Тема. Имитационная модель симулятора изменения технического состояния деталей металлургического оборудования. Реализация модели в виде программы-симулятора для ПК.

|| < || >||

        Актуальность темы. Одним из направлений развития ремонтной службы является совершенствование методов решения ее задач. К таким задачам можно отнести: планирование сроков и объемов заказа запасных частей, прогнозирование сроков отказа деталей оборудования, планирование его диагностик и ремонтов и т.д. Разработка и апробация новых методов предполагает использование значительных объемов статистической информации, характеризующей изменение технического состояния деталей оборудования в процессе его эксплуатации. Для получения достоверных оценок по развиваемым задачам ремонтной службы необходимо иметь статистическую информацию по n>30 деталям. Для формирования статистики наиболее часто используются следующие подходы: испытания на оборудовании, находящемся в эксплуатации; в результате проведения ресурсных испытаний на специальных стендах; использование математического моделирования изменения технического состояния элементов оборудования. Сбор этих данных на реальном оборудовании в нормальном режиме его эксплуатации требует значительного времени, а иногда и нескольких лет. Дополнительные погрешности в проведении экспериментов вносят различные возмущающие факторы. Среди них можно выделить: изменение производственной программы, качество работы технологического и ремонтного персонала, а также моральное старение оборудования. Использование специальных стендов для получения этих данных требует дополнительных затрат на экспериментальное оборудование, а также занимает много времени. Альтернативой этим подходам можно считать применение математической (имитационной) модели оборудования с целью получения (генерации) данных об изменении технического состояния деталей.

|| < || >||

        Цель работы: разработать имитационную модель симулятора изменения технического состояния детали; выполнить реализацию модели в виде программы-симулятора изменения технического состояния детали для ПК; провести исследования и эксперименты, подтверждающие адекватность имитационной модели.

|| < || >||

        Научная новизна. В ходе работы впервые для аппроксимации первой производной функции изменения технического состояния детали была использована модель роста, что потребовало разделить функцию скорости изменения технического состояния на два участка в точке Е эктремума функции, который соответствует техническому состоянию Y_E (рисунок 1).

|| < || >||

        Практическая ценность. Разработанная имитационная модель и реализованная на ее основе программа-симулятор для ПК позволят более эффективно и экономично проводить ресурсные испытания для исследования задач ремонтной службы без использования физических объектов, что снизит стоимость экспериментов и их продолжительность.

|| < || >||

        Методы исследований. Основой имитационной модели являются математические эксперименты с использованием положений метода наименьших квадратов (аппроксимация функций) и метода Монте-Карло (генерация случайных значений). При исследовании статистических данных используется метод Колмогорова-Смирнова для выбора оптимального закона распределения по выборкам малого объема.

|| < || >||

        Содержание работы.

        ВВЕДЕНИЕ
        1. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
                1.1 Имитационное моделирование, понятие имитационной модели и ее использование
                1.2 Структура имитационной модели
                1.3 Моделирование изменения технического состояния
                1.4 Автоматизация имитационного моделирования
        2. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
                2.1 Структура имитационной модели изменения технического состояния
                2.2 Математический аппарат получения интенсивности накопления повреждений
                2.3 Математический аппарат к определению накопленных повреждений
                2.4 Аппроксимация функции, описывающей процесс накопления повреждений
                2.5 Определение технического состояния на заданный момент времени
        3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИМУЛЯТОРА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
                3.1 Режимы программы и дерево задач
                3.2 Алгоритм программной реализации
                3.3 Характеристика исходных данных, используемых программой
                3.4 Структура программной оболочки
        ЗАКЛЮЧЕНИЕ

|| < || >||

        Основные результаты работы. В результате проведенной работы была предложена схема имитационного моделирования эксплуатируемой детали (ИМЭД). Она представлена на рисунке 2 и обеспечивает одновременное проведение исследований по нескольким деталям.

        Рисунок 2 - Схема симулятора изменения технического состояния деталей при эксплуатации

        Также в работе были разработаны математические аппараты получения интенсивности накопления повреждений и их определения. На основе исследований и существующих моделей был предложен алгоритм программы-симулятора изменения технического состояния, а на его основании в среде визуального программирования C++ Builder разработана программа "Simulation". Программа работает в операционной системе Windows и обладает интуитивно-понятным интерфейсом. Одним из видов результатов работы программы являеться график функции изменения технического состояния детали (рисунок 3).

        Рисунок 3 - График функции изменения технического состояния детали (результат работы программы)

|| < || >||

        Литература.

        1. Бусленко Н.П. и др. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Физматгиз, 1962.
        2. Вершинин О.Е. Компьютер для менеджера: Учебн. пособие для экон. спец. вузов. - М.Ж Высш. шк., 1990. - 240 с.: ил.
        3. Волков Д.П., Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования: Учеб. пососбие для студентов вузов. - М.: Высш. школа, 1979. - 400 с., ил.
        4. Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели: Изд-во "Наука",1973.
        5. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ: Справочник. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989 - 240 с.
        6. Имитационное моделирование производственных систем / Под общ. ред. чл.-кор. АН СССР А.А. Вавилова - М. Машиностроение; Берлин: Техника, 1983.
        7. Использование полиномиальных моделей при обработке больших массивов информации / Г.В. Сопилкин, А.Е. Серик, В.И. Исаенко, В.А. Сидоров // Экономика и математические методы. Т. XXV. - 1989. - с. 1129-1132.
        8. Мартино Дж. Техническое прогнозирование: Пер. с англ. - М.: "Прогресс", 1977. - 592 с.
        9. Основы имитационного и статистического моделирования. - Минск, 1997.
        10. Острейковский В.А. Физико-статистические модели надежности элементов ЯЭУ. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 200 с. - (Надежность и качесвто).
        11. Прогнозирование комплексной надежности оборудования по критериям отказа / Л.В. Коновалов, С.М. Лунькова // Сталь №3. - 1996. - с. 29-35.
        12. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. - М., 1968.

|| < || >||