Лекция №4 Основная документация при технической эксплуатации морского рэо. Контроль технического состояния рэо.

М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й   С Т А Н Д А Р Т

Единая система конструкторской документации

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДОКУМЕНТЫ ГОСТ 2.601-95

Unified system for design documentation. Exploitative documents

Эксплуатационные документы (ЭД) предназначены для эксплуатации изделий , ознакомления с их конструкцией, изучения правил эксплуатации (использования по назначению, технического обслуживания, текущего ремонта, хранения и транспортирования), отражения сведений, удостоверяющих гарантированные изготовителем значения основных параметров и характеристик (свойств) изделия, гарантий и сведений по его эксплуатации за весь период (длительность и условия работы, техническое обслуживание, ремонт и другие данные), а также сведений по его утилизации.

3.2 ЭД, поставляемые с изделием, должны полностью ему соответствовать.

3.3 Сведения об изделии, помещаемые в ЭД, должны быть достаточными для обеспечения правильной и безопасной эксплуатации изделий в течение срока службы. При необходимости в ЭД приводят указания о требующемся уровне подготовки обслуживающего персонала.

3.4 В ЭД дают ссылки только на документы, включенные в ведомость эксплуатационных документов для данного изделия.

При указании сведений о изделии и (или) материале, изготовлен ных по стандартам или техническим условиям, в ЭД указывают обозначение соответствующих стандартов или технических условий.

3.5 Изложение текста ЭД и титульный лист выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 и настоящего стандарта.

Схемы в ЭД выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.701.

3.6 Термины и определения в области обслуживания и ремонта - по ГОСТ 18322.

3.7 ЭД разрабатывают на основе:

• - рабочей конструкторской документации по ГОСТ 2.102;

• - опыта эксплуатации аналогичных изделий;

• - анализа эксплуатационной технологичности изделий и их со ставных частей;

• - материалов по исследованию надежности изделий данного типа и аналогичных изделий других типов;

• - результатов научно-исследовательских работ, направленных на повышение качества эксплуатации изделий (при наличии).

4 ВИДЫ И КОМПЛЕКТНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДОКУМЕНТОВ

4.1 Виды эксплуатационных документов

4.1.1 К эксплуатационным документам относят текстовые и графические рабочие конструкторские документы, которые в отдельности или в совокупности дают возможность ознакомления с изделием и определяют правила его эксплуатации.

4.1.2 Документы подразделяют на виды, указанные в табл.4.1.

4.2 Комплектность эксплуатационных документов

4.2.1 Номенклатуру ЭД, необходимую для обеспечения эксплуатации изделия, устанавливают в соответствии с таблицей 2.

4.2.2 В ЭД на изделие включают в необходимых объемах сведения об изделии в целом и составных частях, установленных на изделии к моменту поставки его заказчику (потребителю).

Таблица 4.1 - Виды эксплуатационных документов
Вид документа	Определение
Руководство по эксплуатации	Документ, содержащий сведения о конструкции, принципе действия, характеристиках (свойствах) изделия, его составных частей и указания, необходимые для правильной и безопасной эксплуатации изделия (использования по назначению, технического обслуживания, текущего ремонта, хранения и транспортирования) и оценок его технического состояния при определении необходимости отправки его в ремонт, а также сведения по утилизации изделия и его составных частей
Инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделия	Документ, содержащий сведения, необходимые для монтажа, наладки, пуска, регулирования, обкатки и сдачи изделия и его составных частей в эксплуатацию на месте его применения
Формуляр	Документ, содержащий сведения, удостоверяющие гарантии изготовителя, значения основных параметров и характеристик (свойств) изделия, сведения, отражающие техническое состояние данного изделия, сведения о сертификации и утилизации изделия, а также сведения, которые вносят в период его эксплуатации (длительность и условия работы, техническое обслуживание, ремонт и другие данные)
Паспорт	Документ, содержащий сведения, удостоверяющие гарантии изготовителя, значения основных параметров и характеристик (свойств) изделия, а также сведения о сертификации и утилизации изделия
Этикетка	Документ, содержащий гарантии изготовителя, значения основных параметров и характеристик (свойств) изделия, сведения о сертификации изделия
Каталог деталей и сборочных единиц	Документ, содержащий перечень деталей и сборочных единиц изделия с иллюстрациями и сведения об их количестве, расположении в Изделии, взаимозаменяемости, конструктивных особенностях и материалах
Нормы расхода запасных частей	Документ, содержащий номенклатуру запасных частей изделия и их количество, расходуемое на нормируемое количество изделий за период их эксплуатации
Нормы расхода материалов	Документ, содержащий номенклатуру материалов и их количество, расходуемое на нормированное количество изделий за период их эксплуатации
Ведомость комплекта запасных частей, инструмента и принадлежностей (ЗИП)	Документ, содержащий номенклатуру, назначение, количество и места укладки запасных частей, инструментов, принадлежностей и материалов, расходуемых за срок службы изделия
Учебно-технические плакаты	Документы, содержащие сведения о конструкции изделия, принципах действия, приемах использования, техническом обслуживании, областях технических знаний с необходимыми иллюстрациями
Ведомость эксплуатационных документов	Документ, устанавливающий комплект эксплуатационных документов и места укладки документов, поставляемых с изделием или отдельно от него

