В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Модель процесса технического обслуживания и ремонта элементов и систем автоматической противопожарной защиты

A.А. Лукьянченко,
докторант кафедры ПА Академии ГПС МЧС России, к.т.н.

А.В. Федоров,
профессор кафедры ПА Академии ГПС МЧС России, д.т.н.

Е.Н. Ломаев,
адъюнкт кафедры ПА Академии ГПС МЧС России

Чан Дон Хынг,
адъюнкт кафедры ПА Академии ГПС МЧС России

А.М. Алешков,
адъюнкт кафедры ПА Академии ГПС МЧС России

На сегодняшний день обеспечивать эффективность работы объектов, оборудованных системами автоматической противопожарной защиты (АППЗ), необходимо путем повышения надежности и информативности всех технических средств при снижении затрат на их эксплуатацию. Достижение указанной цели возможно за счет высокого качества технической эксплуатации с постепенным переходом от планового (регламентного) технического обслуживания (ТО) на обслуживание оборудования "по состоянию".

Виды ТО и ремонта систем АППЗ

Различные виды технического обслуживания и ремонта систем АППЗ на современных объектах представлены на рис. 1. Плановое (регламентное) техническое обслуживание - это комплекс процедур по поддержанию работоспособности и исправности оборудования АППЗ при его эксплуатации. Корректирующее техническое обслуживание - текущее ремонтное обслуживание по устранению дефектов и отказов оборудования.

Плановый ремонт производится по графику для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования. Он выполняется в соответствии с установленным ремонтным циклом и может быть текущим, средним, капитальным и др.

Ремонт по состоянию оборудования производится в случае необходимости, в зависимости от результатов диагностики оборудования, позволяющей обнаруживать и идентифицировать его потенциально опасные дефекты на начальной стадии развития. Применение систем мониторинга информационно-управляющей подсистемы АСУПЗ1 (автоматизированной системы управления противопожарной защитой) позволяет оптимизировать процесс принятия решений о выводе оборудования АППЗ в ремонт.

Реабилитация включает в себя мероприятия, направленные на полное восстановление ресурса оборудования, изменение его конструкции, улучшение показателей, повышение надежности и информативности, снижение энергетических, материальных затрат и трудовых ресурсов при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте.

Обслуживание "по состоянию" является наиболее передовым способом обслуживания, но оно требует наличия высоконадежной и достаточно точной контрольной аппаратуры, что сопряжено с определенными техническими трудностями и требует дополнительных денежных затрат. Поэтому в настоящее время на различных промышленных и других объектах продолжает применяться регламентное обслуживание оборудования. Принятая на сегодняшний день периодичность работ по техническому обслуживанию и капитальному ремонту элементов систем АППЗ (см. типовые регламенты ТО в действующих руководящих документах ^{2, 3}) основывается на использовании метода экспертных оценок. Введенная без серьезного научного обоснования, она не позволяет в полной мере учесть реальный расход технических ресурсов, что приводит к неоправданному росту затрат на эксплуатацию оборудования и повышенному отрицательному влиянию человеческого фактора на его надежность и безопасность.

Это определяет актуальность разработки научных основ и методов для определения сроков выполнения работ по техническому обслуживанию и капитальным ремонтам элементов и устройств АППЗ в зависимости от скорости расходования их технического ресурса.

Модель ТО и ремонта систем АППЗ, разработанная с использованием математического аппарата цепей Маркова

Цепи Маркова позволяют описывать поведение больших технических систем и устройств, входящих в них. Марковская аппроксимация процессов старения обеспечивается за счет нелинейного преобразования - квантования по уровню случайных функций, характеризующих изменение во времени обобщенного параметра устройства или системы ⁴. Нелинейное преобразование вполне естественно для элементов и устройств АППЗ, так как при их техническом обслуживании параметры измеряются в дискретные и, как правило, равноотстоящие моменты времени. Обычно считается, что марковская цепь описывает переходный режим некоторой системы на одинаковых интервалах времени. Это позволяет использовать цепи Маркова для исследования изменения состояний элементов АППЗ на протяжении всего времени эксплуатации. На рис. 2 представлена разработанная обобщенная марковская модель процесса технического обслуживания и ремонта элементов АППЗ, в которой приняты следующие обозначения состояний:

Н - новое состояние - это работоспособное состояние систем АППЗ, при котором все контролируемые параметры находятся в пределах, предписываемых для запуска в эксплуатацию (элементы и устройства систем недавно поступили с завода-изготовителя или прошли капитальный ремонт). Данное состояние - это период приработки, во время которого проявляются скрытые дефекты.

С - состояние старения, при котором элементы и устройства систем АППЗ находятся в работоспособном состоянии, и все параметры, характеризующие способность объекта выполнять заданные функции, находятся в области допустимых значений. Данное состояние наступает после окончания периода приработки и включает в себя весь период нормальной эксплуатации.

П - предотказное состояние (работоспособное), когда один или несколько из контролируемых параметров достигают области критических значений.

О - состояние отказа, при котором элементы АППЗ находятся в неработоспособном состоянии.

Р - состояние текущего ремонта, в которое элементы АППЗ попадают во время устранения отказов, замены или восстановления каких-либо узлов или деталей.

КР - состояние капитального ремонта, в которое элементы АППЗ выводятся в соответствии с графиками замены в установленные нормативными документами сроки.

Переходы между возможными состояниями данной модели отражают различную интенсивность старения, отказов, предот-казов, а также проведение текущего и капитального ремонта. Интенсивности отказов включают в себя интенсивности всех возможных видов как защитных, так и опасных отказов - внезапных, постепенных, приработочных и послепрофилакти-ческих.

Обратные переходы между состояниями, обозначенные ц, показывают интенсивность восстановлений после отказов, работ при регламентном обслуживании и ввода в эксплуатацию после капитального ремонта.

Дуги графа с возвращением в те же состояния соответствуют случаям, когда между очередными проверками контролируемых параметров объект остался в прежнем дискретном состоянии. Эти переходы обозначены ХНН, ХСС, ХПП, ШО, ХРР, ХКРКР. В данной модели учтены и маловероятные переходы, обозначенные пунктирными линиями. В дальнейшем для упрощения расчетных формул эти переходы не рассматриваются - значения интен-сивностей этих переходов принимаются равными нулю.

Математическая модель рассматриваемого процесса изменения состояний во времени включает в себя вектор-столбец Р(0), задающий вероятностное распределение состояний в нулевой момент времени, и стохастическую матрицу вероятностей переходов между состояниями || Pjj ||.

Разработанная обобщенная модель процесса ТО и ремонта элементов АППЗ позволяет строить частные модели для любых элементов и устройств систем АППЗ с учетом специфики их работы и проявления отказов, а также выводить расчетные формулы для определения вероятностей пребывания в каждом из возможных дискретных состояний рассматриваемого процесса.

¹ Федоров А. В. Автоматизированная система управления противопожарной защитой. Патент № 2135240. Открытия. Изобретения. 1999. № 4. - С. 31 (Москва).
² РД-009-01-96. Установки пожарной автоматики. Правила технического содержания.
³ РД 009-02-96. Установки пожарной автоматики. Техническое обслуживание и планово-предупредительный ремонт.
⁴ Пультяков А.В. Марковские процессы при исследовании состояний объектов в задачах надежности //Актуальные проблемы развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики и технологий управления движением поездов. Между нар. межвуз. сб-к науч. тр-в - Ростов-на-Дону: РГУПС, 2004. - С. 56-62.

Опубликовано: Каталог "Системы безопасности"-2009
Посещений: 17907

Автор