Využití Weibullova rozdělení při diagnostice technologických procesů

Ing. Lucie Hořínová; doc. Ing. Jiří David, Ph.D.

Příspěvek je zaměřen na problematiku modelování mechanismů poruch v různých průmyslových oblastech. Ve strojích a technických zařízeních při jejich provozu probíhají děje, které mají za následek změny vlastností součástí. Tyto změny jsou prvotními technickými příčinami poruch. Souhrn působících vlivů a dějů se nazývá mechanismus poruch. Vznik poškození lze charakterizovat jako proces, kdy při přibližování povrchů se porušuje adsorpční i oxidová vrstva, na materiál působí okolní prostředí, materiály se dostávají do přímého kontaktu. Probíhají elektrochemické reakce, vznikají mikrospoje, které se v důsledku vzájemného pohybu rozrušují a dochází k oddělování částic materiálu. Intenzita těchto procesů závisí zejména na: druhu a vlastnostech prostředí a vzájemně na sebe působících povrchů; přítomnosti a vlastnostech média mezi povrchy; charakteristikách relativního pohybu povrchů: směr, rychlost a jejich časové změny; zatížení (velikost působících sil, jejich časové změny). Problém hodnocení technického stavu je složitý a jeho řešení je přitom nezbytné z tohoto základního důvodu: mechanismy poruch, tj. fyzikální, chemické nebo jiné procesy vedoucí ke vzniku poruchy, probíhají proměnlivou rychlostí. Cílem je navrhnout a ověřit metodiku pro stanovení paramentu tvaru Weibullova rozdělení pravděpodobnosti náhodné veličiny pro různé mechanismy poruch s využitím genetických algoritmů a danou metodiku prezentovat na daných příkladech z průmyslové praxe. Na základě takto vzniklých modelů jednotlivých mechanismů poruch bude možno vytvářet diagnózy o aktuálním technickém stavu objektu nebo jeho prognózu. Weibullovo rozdělení je pružné a přizpůsobivé pro data v širokém rozsahu. U všech objektů je třeba zaznamenávat dobu do poruchy, cykly do poruchy, přepravní vzdálenost, mechanické namáhání nebo obdobné spojité parametry. Jedná se o efektivní modelování — znalost chování poruchy v čase – tímto se dosáhne snížení nákladů na údržbu, snížení počtu diagnostik zařízení, snížení počtu náhlých odstávek a tedy je klíčovou informací pro efektivní řízení technologie, údržby s vazbou na ekonomiku a efektivnost procesu.

Klíčová slova: Mechanismy poruch; diagnostika; Weibullovo rozdělení; model; genetický algoritmus

VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Automation and Computing in Metallurgy, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic
VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Economics and Management in Metallurgy, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic