Проблема поиска неисправностей в сложных системах
Диагностика и устранение неполадок в современных системах управления, особенно в судовом радиооборудовании и средствах автоматизации, представляет собой сложную задачу. Она требует выполнения множества операций и значительных временных затрат. Например, в судовых системах на сам процесс поиска неисправности может уходить более 60% от общего времени ремонта. Это подчеркивает важность применения эффективных и методичных подходов к диагностике.
Эвристический (логический) метод
В практике эксплуатации широко применяется эвристический, или логический, метод. В отличие от строгих формализованных алгоритмов, он не задает жесткой последовательности действий, а основывается на выдвижении и проверке гипотез. Специалист, анализируя симптомы неисправности, формулирует предположения о ее возможных причинах, которые затем последовательно проверяются и уточняются.
Перед началом поиска систему логически разделяют на функциональные узлы и блоки, которые становятся объектами для последующей проверки. Ключевым первым шагом является исключение очевидных причин: необходимо убедиться, что неисправность не вызвана срабатыванием защитных устройств, отсутствием электропитания или некачественным напряжением в блоках преобразования.
Технология эвристического поиска включает несколько этапов:
- Тщательный анализ всей доступной информации о характере и проявлениях неисправности.
- Формулировка первоначальной рабочей гипотезы о возможной причине.
- Планирование и проведение уточняющих проверок (физических экспериментов с объектом) для оценки его реакции на воздействия.
- Корректировка гипотез на основе результатов проверок и их дальнейшая верификация.
Этот итеративный цикл продолжается до точного определения неисправного элемента и причины отказа. При построении гипотез важно учитывать архитектуру системы. Например, сначала проверяются узлы, задействованные во всех режимах работы (как исполнительный механизм авторулевого), а затем — схемы возрастающей сложности. Успешное применение этого метода требует глубокого знания принципов работы как отдельных компонентов, так и системы в целом, и часто используется в автоматизированных системах управления (АСУ).
Времявероятностный метод
Стремление сократить непроизводительные затраты времени и труда на ремонт привело к развитию более формализованных подходов, таких как времявероятностный метод. Он основан на достижениях технической диагностики и теории надежности и использует статистические данные о работе системы.
Суть метода заключается в составлении оптимального алгоритма поиска, который минимизирует среднее время диагностики. Для этого используются следующие параметры для каждого элемента системы:
- Вероятность безотказной работы элемента p(t).
- Вероятность его отказа q(t) = 1 - p(t).
- Время t, необходимое для проверки этого элемента.
- Отношение q/t (вероятность отказа к времени проверки).
Алгоритм строится путем упорядочивания элементов для проверки по приоритету: чем выше вероятность отказа элемента (q), чем меньше время его проверки (t) и чем больше отношение q/t, тем раньше этот элемент должен быть проверен. Этот подход позволяет систематизировать процесс и в среднем быстрее находить неисправность.
Важной особенностью базового времявероятностного метода является то, что он не учитывает структурные связи между элементами системы. Все компоненты рассматриваются как независимые, и для локализации неисправности в худшем случае может потребоваться проверка входных и выходных параметров каждого элемента. Несмотря на это, метод обеспечивает рациональную последовательность операций, что особенно ценно в условиях ограниченного времени и ресурсов.