Intelligent system for monitoring and controlling the technical condition of mechatronic process facilities

Abstract

Введение. Исследуются, в основном, цифровые системы, которые управляют обслуживанием отдельных технологических мехатронных объектов (ТМО) и комплексов технологических машин. Отмечена многочисленность вопросов поддержания надежности состояния и возникающих неисправностей, а также многофакторность применения существующих систем мониторинга и диагностики. В связи с этим указано на актуальность задач разработки методов и способов обслуживания технологического оборудования, позволяющих принимать решения в условиях неопределенности и ограниченности данных. Материалы и методы. Для анализа критичности технического состояния сформирована оценка качества эффективности автономного управления состоянием устройств. При этом используется метод нейронечеткой системы определения совокупного критерия критичности. Предлагается применять этот подход для выработки рекомендаций по оснащению технологического объекта необходимыми средствами поддержания общей работоспособности и надежности. Результаты исследования. Решение позволяет прогнозировать развитие состояния мехатронного технологического оборудования, оповещать персонал об аварийных и иных опасных состояниях, при необходимости проводить доработку или корректировку управляющих программ. Предусматривается выполнение части функций обслуживания технического состояния самим мехатронным объектом, т. е. самообслуживание оборудования. Сформулировано понятие «автономное управление техническим состоянием». Рассмотрены структура системы и функции управления. Отмечено, что внедрение рассматриваемых систем позволит в значительной степени повысить эффективность использования оборудования. Результативность автономного управления устройства или ТМО в целом оценивается в соответствии со стандартом ISO 13381-1:2004. На основании этого стандарта и данных, представленных ранее, построена структура нейронной сети для оценки автономности управления состоянием. Эффективность обучения системы рассмотрена с учетом среднеквадратического отклонения выходов сети от целевых значений обучающей выборки. Обсуждение и заключение. Представлен перечень основных функций управления при разных уровнях автономности технического обслуживания: от сигнализации для предупреждения отказа до полной автономности технического обслуживания без непосредственного участия оператора.