автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Повышение надежности автоматизированной складской системы в условиях интегрированного производства

Санкт-Петербургский государственный технический университет

ргз ел

^ ^ _____________На правах рукописи

Культин Никита Борисович

УДК 658.52.011:681.51.09

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СКЛАДСКОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ИНТЕГРИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом университете на кафедре гибких производственных систем.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Некрасов С.П.

Оффициальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Нагорный B.C. ;

кандидат технических наук, профессор Миляев О.Н. .

Ведущее предприятие: МП "АВТОМЕТ".

Защита состоится "18" июня 1996 года в 16 часов на заседании диссертационного совета К 063.38.28 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, С.Петербург, Политехническая ул., 29, 1 -й учебный корпус, ауд.439.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Ученый секретарь совета:

Автореферат разоа 996г.

.кандидат технических наук Н.М. Чесноков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы достигнут значительный прогресс п создании и использовании интегрированных просктно — производственных систем (ИППС) различного назначения. Неотемлемой составной частью таких систем являются автоматизированные системы складирования (АСС).

При создании и эксплуатации ИППС весьма актуальны вопросы обеспе чения надежности всех компонентов системы. Так, отказы АСС мм-ут вызывать нарушение в ритме работы технологических модулей и отказы всей ИППС по показателям производительности.

Данная работа посвящена обеспечению надежности автоматизированной складской системы в условиях ИППС. Решение проблемы носит комплексный характер и основано на следующих методах повышения надежности: введение избыточности; улучшение восстанавливаемости; реализация средств информационной поддержки процедур проектирования, изготовления и эксплуатации АСС. В работе рассматриваются: новый предложенный автором алгоритм обработки осведомительных сигналов; способ определения причин отказов АСС, основанный на использовании экспертной системы; применение инжинирингового подхода на всех этапах создания и эксплуатация АСС.

Необходимость исследований по указанным направлениям вызвана тем, что существующие методы решения поставленных задач не всегда отвечают современным требованиям в условиях ИППС и не полпостью используют возможности ИППС", в частности, мощность вычислительной техники АСУ ИППС, для поиска неисправностей технологического оборудования.

Целью работы в соответствии с намеченной сферой исследований является повышение надежности АСС в составе ИППС:

за счет обеспечения помехоустойчивости системы управления (СУ) вве — дением модели объекта управления непосредственно в контур управления;

за счет сокращения времени восстановления АСС после отказов посредством обеспечения автоматизации поиска причин отказов при помощи экспертной системы;

за счет реализации разработанного инжиииринового подхода к обеспечению надежности.

Методологическая основа исследований представляется следующей схемой: анализ требований к АСС в условиях ИППС; анализ и классификация отказов в

АСС; классификация методов повышения надежности и выявление наиболее эффективных методов; разработка конкретных методов и средств повышения надежности ЛСС; экспериментальная проверка предложенных решений в условиях ИГТПС механообработки.

Исследования по указанной теме проводились с использованием теории организации сложных систем, теории надежности, теории вероятности, методов теории алгоритмов, теоретических основ организации программного обеспечения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

предложен комплексный подход к проблеме повышения надежности автоматизированной системы складирования в условиях ИППС;

разработан новый программный метод обеспечения помехоустойчивости системы управления КШ, основанный на использовании модели объекта управления, введенной непосредственно в контур управления;

предложена модель объекта в виде системы, реализующей мажоритарное преобразование последовательности отсчетов;

разработана методика выбора параметров модели объекта управления на основе характеристик информационных сигналов, вероятностных оценок сигналов помех и характеристик вычислительной техники;

разработан метод поиска причин отказов АСС путем применения экспертной системы, обеспечивающий сокращение времени поиска причин и устранения неисправностей, разработаны экспертные правила поиска причин отказов АСС;

предложен инжиниринговый подход к обеспечению надежности АСС на всех этапах ее создания и эксплуатации.

Практическую ценность представляют:

алгоритм и программа, реализующие модель объекта управления и обеспечивающие подавление сигналов помех типа "ложная 1" и "ложный О";

методика определения параметров модели типа "п из т" в зависимости характеристик осведомительных сигналов, вероятностной оценки сигналов помехи;

программа, реализующая экспертную систему для целей поиска причин отказов в АСС;

экспертные правила поиска причин отказов АСС.

