Техническое диагностирование представляет собой процесс определения текущего состояния технического объекта с заданной степенью точности. Итогом этой процедуры является формулировка диагноза — заключения о техническом состоянии, которое при необходимости включает в себя локализацию, классификацию и установление причин возникших дефектов.
Ключевые задачи технического диагностирования
В процессе диагностирования последовательно решаются три фундаментальные и взаимосвязанные задачи.
1. Проверка работоспособности
Первичная задача — оценка способности объекта выполнять свои основные функции. Эта проверка, как правило, проводится на этапе предэксплуатационных испытаний. Процедура включает последовательный запуск различных подсистем объекта и тестирование его работы в разнообразных режимах. Если объект корректно функционирует во всех предусмотренных режимах, он признается работоспособным. В противном случае, при выявлении сбоев, объект считается неработоспособным, что требует перехода к следующему этапу — поиску конкретной неисправности.
Решение о необходимости углубленного поиска места отказа принимается, исходя из рисков: отказ неработоспособного объекта может привести к аварийной ситуации, а сопутствующие убытки зачастую многократно превышают затраты на своевременную диагностику.
Для оценки работоспособности используется набор строго нормированных параметров. Важным принципом является минимизация количества контролируемых параметров, что продиктовано требованиями экономической эффективности, простоты и удобства эксплуатации.
2. Поиск и локализация неисправности
Эта задача активируется только после подтверждения факта неисправности или устойчивого отклонения параметров от нормы. Процесс поиска заключается в поэтапной проверке параметров в различных точках объекта. Анализ и сравнение результатов позволяют последовательно сужать круг возможных причин, вплоть до идентификации отказавшего элемента или группы элементов.
Ключевым этапом является разработка принципа разбиения объекта на зоны для локализации дефекта. При этом учитываются конструктивные особенности объекта, характеристики используемого контрольно-измерительного оборудования, квалификация персонала и условия эксплуатации. Важно отметить, что методика поиска дефекта в действующем оборудовании отличается от методики, применяемой после ремонта или наладки.
Диагностирование осуществляется путем измерения количественных параметров или анализа качественных признаков, а также изучения реакций объекта на рабочие или тестовые воздействия в соответствии с заданным алгоритмом. Алгоритм диагностирования — это совокупность предписаний, определяющих порядок проведения процедуры.
Контроль технического состояния сводится к сопоставлению фактических значений параметров с их номинальными значениями и допустимыми отклонениями. На основе этого сравнения делается итоговое заключение.
Поиск конкретного дефекта, как правило, требует контроля большего числа параметров, чем проверка общей работоспособности. Поэтому критически важен правильный выбор глубины поиска. Например, в условиях эксплуатации часто достаточно локализовать неисправность на уровне съемного блока или модуля. При ремонте глубина поиска увеличивается до уровня отдельного компонента (микросхемы, транзистора и т.д.), что, в свою очередь, предъявляет более высокие требования к квалификации специалиста.
Часто поиск отказавшего элемента внутри блока целесообразно проводить непосредственно в системе, используя штатные средства управления, что исключает необходимость в специальных стендах. Замена модуля (типового элемента замены — ТЭЗ) обычно менее трудоемка, чем замена всего блока, а информация об отказах ТЭЗ является более ценной для анализа надежности.
Процедура поиска структурируется в виде последовательности простейших проверок. Результаты каждой проверки определяют дальнейший путь, формируя так называемое дерево логических возможностей (ДЛВ). Каждая ветвь этого дерева ведет к конкретному исходу — идентификации неисправного элемента. Количество конечных ветвей соответствует числу возможных неисправных состояний объекта.
С увеличением сложности объекта растет и количество возможных конфигураций таких деревьев. Оптимальным считается дерево с минимальной и одинаковой длиной всех ветвей, что обеспечивает наиболее эффективный поиск. Таким образом, план поиска в форме ДЛВ представляет собой заранее упорядоченный и алгоритмизированный процесс.
Наличие четкого алгоритма крайне важно для оператора. Его отсутствие может привести к психологическим трудностям: неуверенности, сомнениям в компетентности и стрессовым ситуациям, которые лишь затрудняют диагностику.
В контексте диагностики широко используется понятие «дефект» — любое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям. Этот термин, наряду с «неисправностью», применяется при контроле изготовления, эксплуатации, хранения и транспортировки.
Для эффективного поиска и устранения неисправностей необходима следующая информация об объекте диагностирования:
- Графическая модель объекта с координатами элементов.
- Перечень характерных видов отказов и повреждений.
- Диагностические параметры, методы и средства воздействия на объект, точки контроля и временные интервалы проверок.
- Оптимальные алгоритмы диагностирования, минимизирующие время и стоимость восстановления.
- Технология устранения неисправностей на заданном уровне детализации системы.
3. Прогнозирование технического состояния
Третья задача — прогнозирование состояния объекта на будущий период. Она актуальна, когда известно, что характеристики объекта постепенно деградируют, и существует риск, что в определенный момент он перестанет выполнять свои функции. Прогнозирование позволяет планировать профилактические работы и избегать внезапных отказов.
Все перечисленные задачи технического диагностирования в конечном итоге направлены на точное определение состояния радиоэлектронной аппаратуры и систем автоматизации, рассматриваемых в качестве объекта диагностирования.