ЭД на составные части изделия допускается включать в состав ЭД на изделие по согласованию с заказчиком (при наличии), при этом в ЭД да изделие не повторяют содержание документов на его составные части.

Описание и правила эксплуатации составных частей, в том числе покупных изделий, должны быть, как правило, включены в соответствующие эксплуатационные документы на изделие в качестве их самостоятельных разделов, подразделов и пунктов.

4.2.3 В зависимости от особенностей изделия, объема сведений по нему и условий эксплуатации допускается:

• - разделять документ на части в соответствии с ГОСТ 2.105;

• - разрабатывать объединенные ЭД (допускается выпускать на изделие один эксплуатационный документ).

Объединенному ЭД присваивают наименование и код вышестоящего документа, приведенного в таблице 2.

Степень деления ЭД на части, разделы, подразделы, и пункты определяет разработчик изделия в зависимости от объема помещаемых в ЭД сведений.

Допускается отдельные части, разделы и подразделы ЭД объединять или исключать, а также вводить новые.

В ЭД, поставляемой с изделием, должна в обязательном порядке в любом случае содержаться следующая информация:

• - наименование и номер стандарта, обязательным требованиям которого должно соответствовать изделие;

• - основные сведения, технические данные и потребительские свойства;

• - правила и условия эффективного и безопасного использования, хранения, транспортирования и утилизации;

• - ресурс, срок службы и сведения о необходимых действиях потребителя по его истечении и также о возможных последствиях при невыполнении указанных действий;

• - гарантии изготовителя (поставщика);

• - сведения о сертификации (при наличии);

• - сведения о приемке.

Контроль технического состояния РЭО.

Контроль технического состояния занимает важное место среди работ, проводимых на всех этапах эксплуатации по поддержанию заданного уровня надежности и готовности РЭО. Заключение о техническом. состоянии РЭО принимается по результатам измерения и контроля некоторой совокупности параметров, определяющих работоспособность РЭО в целом и ее отдельных устройств. Состав параметров и требования к ним (абсолютные значения, допуски, характер изменения и т. д.) определяются эксплуатационной документацией.

Для контроля технического состояния РЭО используется контрольно-измерительная аппаратура (КИА), которая может быть встроенной, т. е. составлять единое целое с РЭО, и автономной, подключаемой к РЭО (объекту контроля) только на время измерения или контроля.

Процесс контроля может быть автоматизированным и неавтоматизированным.

Автоматизированные системы контроля широко применяются в новейших РЭО и РТК и существенно повышают их надежность и готовность. В системах и комплексах более ранних выпусков, как правило, сочетаются неавтоматизированная встроенная аппаратура контроля и автономные переносные средства измерений и контроля, комплект которых поставляется в войска вместе с РЭО и РТК.

Контроль параметров может производиться либо путем измерения их абсолютных (относительных) значений (количественный контроль), либо путем оценки нахождения этих параметров в пределах заданных допусков (допусковый контроль). При допусковом контроле информация о результатах выдается в виде «Годен», «Не годен», «Норма», «Нет нормы» и др.

В зависимости от задач, решаемых при оценке технического состояния РЭО, различают три вида контроля: контроль работоспособности, диагностический контроль и прогнозирующий контроль.

Контроль работоспособности. Этот вид контроля проводится при подготовке РЭО к применению, при ТО и ремонте, периодически в процессе хранения и транспортирования, а также при проведении технических осмотров. Основная задача, решаемая при контроле работоспособности, сводится к определению технического состояния РЭО в целом и степени ее готовности к применению. В процессе контроля работоспособности производится также настройка и регулировка РЭО.

Основными показателями качества процесса контроля являются время контроля, полнота (глубина) контроля и достоверность результатов контроля.