Реализация и внедрение. Результаты работы использованы при разработке программного обеспечения СУ АСС типовой тиражируемой проектно —

производственной системы механообработки (lid опытном полигоне СПбП'У) и к СУ лее микрофильмов (в помещениях Государственной Публичной Пиблиотеки). По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Межреспубликанской научно —технической конференции "Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении" (г. Волгоград, 1989), и л у г — по—практическом семинаре "Интегрипованные производства как средства развития комплексной автоматизации" (г. Ленинград, 1991) и др.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 57 наименований и 2 приложений. Основной материал изложен на 117 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 8 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются цели исследования.

В первой главе рассматриваются вопросы организации АСС и ее место в структуре ИПГ1С.

Проведена оценка влияния отказов ЛСС на показатели надежности 11ППС. На примере производственной системы, состоящей из однотипных производственных модулей и автоматизированной складской системы, выполняющей кроме своих основных задач функцию внутреннего транспорта, показано, что отказы АСС оказывают существенное влияние на показатели надежности ИППС, так как могут вызывать сбои в ритме работы технологических модулей, и как следствие,

_ г» п К I ИН „

отказ всей ИППС по параметрам производительности: г=1'тах* ^ , где Ртах —

максимальная производительность ИППС при отсутствии отказов основного и вспомогательного оборудования; Р — производительность ИППС с учетом возможных отказов вспомогательного оборудования (отказов в АСС); Ктин— номинальное значение коэффициента технического использования; Кти — значение коэффициента технического использования с учетом отказов.

Зависимость относительной производительности ИППС от времени восстановления АСС (КШ) после отказа представлена на рис.1. В целом производи —

телыюсть ИППС уменьшается пропорционально времени восстановления АСС. Кривая 2 соответствует случаю, когда для восстановления АСС имеется резерв времени, равный времени обработки очередной детали, кривая 1 — случаю, когда такого резерва нет. Кривая 3 отражает влияние неравномерности зависимости производительности различных технологических модулей от времени восстановления АСС.

Анализ показал, что повысить Кта ИППС можно за счет уменьшения интенсивности потока отказов АСС и за счет сокращения времени ремонтов АСС после отказов.

Проведена классификация отказов АСС по месту возникновения, по причине и способу устранения. Установлено, что наиболее подвержена отказам система управления крана — штабелера (до 40%), причем наибольшее количество отказов (до 80%) приходится на самоустраняющиеся отказы информационных датчиков.

Подробно рассмотрены отказы системы управления крана—штабелера (КШ). По причине возникновения отказы разделены на две группы: отказы вызванные приемом системой управления неверной (ошибочной) команды; отказы элементов системы управления. Отказы первой группы могут возникнуть вследствие несогласованной работы систем ИППС, например, несоответствия портрета склада, используемого АСУТП, реальному расположению грузов в стеллаже, сбоя в канале связи при передаче команды. Такие отказы устраняются повторной передачей системе управления верной команды. Время, затрачиваемое на устранение отказа незначительно — от 1 до 3—5 минут. Отказы второй группы присущи только самой системе АСС.

По способу устранения отказы разделены на устойчивые и самоустраняющиеся отказы. Причиной устойчивого отказа является выход из строя элемента СУ или нарушение связи между элементами. Борьба с отказами такого тина сводиться к своевременному их обнаружению и устранению (ремонту). Самоустраняющимся отказам (сбоям) наиболее подвержены информационные датчики. Аппаратурные методы борьбы с такого вида отказами (экранирование сигнальных проводов, обеспечение гальванической развязки информационных цепей, уменьшение пульсаций источника питающего напряжения и пр.) не всегда и не в полной мере обеспечивают устранение сбоев. Задачу борьбы с отказами такого типа можно возложить на программное обеспечение СУ.

Рассмотрены и проанализированы (с точки зрения применимости для АСС) методы обеспечения требуемого уровня надежности: уменьшение интенсивности отказов; улучшение восстанавливаемости; введение избыточности; уменьшение времени непрерывной работы. Показано, что уменьшения интенсивности отказов можно добиться за счет введения в программу управления алгоритмической избыточности. Улучшение восстанавливаемости обеспечивается за счет применения систем диагностики и подготовки технического персонала.

Показано, что применительно к АСС в целом метод структурного резервирования возможен, однако он не всегда экономически эффективен. Применительно к СУ КШ возможно дублирование элементов наиболее подверженных отказам - информационных датчиков. Однако, дополнительные датчики, расположенные в непосредственной близости с основными, будут в равной степени подвергаться воздействию помех, интенсивность их отказов будет сопоставима с интенсивностью отказов основных датчиков. Кроме того, увеличится количество проводов и соединений.

