее квадратическое отклонение погрешности однократных измерений контролируемого параметра; п - число проводимых измерений Т. е. при использовании метода Монте-Карло следует свести нужный интеграл к математическому ожиданию некоторой функции случайных аргументов и генерировать данные аргументы с использованием ЭВМ.
Имитационная модель влияния составляющих погрешности состоит из трёх частей: стохастической модели значений контролируемых показателей, стохастической модели составляющих погрешности измерения и модели операции измерения и контроля, вместе с процедурами обработки результатов измерений и принятия по ним соответствующих решений.
Необходимо генерировать векторы квазислучайных чисел {X]}, {Хг},...,{Хм} с учетом видов законов и параметров функций распределений контролируемых параметров. Сочетания значений ({Х(}ь {X2}i,...,{XN}i), где iH.-N7, N - число значений по і-му контролируемому параметру, соответствуют сочетанию значений Хь X2,...,XN контролируемых параметров.
В работе [45] сказано, что в большинстве случаев применяют двусторонние допуска на контролируемые параметры; так же, как отмечалось ранее [1,2], для указанных допусков целесообразно пользоваться нормальным и равномерным распределениями контролируемых параметров или их композиций.
С целью изучения влияния дополнительных погрешностей Адоп иД. и положения границ полей допусков Xi, X2,...,XN на величины ошибок первого P](tk,A%z) и второго P2(tk,Az) были построены зависимости, указанные на рис????. Вычисление Px(tk,A%z) и P2(tk,A 1) проводилось в предположении, что контролируемые параметры, связаны с показателем качества зависимостью вида = АХ] + ВХ2 при условии, что А =В=1 и = 1.
На рис. (3.7)-(3.12) показаны зависимости Pl(tk,Adon) и P2(tk,AAl)n) от величин кд и Ад0П для случая двух параметров Xi и Х2 для сочетания законов распределения значений контролируемых параметров Хь Хг и погрешностей их измерения АХ] и .ДХг". «нормальный/нормальный»; «нормальный/ равномерный»; «равномерный/нормальный»; «равномерный/равномерный»; «Вейбул-ла/нормальный»; «Вейбулла/равномерный». Графические изображения были построены для значения суммарной погрешности А =5%, 10%, 15%, 25%, 30% от величины поля допуска на контролируемые параметры.
Разработка метрологического обеспечения системы диагностирования технического состояния электрооборудования АТС
Рассмотрим метрологическое обеспечение синтеза системы диагностирования на примере электрооборудования АТС. Согласно статистическим данным [56], на устранение возникших неполадок в электрооборудовании приходится от 11 до 17% общего объема работ по ТО и ТР. Как правило, основная доля отказов приходится на систему зажигания, аккумуляторную батарею и генератор с реле-регулятором.
На зажигание приходится более 40% всех отказов по двигателю с его системами; причем неполадки в системе зажигания в 80% случаев служат фактором повышения расхода топлива в среднем на 6 - 8% и снижения мощности двигателя.
Рассмотрим пример оптимизации метрологического обеспечения системы диагностирования электрооборудования автотранспортных средств.
Для реализации системы диагностирования электрооборудования составлены 3 варианта наборов СТД, представленных в табл. 4.1. Здесь приведены характеристики сравниваемых вариантов наборов средств измерений для диагностирования электрооборудования: отношение погрешности измерения к величине поля допуска А/Т, с - относительная стоимость контроля по j-му контролируемому параметру, К - коэффициент, учитывающий увеличение производительности контроля по j-му контролируемому параметру. Первый вариант состоит из СТД, имеющих минимальную погрешность измерения и максимальную стоимость. Второй вариант собран из СТД, обладающих большей погрешностью по сравнению с СТД первого варианта и меньшей стоимостью. В третьем варианте предпочтение отдано СТД с большой погрешностью и меньшей стоимостью, в отличие от остальных двух вариантов.
Для проверки выполнения условия обеспечения допустимой достоверности построены зависимости вероятностей ошибок первого и второго рода, вызванных эксплуатационной погрешностью. Из рис. 4.1 следует, величины ошибок первого и второго рода, вызванные указанной погрешностью, не превышают допустимых значений.
Из таблицы видно, что по результатам синтеза системы диагностирования электрооборудования АТС наиболее эффективным является вариант реализации №2, так как при этом наблюдается минимум целевой функции Q (0,57). Это обеспечивается выбором высоко функциональных средств измерения в совокупности со сравнительно более высокой точностью.
Метод измерений - определение силы света фар в режиме «ближний свет» в направлении 34; вверх от положения левой части светотеневой границы.
В эксперименте принимали участие три станции технического обслуживания АТС (СТО АТС), в которых был проведен анализ в соответствии со стандартным методом измерений, описанным в техническом паспорте на применяемые СТД. Все СТО провели по четыре измерения.
При проведении эксперимента лаборатория №1 использовала прибор для проверки внешних световых приборов (с передачей результатов на компьютер ОПК. Результаты измерений выводятся на жидкокристаллический буквенно-цифровой дисплей с подсветкой. Прибор имеет выход для информационной связи с компьютером по интерфейсу RS-232 (может передавать результаты измерений в компьютер линии технического контроля). Диапазоны измерений: угол наклона светотеневой границы 0-140, сила света внешних световых приборов 0-100000 кд, Высота оптической оси 250-1600 мм.
Далее получаем Pi=0,045 и Р2=0,058 - в условиях повторяемости и Pi=0,061 и Р2=0,079- в условиях воспроизводимости. Аналогичным образом рассчитываются выражения для ошибок первого и второго рода при диагностировании остальных параметров АТС.
Далее рассмотрим пример получения стандартного отклонения SI(TO) промежуточных показателей прецизионности с изменяющимися факторами [время + оператор] в пределах одной СТОА на отдельном уровне
Метод измерений аналогичен методу, рассмотренному в предыдущем примере.
На СТОА произведены измерения силы света фар в различных режимах, согласно ГОСТ 51709 и на следующий день снова были получены данные силы света фар, но другим работником. Измерения проводились для десяти марок автомобиля. Полученные результаты представлены в таблице 4.26.