Время контроля. Время, затрачиваемое на контроль заданной совокупности параметров в реальных условиях эксплуатации, является случайной величиной, которая характеризуется плотностью распределения времени контроля f_k(t_k). На практике в качестве временного показателя, характеризующего процесс контроля, используют математическое ожидание или среднее время контроля:

По статистическим данным, полученным в процессе эксплуатации, среднее время контроля может быть определено из соотношения

где T_ki - время, затрачиваемое на контроль i-й РЭО (i-й контроль);

m – количество однотипных РЭО (контролей).

Полнота (глубина) контроля. Этот показатель характеризует степень охвата проверяемой аппаратуры контролем. Показатель полноты (глубины) контроля может быть определен как отношение числа контролируемых пара метров N_k к общему числу параметров N₀, определяющих работоспособность РЭО

П_к = N_k/N₀.

Достоверность. Эта характеристика процесса контроля отражает степень доверия к решениям о состоянии РЭО, принятым по результатам контроля. Неопределенность результатов контроля обусловлена погрешностью измерений. Эти погрешности могут привести к появлению ошибок двух видов при принятии решения о состоянии РЭО по результатам контроля: ошибка первого вида– действительно исправная РЭО принимается за неисправную и ошибка второго вида – неисправная РЭО принимается за исправную.

Диагностический контроль. Такой контроль РЭО проводится для отыскания неисправностей и установления причин их возникновения. Необходимость в осуществлении диагностического контроля возникает тогда, когда при контроле работоспособности или в процессе применения РЭО возникает отказ или обнаруживается, что система не удовлетворяет заданным требованиям.

Одной из важнейших задач, решаемых при проведении диагностического контроля, является выбор такой стратегии (программы) поиска неисправностей, при которой обеспечивается минимальное время обнаружения неисправного элемента.

Программа поиска неисправностей зависит от принятого метода. В настоящее время наибольшее распространение получили метод последовательных поэлементных проверок, метод последовательных групповых проверок и комбинационный метод.

Метод последовательных поэлементных проверок состоит в том, что поиск неисправности ведется путем проверки элементов системы по одному в определенной, заранее установленной последовательности. При обнаружении неисправного элемента поиск прекращается и производится замена элемента, а затем комплексная проверка работоспособности всей системы.

Если комплексная проверка показала, что работоспособность системы не восстановлена, продолжается поиск следующей неисправности с той позиции, на которой был обнаружен неисправный элемент. После устранения второй неисправности снова проводится комплексная проверка РЭО на работоспособность и при наличии еще одной неисправности продолжают поиск в порядке, описанном выше, до восстановления работоспособности РЭО.

Оптимальную программу поиска неисправности, минимизирующую среднее время поиска, можно разработать, если известны среднее время проверки элементов τ_i (i = 1, 2, . . ., n) и вероятность отказов РЭО за счет каждого из n элементов q_i(i = 1, 2, ..., n). В зависимости от значений q_i и τ_i ( возможны следующие случаи:

1. q₁ ≠ q₂ ≠ … ≠ q_n; τ₁ ≠ τ₂ ≠ … ≠τ_n. В этом случае в качестве критерия оптимизации программы поиска берется отношение . Иногда этот метод называют «время– вероятность».

Для оптимизации программы очередность проверок элементов выбирается так, чтобы выполнялось неравенство: >>…>>…>, где номера 1, 2, ..., n устанавливаются для элементов в соответствии с очередностью их проверки.

2. = =…= ; q₁ ≠ q₂ ≠ … ≠ q_n/ В этом случае для получения минимума среднего времени поиска неисправности необходимо начать проверку с элемента, обладающего наибольшей условной вероятностью отказа, а вся последовательность проверок должна выбираться исходя из условия: q₁ > q₂ > … > q_i >…> q_n. Этот метод получил название метода «максимальной вероятности».

3. Элементы равнонадежны, т. е. q₁ = q₂ = … = q_n, a ≠ ≠…≠ . Тогда порядок проверки элементов определяется условием < <…< <…< , т. е. контроль необходимо начинать c элементов, требующих наименьшего времени проверки работоспособности. Этот метод называется методом «минимального времени»,

4. q₁ = q₂ = … = q_n; = =…= . В этом случае поиск неисправности ведется в случайном порядке (метод «случайных проб»).

Метод последовательных поэлементных проверок применим при любых функциональных схемах аппаратуры и вариантах ее конструкции. В этом его достоинство. Недостатком данного метода является сравнительно большое число проверок, что в свою очередь приводит к большому времени поиска даже при оптимальных программах.

Метод последовательных групповых проверок состоит в том, что вся система разбивается на отдельные группы элементов – устройства, блоки, узлы и т. д. Чаще всего такое разбиение определяется самой конструкцией РЭО.

