Работая в условиях безлюдного производства, ГПС должны иметь высокие надежность и точность работы. Поэтому входящие в состав ГПС технологические машины и устройства должны включать системы надзора и диагностики, которые призваны обеспечивать длительную и надежную работы ГПС и требуемое качество обрабатываемых деталей.
Диагностика ГПС осуществляется в двух направлениях: контроль за правильностью функционирования системы в целом во время работы или холостых ходов и контроль состояния узлов и механизмов. Выбор и состав системы диагностики определяется информацией о наиболее часто наблюдаемых аварийных ситуациях и их последствиях, времени простоев оборудования, стоимости запчастей и трудоемкости ремонтов, влиянии того или иного узла на качество продукции и безопасность работы персонала.
Следует добавить, что в общем времени простоя до 80 % приходится на время выяснения причины неисправности и только 20 % — на ее устранение.
Диагностирование станков, с ЧПУ основано на теории системного анализа сложных систем управления. Первый этап анализа — разработка иерархической структуры станка.
На первом уровне иерархии выделены формообразующая, управляющая и вспомогательная подсистемы, на втором — приводы, подсистемы программного управления, системы смены заготовки и инструмента, подачи СОЖ и т.п. Подсистемы третьего уровня — это функциональные блоки. Далее разрабатываются математическая модель диагностирования объекта и алгоритмы принятия решений.
Системы надзора и диагностики правильности работы станка связаны с системами ЧПУ. Они обеспечивают проверку наличия обратных связей между системами станка (например, отсутствие непрерывной информации о положении узла станка вызывает быстрое неконтролируемое перемещение стола), а также взаимного расположения узлов станка во времени и в пространстве (соответствует ли расположение узлов и последовательность их работы заданному циклу). При выполнении заданного цикла система контроля ожидает его окончания (сигнала от соответствующего микровыключателя о нахождении в требуемой позиции). Отсутствие сигнала вызывает реакцию системы. Если система ЧПУ не может скорректировать выявленное несоответствие, на мониторе появляется код ошибки либо текстовая информация о неисправности.
Для наиболее быстрого определения причин отказа широко используется так называемое граф-дерево ошибок. Для его построения необходимо составить перечень: основных элементов и узлов станка; действий, которые должны быть правильно выполнены; повреждений, в результате которых станок не может правильно выполнить то или иное действие; условий работы, вызывающих повреждение.
Повреждения и их причины рассматриваются как происшествия. Они могут быть записаны в виде соответствующего графа, ветви которого описывают существующие причинно-следственные связи. На основе графа можно определить, какие причины вызвали наблюдаемую ошибку.
Для диагностики состояния элементов и узлов станка могут быть использованы так называемые экспертные системы.