| [17/11/2014] Эксплуатация флота по фактическому техническому состоянию кораблей
 Ю.Н. Мясников,
почетный судостроитель, засл.деятель науки РФ, проф., д.т.н.
Необходимость совершенствования
системы управления техническим обслуживанием и ремонтом (ТО и
Р) кораблей сегодня осознаётся и командованием Военно-Морского флота
(ВМФ) и связывается со структурным реформированием флота, в том числе,
новым строительством и модернизацией кораблей. Современный корабль впитал в
себя высокие технологии, которые позволяют реанимировать концепцию перевода
флота на эксплуатацию по фактическому техническому состоянию. Но для этого
необходимо создать соответствующую материально-техническую базу и
разработать нормативно-технические документы.
В надежде на возрождение былой мощи
отечественного Военно-морского флота, необходимо обратить внимание на
совершенствование инфраструктуры пунктов базирования кораблей, в первую
очередь, на компоненты, обеспечивающие поддержание и восстановление технической
готовности кораблей.
Рынок коренным образом изменил
взаимоотношения организаций флота и предприятий судостроительной
промышленности. Экономические аспекты в сфере строительства и эксплуатации
кораблей ВМФ стали превалирующими. И это положительный момент. Но если
современный корабль впитал в себя высокие технологии, в первую очередь, это
касается автоматизации процессов управления и централизации контроля
функционирования технических средств, то система технического обслуживания и
ремонта мало в чем изменилась. Она остаётся планово-предупредительной, основой
которой являются календарные сроки и наработка оборудования, назначаемые
разработчиком и поставщиком технических средств. При такой системе организации
эксплуатации количественный рост кораблей ВМФ вызывает необходимость в
пропорциональном росте судоремонтных возможностей. С увеличением стоимости
ремонта и модернизации кораблей удельная обеспеченность флота выделяемыми на
ремонт лимитами снижается, что является одной из главных проблем
ВМФ.
Следующей проблемой существующей системы
ТО и Р является то, что она не позволяет сократить межпоходовый
период, так как выполняется большой комплекс работ, связанный с вскрытием
и осмотром значительного числа механизмов, систем и устройств, хотя их
фактическое состояние, как показывает анализ опыта эксплуатации, этого не
требует.Механики знают, что всякое вскрытие и разборка механизмов сокращает
ресурс сопрягаемых узлов оборудования, так как нарушается приработка трущихся
поверхностей. Более того, следует помнить, что время восстановления, или
«ремонтопригодность» в терминах теории надёжности, есть функция
Тв = Тк +
Тп +
Ту
(1)
где Тк – время, затрачиваемое на
контрольные операции,
Тп–
время поиска неисправности,
Ту-
время устранения неисправности.
Практика использования сложных
технических систем свидетельствует: около 70% времени в случае отказа системы
занимает поиск повреждения (неисправности).
Необходимость совершенствования системы
управления ТО и Р кораблей обсуждается давно [1,3]. Важно заметить, что
ТО и Р кораблей предназначены обеспечивать исправность оборудования, а,
следовательно, его надёжность в процессе эксплуатации. С этой точки зрения
система управления техническим обслуживанием и ремонтом, по своей сути,
представляет процесс управления техническим состоянием оборудования и систем
кораблей, а информационное обеспечение этого процесса становится определяющим
направлением совершенствования системы ТО и Р.
Рис.1 Существующая организация получения
информации о повреждениях и отказах оборудования главной энергетической
установки, электроэнергетической системы и общекорабельных
систем.
Из схемы (рис.1) нетрудно видеть
отмеченные недостатки существующей системы получения информации об отказах
оборудования. Очевидна пассивность этой системы информационной поддержки. Она
не способна в реальном масштабе времени влиять на совершенствование процесса
эксплуатации и формирование управленческих решений техническим управлением
флота по ТО и Р кораблей и судов.
Системы технического обслуживания по
фактическому техническому состоянию
Складывающаяся практика диагностического
обеспечения кораблей и судов [2], использующая возможности традиционно
измеряемых параметров рабочего процесса(теплотехнические параметры) и
физические методы и средства диагностики,реализуемые в мобильном
(универсальном) варианте, позволяет сформировать возможную структуру системы
технического обслуживания (СТО) энергетического оборудования кораблей по
фактическому техническому состоянию (ФТС) [4].
Главной базой формирования единой
информационной среды должны стать диагностические центры в местах базирования
кораблей, на крупных судостроительных верфях, на заводах,производящих судовое
оборудование, и, безусловно, в Российском Морском Регистре судоходства (РМРС).
Очевидно, первоосновой информационной базы о правильном функционировании и
техническом состоянии судового оборудования остаются корабли флота с развитой
системой контроля и диагностики. При этом сбор и обработку данных с
регулярной передачей информации через спутниковые системы связи в береговые
информационно-диагностические центры (ИДЦ) осуществляют судовые накопители
информации, позволяющие реализовать программы прогнозирования остаточного
ресурса технических средств корабля, и на этой основе осуществить планомерный
переход на эксплуатацию оборудования по фактическому техническому состоянию.
Сторонники планово-предупредительной
схемы могут не волноваться: ТО и Р по ФТС будет проводиться в тех же рамках,
но при этом корректируется время проведения и объём ТО и Р. Другими
словами,прежде чем разбирать механизм для ТО и Р в соответствии с регламентом
поставщика, необходимо проверить техническое состояние механизма безразборными
методами и средствами диагностики и, аналитически решив прогнозную задачу,
назначить фактически требуемое время ТО и Р.