Поиск неисправности начинается с измерения одного или нескольких параметров – так выявляется группа элементов, в которой имеется неисправность. Затем путем последовательного деления этой группы на подгруппы область неисправной части сужается до тех пор, пока не будет выявлен неисправный элемент.

Основная задача, которая решается при разработке программы поиска, сводится к определению, с какой контрольной точки следует начать проверку групп и какие шаги должны быть сделаны в последующем после анализа результатов контроля, чтобы получить минимальное время поиска.

В практике эксплуатации при решении этой задачи используются три способа разбиения структурной схемы РЭО на группы элементов: средней точки, половинной вероятности и половинного времени.

Способ средней точки состоит в том, что система разбивается на две равные части и измерение параметра производится в средней точке. Определив группу, содержащую неисправный элемент, снова разбивают ее на две равные части к т. д. до определения отказавшего элемента. Этот метод дает оптимальное решение в том случае, если элементы, равнонадежны и среднее время проверок групп элементов примерно одинаково. В остальных случаях минимизируется только число проверок, необходимых для отыскания отказавшего элемента.

Способ «половинной вероятности» заключается в том, что система последовательно делится на две части таким образом, чтобы вероятности отказов в каждой части были одинаковы.

Способ «половинного времени» состоит в том, что система последовательно делится на две части так, чтобы среднее время проверок в каждой части было примерно одинаковым.

Комбинационный метод заключается в том, что в процессе поиска неисправностей производится измерение определенной совокупности параметров и по результатам этих измерений делается заключение о неисправном элементе. Анализ состояния системы и принятие решения производится после контроля всей совокупности контролируемых параметров. Последовательность проверок значения не имеет.

Метод дает хорошие результаты при поиске неисправностей в сложных многофункциональных РЭО с разветвленной структурой, когда отдельные элементы тесно взаимосвязаны.

Комбинационный метод может быть применен и для отыскания одновременно двух и более отказов. Выбор необходимого и достаточного количества параметров для определения нескольких неисправных элементов выполняется по изложенной выше методике.

Для сложной аппаратуры наилучшие результаты удается получить при комплексном использовании всех методов. При этом комбинационный метод используется для определения неисправного устройства (блока, тракта); метод групповых проверок – для отыскания неисправного узла, каскада; метод поэлементных проверок–для отыскания неисправных элементов (деталей) в узлах (каскадах).

После выбора и оптимизации программы поиска неисправностей необходимо выбрать способ проверки исправности конкретного элемента. При эксплуатации РЭО используются: способ внешнего осмотра; способ замены; способ промежуточных измерений; способ характерного признака.

Способ внешнего осмотра. В этом случае путем внешнего осмотра аппаратуры проверяется: состояние электрического монтажа (отсутствие повреждений изоляции, обрывов, замыканий, следов пробоев); внешний вид радиодеталей (резисторов, конденсаторов и др.); наличие предохранителей и соответствие их номиналам; свечение ламп, отсутствие искрений, степень нагрева элементов и т. д. Способ эффективен при наличии внешних признаков отказов.

Способ замены. Проверка состояния аппаратуры этим способом заключается в том, что элементы (узлы, блоки, электровакуумные приборы), подозреваемые неисправными, заменяются исправными. Если после замены элемента работоспособность РЭО восстанавливается, то делается вывод о том, что замененный элемент неисправен.

Достоинства способа – простота реализации и быстрота проверок. Однако этому способу присущ ряд недостатков, основными из которых являются: необходимость иметь в ЗИП большое количество разнообразных исправных элементов, в том числе узлов и блоков; отсутствие возможности выявления причин отказов; возможность вывода из строя вновь установленного элемента из-за неустраненного отказа.

Эти обстоятельства ограничивают область применения данного способа. Обычно он применяется только тогда, когда подозреваемый элемент является легкосъемным и недорогим.

Способ промежуточных измерений. При этом способе с помощью КИА в определенных точках схемы производится измерение параметров системы, блока, каскада или элемента. В качестве параметров, характеризующих состояние аппаратуры, могут быть напряжения или токи в различных сечениях, сопротивления различных участков схемы, частота, спектр сигнала, форма сигнала (осциллограмма) и т. д. Результаты измерений (наблюдения процесса) сравниваются с данными эксплуатационной документации, на основании чего и делается вывод о состоянии элемента.

Способ характерного признака. Сущность этого способа состоит в том, что на вход контролируемого устройства подается сигнал с определенными, заранее заданными характеристиками. По характерным признакам выходного сигнала судят о месте повреждения.

Выбор того или иного способа проверки при поиске неисправностей зависит от конкретных условий эксплуатации, конструкции аппаратуры, квалификации обслуживающего персонала, опыта работы и пр.