Установлено, что введение информационной избыточности является одним из наиболее предпочтительных методов повышения надежности, так как обеспечивает уменьшение: интенсивности потока отказов системы (не все отказы элемента системы становятся отказами системы); времени восстановления за счет уменьшения объема работы, обесцененного отказом; время восстановления (сокращается времени обнаружения и поиска причины отказа).

Выводы по главе I:

1. Недостаточная надежность автоматизированной складской системы может приводить к отказам ИППС по параметрам производительности.

2. Для обеспечения заданного уровня надежности необходимо добиваться снижения интенсивности потока отказов и увеличения интенсивности потока восстановлений в системе (сокращение времени ремонта после отказов).

3. Особенности АСС не всегда позволяют использовать дублирование элементов системы как метод повышения надежности.

4. В АСС наиболее подвержена отказам терминальная система управления краном — штабелером, особенно информационные датчики.

5. Наиболее предпочтительным и эффективным методом повышения надежности терминальной системы управления является введение алгоритмической и информационной избыточности.

Во второй главе рассматриваются вопросы обеспечения надежности системы управления введением модели объекта непосредственно в контур управления.

Состояние объекта управления (ОУ) в каждый момент времени определяется двоичным вектором Х={х1,...хп} (п—число информационных датчиков). Управляющее устройство, реализующее алгоритм управления, на основе задания Т. и состояния объекта X вычисляет вектор управляющего воздействия {у1,...ут} (ш—число исполнительных механизмов),где >1 = Ц2,х 1,х2, .. хп). Значение, используемое программой управления для 1—ого информационного датчика, не всегда соответствует истинному состоянию объекта, определяемого этим датчиком. Возможной причиной такого несоответствия может быть: нарушение работоспособности датчика (постоянный отказ); самоустраняющийся отказ информационного датчика (сбой); искажение сигнала при передаче. Эти несоответствия можно рассматривать как сигналы помех на входе системы управления. Основным методом, применяемым для отстраивания от помех в системах управления, является введение избыточности — алгоритмической и информационной. Одна из разновидностей метода — п —кратный повторный опрос входного регистра, соответствующего контролируемому сигналу датчика. Подход, реализующий п — кратный опрос, дает хороший результат тогда, когда управление ведется по схеме "включить — ждать появления сигнала". Для КШ, управляемого одновременно по двум координатам, такой подход приводит к значительному усложнению алгорит — ма, реализующего управление, что объясняется необходимостью одновременного контроля состояния многих датчиков.

В работе автором предложен подход, при котором программа управления для получения информации о состоянии объекта управления обращается не к

входным регистрам устройства связи с объектом, а к области памяти, и которую программа обработки сигналов датчиков заносит информацию о состоянии объекта управления (рис.2).

—е*- Информационная сняяь .>- (ими. по управлению

Рис.2

Возможность применения данной структуры следует из особенности объекта управления — технологического оборудования, обладающего функциональной инерционностью, выражающейся в допустимости задержки реакции СУ на изменение состояния ОУ.

Программа построения модели реализует алгоритм преобразования выходных сигналов датчиков в модель. В основу реализации функции построения модельного состояния положен принцип мажоритарного резервирования при котором восстанавливающий орган формирует выходной сигнал, совпадающий с большинством версий входных сигналов, реализуя функцию:

п

(1, если £ух> {п + 1 >/2 ¡-I

уЦ

п

1(), если Еу!< (п + 1)/2 Ы

где: VI (¡=1,п) — выходные сигналы резериируемых блоков; п нечетное

число.

В данной работе иредложен новый подход, заключающийся в том, что для вычисления мажоритарной функции берутся не значения сигнала, полученные по нескольким разным информационным каналам в один момент времени, а несколько значений, полученных по одному информационному каналу, через равные промежутки времени. Состояние модели определяется значением мажоритарной функции, аргументами которой является текущее значение и несколько предыдущих состояний информационного датчика. При этом принимается, что состояние объекта управления до следующего момента обновления модели не меняется.

Значение модели V; для сигнала X в момент времени Ц определяется как

функция текущего и нескольких предыдущих состояний датчика:

= ... Х( _ | _п), где: Х| — значение переменной в момент вы-

числения функции; X,_ ] — значение переменной в момент времени 'Г;

значение переменной момент времени ^ (п— 1)*Т; Т — период

обновления модели.

Установлено, что с целью обеспечения наилучшей надежности следует использовать функцию со значениями пит, удовлетворяющими условию п>ш>2.

При использовании модели имеет место задержка отображения изменения входного сигнала в модели, величина которой не превышает ш"Г, и сокращение его длительности на величину не превышающую (п—т)Т.

