ГОСТ Р ИСО 13381-1—2016
Приложение С
(справочное)
Методы моделирования отказа
С.1 Пять общих подходов к моделированию
С.1.1 Модели на основе описания физических процессов
Такие модели включают в себяописание физических процессов в элементах машины как в нормальныхусло
виях их работы, так и в условиях неисправностей (повреждений). В последнем случае часто используют дополни
тельную модель развития повреждения, также основанную на происходящихфизических процессах. Для описания
процессов на основе соответствующих физических законов используют методы конечных элементов идругие под
ходящие способы.
С.1.2 Статистические модели
Статистические модели основаны на сборе информации о поведении ансамбля однотипных элементов.
Такие модели нашлиширокоеприменение в анализе надежности.Посколькувстатистических моделяхполученные
оценки являются результатом усреднения по ансамблю, они не всегда столь же точны, какоценки, полученные
при анализе реальногосостояния машины (например,спомощью моделей на основеописания физических
процессов). Чтобы преодолеть этот недостаток, иногда предусматривают подстройку параметров модели по
результатам теку щих измерений.
С.1.3 Эвристические модели
Эвристические модели прогнозируют ожидаемое поведение системы, исходя из некоторого набора общих
правил. Такие модели, которые иногда называют моделями на основе знаний, могут быть реализованы в форме
экспертных систем, дерева причинно-следственных связей и т. л.
С.1.4 Модели на основе данных
Такие модели позволяют описать наблюдаемое поведение объектов без углубления в его физические осно
вы. Эти модели строят с использованием методов распознавания образов (по аналогии с методами машинного
обучения), позволяющими сопоставить результаты измерений иполученные на ихоснове параметры оставшемуся
срокуслужбы по обширной выборкеданныхобэтой зависимости. Модели могут быть реализованы в формеанали
за статистических связей, искусственных нейронных сетей и т. п.
С.1.5 Гибридные модели
Нередко с помощью какого-либо одного из перечисленных методов невозможно охватить все разнообразие
возможных видов отказов для всех элементов машины. В этом случае применяют комбинацию этих методов. Нап
ример,для наиболее критичных неисправностей могут быть использованы модели на основе описания физических
процессов, а для остальных — модели на основе данных.
С.2 Три применения моделей
С.2.1 Оценка срока службы
Долговечность отдельных узлов машины можнооценить в отношении риска ухудшения технического состоя
ния в процессе контроля и риска отказа а процессе работы машины на основе:
- оценивания показателей надежности;
- оценивания технического состояния (с помощью статистического или детерминистского анализа, экспер
тных оценок, результатов испытаний, моделей развития неисправностей).
С.2.2 Модели надежности
Такие модели обеспечивают получение информации о показателях надежности в виде случайных величин,
изменяющихся со временем. Расчет позволяет получить оценку среднего времени до отказа.
Анализ надежности и времени отказов позволяет учесть повышение частоты отказов вследствие старения
узлов, а также выхода их изстроя в начальный период эксплуатации.
Показатели надежности могутбыть привязаны кданным мониторинга и условиям эксплуатации машины. Это
позволит получить показатели надежности конкретной машины.
С.2.3 Модели изменения технического состояния
Такиемоделииспользуютдляоцениваниязарождения иразвитияповреждений(износа, трещин, коррозии ипр.).
Вних могут быть использованы данные о том или ином виде технического состояния, полученные в результа
те проверок или по опыту эксплуатации аналогичных машин. Сопоставление расчетов с расчетами для «нормаль
ного» поведения машины позволяет прогнозировать будущее ухудшение технического состояния.
С.З Проверка модели
Целью проверки является сопоставление изменения технического состояния, известного по результатам
контроля, с тем. что предсказан моделью. Процедура проверки может включать также подтверждение связи изме
ренных контролируемых параметров с наблюдаемым повреждением.
16