Прогнозирующий контроль. Для сложных РЭО, выполняющих ответственные задачи, большое значение имеет не только знание их текущего состояния, но и знание того, как оно будет изменяться в будущем, с тем чтобы можно было своевременно принять меры по предотвращению отказов, Такими мерами могут быть своевременное переключение на резерв, своевременная замена элементов, переход на новые режимы работы и т. д. Таким образом, решается главная задача этапа эксплуатации: обеспечение заданного уровня надежности и готовности РЭО.

Подобные задачи решаются с помощью прогнозирующего контроля, сущность которого заключается в том, что на основании совокупности измерений в данный момент времени (или на некотором интервале t + Δt) предсказывается состояние объекта или отдельных его узлов в будущем. Такое прогнозирование основывается на использовании определенных взаимосвязей между измеряемыми параметрами и состоянием объекта.

Прогнозирование связано с контролем некоторой совокупности прогнозируемых параметров α₁, α₂, ..., α_n, определяющих состояние РЭО. Эти параметры можно представить различным образом: их значениями в моменты времени t, законами распределения, комплексными показателями и т. д.

В зависимости от имеющейся информации возможны два основных метода прогнозирования: аналитический, основанный на использовании детерминированных закономерностей, и вероятностный, основанный на знании законов распределения параметров, характеризующих работоспособность РЭО.

Аналитическое прогнозирование применяют в тех случаях, когда контролируемый процесс, характеризующий состояние РЭО, может быть представлен в виде многомерной функции F(α₁, α₂, ..., α_n), называемой функцией состояния [8]. Наблюдая эту функцию в период времени от 0 до t_n, получают значения F(t₀), F(t₁), ..., F(t_n) соответственно в моменты времени t₀, t₁, …, t_nT₁. В результате обработки полученных данных определяют значения функции состояния в будущем на интервале T₂: F(t_n+1), F(t_n+2), ..., F(t_n+m) в моменты времениt_n+l, t_n+2, …, t_n+m T₂.

Задача прогнозирования может быть решена как в явном виде путем непосредственного определения F(α, t), так и косвенно, когда сначала находится каждый параметр α_s, а затем уже F (α, t).

Такая постановка задачи прогнозирования справедлива, когда значения F(α, t₀), … , F (α, t_n) предопределяют величины F (α, t_n+1),…, F(α, t_n+m). Возможность выполнения этого условия зависит от уровня знаний о прогнозируемом процессе, т. е. от объема данных о процессе, полученных в период времени Т₁ от 0 до t_n. Идеальным случаем при этом является такой, когда имеется аналитическое выражение для функции состояния F (α, t).

В простейшем случае такая функция может быть одномерной, характеризующей закон изменения прогнозируемого параметра во времени F(α, t) = α (t). При заданном законе изменения прогнозируемого параметра отказ произойдет в момент t₂, когда прогнозируемый параметр достигнет предельного значения. Для определения интервала прогнозирования Т_пр при таком условии достаточно измерить значение параметра в момент t₁ (рис. 7.7, а).

Если нет строгого аналитического выражения для функции состояния, можно воспользоваться экстраполяционным методом, который основывается на знании значений функции α(t) на некотором интервале [t₁, t_n] или в некоторых точках t₀, t₁, ..., t_n (рис. 7.7,6). В этом случае может быть предсказано значение α(t_n+1), наилучшее по отношению к какому-либо критерию, например к наименьшему значению среднеквадратической ошибки. Если предсказанное значение α (t_n+1) α_np, то интервал прогнозирования находят по формуле Т_пр ³ t_n+1 - t_n.

Функции состояния могут быть найдены по статистическим данным, получаемым в процессе эксплуатации. Прогнозирование при экстраполяционном методе осуществляется следующим образом. В результате контроля прогнозируемого параметра в течение некоторого периода эксплуатации Т₁ получают ряд значений α(t₀), α(t₁), ..., α(t_n), соответствующих моментам времени t₀, t₁, t_n, взятым через постоянный интервал Δt₁ (рис. 7.7, б). На основании этих данных вычисляются значения параметра α(t_n+1), ..., a(t_n+j), ..., a(t_n+m) в будущие моменты времени t_n+1, …, t_n+j, …,t_n+m в течение будущего периода эксплуатации Т₂.

Для решения задачи в данной постановке главным является построение такого аналитического выражения Ф(t), которое давало бы наименьшую погрешность прогноза.

Эффективность экстраполяционного метода проверена на практике и оказалась достаточно высокой.

Вероятностное прогнозирование заключается в опре делении вероятности невыхода процесса за установленные ограничения.