Прогнозирование остаточного ресурса оборудования
Наименее изученными в рассматриваемой
технологии оказываются методы и приёмы прогнозирования остаточного ресурса
оборудования, физическая картина изменения технического состояния которого
характеризуется необратимыми процессами изнашивания и нарушения структурной
устойчивости в конструкционном материале деталей и узлов.Количественные
изменения на определённом этапе неизбежно приводят к качественным изменениям,
которые переводят механизм сначала в зону неисправных,а затем в зону
неработоспособных состояний (рис.2). 
Рис.2 Алфавит технического состояния механизма
Уверенное определение времени
наступления этого события является главной задачей прогнозирования. Реализация
программы прогнозирования технического состояния энергетической установки
корабля создаёт условия поддержания вероятности безотказной работы
оборудования на принятом уровне (рис.3), обеспечивая приемлемую безопасность
мореплавания. 
Рис.3 Влияние технического
диагностирования оборудования на вероятность его безотказ
ной
работы
Градиентный метод прогнозирования
Бурное развитие прогностики как науки
привело к созданию множества методов, процедур и приёмов
прогнозирования.Однако их практическое применение даёт весьма скромные
результаты, если не сказать жестче. В этой связи предлагаю рассмотреть
авторскую концепцию прогнозирования.
Регулярность изменения механических
параметров во времени (характеризующих техническое состояние
механизма)позволяет отдать предпочтение градиентному методу прогнозирования.
Суть его заключается в том, что экстраполируется единый числовой критерий в
градиентном направлении.Известно, что вектор градиента определяет направление
наибольшего изменения функции (рис.4). 
Рис.4 Базис технического состояния механизма.
Практическая значимость этого метода
заключается в приемлемой оценке исправности механизма в направлении более
быстрого достижения допустимых значений механического параметра «узла
оборудования», то есть в опасном направлении.
Градиентное прогнозирование
разделяется на два этапа. На первом этапе определяются составляющие и
обобщённый показатель технического объекта. На втором -выполняется
прогнозирование в градиентном направлении, то есть находится обобщённый
показатель технического состояния механизма W[S(t)] в соответствующие моменты
времени:
где tn,,
tn+1 – соответственно текущее и прогнозируемое
время,
tn-1
- предыстория прогноза, которая должна быть не менее
времени прогноза, т.е.tn-1= tn+1
Рис.5 Алгоритм прогнозирования технического состояния
элементов роторного механизма
На рис. 5 показан алгоритм решения
задачи определения технического состояния объекта и
прогнозирования изменения этого состояния в требуемые моменты
времени.
Для последовательной реализации
рассмотренной концепции безусловно необходимы организационно-технические
мероприятия,направленные на создание нормативной базы и
материально-технического обеспечения процесса перевода кораблей флота на
эксплуатацию по ФТС. Следует признать, что научный задел здесь более чем
скромен.
Действующие в ВМФ общие
тактико-технические требования к системам диагностики кораблей затрагивают
этот вопрос только в постановочном плане, о практическом их применении
и сказать нечего.
Современный рынок предлагает не только
представительный ряд мобильной диагностической аппаратуры и приборов, но и
практически значимое алгоритмическое обеспечение задач диагностики и
прогностики. Требуется предметное осмысление и решение системообразующих
проблем, в том числе:
- для проектируемых кораблей и судов
обязательное включение в заказы на поставку судовых технических средств
требования обеспечения их контролепригодности и отражения характеристик
эталонных параметров (моделей) в нормативно-технической документации. Включение
в программы стендовых, швартовных и ходовых испытаний режимов получения
эталонных характеристик технического состояния оборудования и пропульсивного
комплекса в целом;
- создание на кораблях
информационно-технической и приборной базы в объёме, необходимом для решения
задач диагностики технических средств силами экипажа;
- создание мобильных диагностических
комплексов для проведения целевого обследования судового оборудования в месте
базирования;
- создание информационно-диагностических
центров технической эксплуатации кораблей в Санкт-Петербурге, Севастополе,
Мурманске и Владивостоке;
- разработка задач и положения о базовой
и бортовой службах технической диагностики, а также
документов,регламентирующих взаимодействие этих служб;
- другие задачи, сопутствующие переводу флота на
эксплуатацию кораблей по ФТС.
Принципиально важным остаётся вопрос
подготовки корпуса морских инженеров, владеющих междисциплинарными
технологиями. Но эта проблема будет решена в процессе
взаимодействия морских учебных заведений с информационно-диагностическими
центрами.
Библиография
1. Блинов Э.К., Розенберг Г.Ш.
Техническое обслуживание и ремонт судов по
состоянию. Справочник-СПб.: Судостроение, 1992 г.
2. Мясников Ю.Н., Иванченко А.А.,Никитин А.М.
Информационные технологии в пропульсивном комплексе морского судна. Монография.
СПб: ГУМ и РФ им. адм.С.О.Макарова, 2013 г.
3. Барсков М.К., Мясников Ю.Н. К проблеме перевода
флота на эксплуатацию по фактическому состоянию. Ж. «Морской сборник» №9, 1993
г.
|
