Терминология, структура и модель процесса эксплуатации электротехнических систем

Темой исследования является содержание эксплуатации как одного из важнейших этапов жизненного цикла технической системы. Рассмотрена структура процесса технической эксплуатации электротехнических систем. Раскрыта сущность отдельных этапов эксплуатации, приводится их функциональное назначение. Показано, что некоторые фундаментальные понятия, связанные с эксплуатацией, не имеют однозначного толкования. Рассмотрены известные определения этих понятий, приведены актуальные формулировки каждого из них, соответствующие действующим стандартам. Особое внимание уделяется раскрытию содержания понятия «состояние» и рассмотрению различных видов технических состояний системы. Дано определение категории «состояние», формулировка которого отличается от известных, позволяя более полно и точно решать задачи диагностирования исследуемых электротехнических систем. Важной особенностью данного определения является то, что оно закрепляет непрерывную изменчивость состояния любой системы в функции времени. При этом выделяются качественно различающиеся друг от друга устойчивые технические состояния, соответствующие действующей редакции стандарта, такие как исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное, частично неработоспособное, предельное. Рассмотрены функциональные состояния, определяемые режимами работы системы. Приведены актуальные определения важнейших свойств и событий, среди которых особое место занимают надежность, живучесть, безопасность, отказ, повреждение, дефект. Для указанных технических состояний синтезирована модель в виде ориентированного графа. Показано, что реальный процесс эксплуатации электротехнической системы имеет две особенности. Первая из них состоит в том, что вероятность перехода из одного состояния в другое не зависит от вида состояния, в котором система находится в данный момент, вторая заключается в том, что время пребывания в каждом техническом состоянии может быть как детерминированным, так и случайным. Сделан вывод о возможности моделирования процесса смены технических состояний системы полумарковскими моделями с дискретным множеством состояний. Составлена математическая модель в виде дифференциальных уравнений Колмогорова, позволяющая оценивать вероятности пребывания системы в том или ином состоянии.

1. Маркин И. Н. Стратегии эксплуатации и организации системы технического обслуживания и ремонта сложных технических систем / И. Н. Маркин // Наука и техника транспорта. — 2016. — № 3. — С. 53–55.

2. Орешин Н. А. Методика оптимизации процесса оценки вида технического состояния объектов технической эксплуатации / Н. А. Орешин, А. Н. Орешин // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Информационные системы и технологии. — 2006. — № 1–1. — С. 155–157.

3. Северцев Н. А. Мониторинг качества функционирования сложных технических систем в процессе их эксплуатации / Н. А. Северцев, В. В. Шипилов // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. — 2016. — № 18. — С. 66–74.

4. Дрогайцев В. С. Средства обеспечения эксплуатации электротехнических комплексов по техническому состоянию / В. С. Дрогайцев, В. А. Ушаков, Р. Е. Куликов // Вестник Саратовского государственного технического университета. — 2014. — Т. 2. — № 1 (75). — С. 210–213.

5. Жуковский Ю. Л. Оценка технического состояния и остаточного ресурса электромеханического агрегата с асинхронным двигателем / Ю. Л. Жуковский, Н. А. Королёв, И. С. Бабанова // Горное оборудование и электромеханика. — 2017. — № 6 (133). — С. 20–25.

6. Саушев А. В. Структура процесса управления состоянием сложных электротехнических систем / А. В. Саушев // Надежность и качество сложных систем. — 2013. — № 3 (3). — С. 23–30.

7. Саушев А. В. Морфологический анализ категории «электротехническая система» / А. В. Саушев // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2015. — № 1 (29). — С. 193–201. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-1-193-201.

8. Саушев А. В. Основы управления состоянием электротехнических систем объектов водного транспорта: монография / А. В. Саушев. — СПб.: ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2015. — 215 с.

9. Фрумкин А. М. К определению понятия состояния для процессов и событий / А. М. Фрумкин // Ученые записки: электронный научный журнал Курского государственного университета. — 2013. — № 2 (26). — С. 1–13.

10. Саушев А. В. Показатели надежности при параметрическом синтезе автоматизированных электроприводов / А. В. Саушев, Е. В. Бова, Г. Л. Демидова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 3. — С. 597–607. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-3-597-607.

11. Пюкке Г. А. К вопросу об использовании марковской модели деградации при диагностировании технических систем / Г. А. Пюкке // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. — 2017. — № 3 (19). — С. 50–60. DOI: 10.18454/2079-6641-2017-19-3-50-60.

12. Емелин Н. М. Марковская модель оценки безопасности эксплуатации сложных технических систем / Н. М. Емелин // Двойные технологии. — 2021. — № 1 (94). — С. 23–25.