Сигналы уровня логической единицы длительностью меньше чем (т— 1)'Т н сигналы уровня логического нуля длительностью меньше чем (и—т)*Т в модели не отражаются (рис.3), чем обеспечивается невосприимчивость модели к помехам.

Предложена методика выбора параметров алгоритма программы построения модели объекта управления, исходными данными для которой являются: Тр — предельно допустимое время реакции системы управления на изменение входного сигнала; Ти — минимальная длительность входного сигнала импульсного типа; РО и Р1 — оценки вероятностей сигналов типа "ложный О" (АО) и "ложная 1" (Л1). Программа построения информационной модели характеризуется периодом обновления информационной модели (То), количеством опросов входного сигнала, по которому вычисляется текущее состояние модели (14) и количеством опросов входного сигнала, по которому принимается решение (М). Значение М выбирается

с учетом оценки вероятностей появления сигналов АО и Л1. Т<ж как эти вероятности примерно равны, то значение порога М следует принять равным (N4-1)/2. 11

| '—^—'—I—1— I I—«—» » I I ■ I I . >-

Изменение входного сигнала

11111111-1-1-1-1-1-1-1- I И I | ■ | >

Изменение модели объекта управления

Рис.3

Для выполнения СУ задачи управления объектом необходимо, чтобы время задержки отображения изменения состояния входного сигнала (Тз) было меньше предельно допустимого времени реакции системы управления на изменение входного сигнала (Тр): Тз<Тр.

Входные сигналы, длительность которых меньше М'То, в информационной модели не отражаются. Следовательно, для сигнала длительностью Ти должно выполняться неравенство: Ти>М*То.

Время выполнения программы ностроения информационной модели Т„ пропорционально N. Значение коэффициента пропорциональности определяется быстродействием управляющей микро-ЭВМ и зависит от набора команд этой микро-ЭВМ. Поэтому за N следует принять наименьшее целое нечетное число, при котором выполняются выше приведенные неравенства.

Таким образом, задача определения параметров алгоритма построения модели объекта управления сводиться к нахождению значений N и То, при которых выполняются неравенства: Тз<Тр; Ти>М*То, где: М=(К + 1)/2; N = (3,5,7, ...); То = {Т01,Т021 ...Ток).

В заключительной части главы представлен алгоритм и программа вычисления модели для системы управления краном — штабелером СА—ТСС 0,25.

Выводы по главе 2:

1. На входе системы управления крана — штабелера возможны сигналы помех видд "ложная 1" и "ложный 0", которые могут вызывать отказы системы управления.

2. Применение в составе СУ КШ информационной модели дискретной части объекта управления позволяет отказаться от введения алгоритмической избыточности в алгоритм программы управления технологическим оборудованием.

3. Наиболее эффективной является информационная модель тика "М из М" при 1М>М>2. Такая модель обеспечивает подавление помех типа "ложная 1" и "ложный 0".

4. Параметры функции построения модели N. М, Т выбираются на основе анализа временных характеристик сигналов с осведомительных датчиков и характеристик помех.

В третьей главе рассматриваются вопросы обеспечения надежности АСС на этапе эксплуатации. Показано, что наиболее эффективным методом является внедрение средств диагностирования системы, обеспечивающих сокращение времени восстановления после отказов.

В качестве средства диагностирования автором предлагается экспертная система (ЭС). Под ЭС понимается система, объединяющая возможности компьютера со знаниями и опытом эксперта таким образом, что система может предложить РАЗУМНЫЙ СОВЕТ или осуществить РАЗУМНОЕ РЕШЕНИЕ поставленной задачи. ЭС, используя описание ситуаций, характеристики поведения диагностируемой системы и знания о ее структуре, позволяет установить вероятные причины отказов.

Подробно рассматривается разработанная автором и реализованная в виде компьютерной программы экспертная система (с представлением знаний в виде правил), обеспечивающая сокращение времени поиска причин отказов АСС и времени восстановления АСС после отказов. ЭС представляет собой компьютерную программу, которая в процессе диалога с пользователем на основе ин — формации о состоянии диагностируемой системы (получаемой от оператора или по каналу связи от устройства управления) и знаний о структуре системы (представленных в базе знаний) выдвигает предположения о причинах отказов и предлагает способы устранения причин этих отказов (рис. 4).

Знания представляются в виде правил в следующем виде:

если <имя объекта1> = <значение1>,кд=К1 <имя объекта2>=<значение2>,кд=К2 <имя объекта^ = <значение^,кд=Ю

то <имя объектаЗ> = <значениеЗ>,кд=КЗ.

Используются ключевые слова: если, кд, то.

ЗАПРОСЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ

О СОСТОЯНИИ

Рис.4

Термин <имя об"№кта> отражает объект из предметной области. Для ЭС определения причин отказов в АСС объектами являются: "код ошибки", "захват", "ячейка стеллажа", "датчик", "причина отказа". Термин <значение> отражает значение объекта, например, значением объекта "код ошибки" может быть 1, объекта "захват" — "выдвинут", объекта "ячейка стеллажа" — "с грузом" или "пустая".

Через кд — обозначен коэффициент достоверности (число из диапазона от О до 1). Он показывает вероятность вьшолнения заключения при выполнении условия.

Рассматривается методика написания правил базы зпаний. Так как правила базы знаний связывают наблюдаемые проявления отказов (свидетельств) с гипотезами, выдвигаемыми на основе этих свидетельств, то при составлении правил необходимо определить список объектов—свидетельств н объектов гипотез. Кандидатами на объекты—свидетели могут быть как объекты, наблюдаемые системой управления, так и объекты, наблюдаемые оператором. Например, датчик занятости ячейки — объект, наблюдаемый системой управления, а ячейка стел—

лажа — объект, наблюдаемый оператором. Затем для каждого объекта необходимо определить список допустимых значений. 1 Гапример, объекту "код ошибки" может соответствовать значение кода ошибки, формируемое системой управления в результате выполнения или невыполнения команды перемещения груза в складской системе. Объекту "ячейка — источник" — значение "ячейка с грузом" или "ячейка пустая". Затем определяются объекты, значения которых необходимо установить во время консультации. В нашем случае цель консультации — установить неисправность, ее причину и способы устранения. Поэтому к сниску объектов добавляются: "причина", "неисправность", "действие".

Рассматривается предложенный способ упорядочевания правил в базе знаний, учитывающий то, что во время консультации ЭС просматривает правила в порядке их нахождения в БЗ, начиная с первого. Поэтому БЗ должна начинаться с правил, описывающих наиболее вероятные причины отказов в системе. Пусть Р; — вероятность возникновения 1 —ого отказа, описываемого правилом с номером ¡. Тогда правила в БЗ должны располагаться так, чтобы выполнялось условие: Р| >

- — 1 Точно оценить вероятность ¡—ого отказа довольно трудно, однако, в вышеприведенной последовательности можно выделить несколько подпоследовательностей, для которых вероятности отказов примерно равны:Р) = Р) +1 = .... = Рт.

Каждое правило связывает несколько гипотез с заключением. На проверку каждой гипотезы оператором затрачивается некоторое время. Общее время проверки гипотез ¡-ого правила Т; равно сумме времен проверки каждой гипотезы:

а1

1 1 , где: ^ — время необходимое для проверки ] —ой гипотезы ¡ — ого правила; число гипотез ¡ — ого правила. Для каждого правила подпоследовательности вычисляется коэффициент, равный отношению вероятности возникновения отказа, описываемого ¡ — ым правилом, и суммарного времени проверки гипотез этого правила: _

3=1

Правила в БЗ следует располагать и таком порядке, чтобы внутри подпоследовательностей, состоящих ит правил, описывающих равновероятностные отказы, последовательность коэффициентов {К],«.-},.. Кп},была неиоз —

растакицей.

Выводы по главе 3:

1. Применение экспертной системы для диагностики причин отказов в автоматизированной складской системе и выработки рекомендаций по их устранению позволяет существенно сократить время восстановления АСС после отказов.

2. Предложенный способ формирования базы знаний на основе вычис — ления вероятностно—временых коэффициентов правил позволяет расположить правила в БЗ в соответствии с их значимостью, сократить время консультации для наиболее вероятных отказов.

3. Разработанная ЭС может быть настроена на другие приложения путем разработки только новых правил, но не всей системы.

4. Опыт применения разработанной ЭС показал возможность применения системы не только как средства диагностики оборудования, но и как средства обучения обслуживающего персонала.

В четвертой главе рассматривается инжиниринговый подход к обеспечению надежности автоматизированной складской системы, заключающийся в том, что на каждом этапе инжиниринга уделяется внимание вопросам обеспечения надежности создаваемой системы.

Анализ создания и эксплуатации систем комплексной автоматизации позволил сделать вывод о том, что наукоемкую проблему автоматизации можно успешно решить лишь при выполнении требования комплексности и ответственности за всю систему со стороны профессиональной инжиниринговой организации (комплексный коллектив, вооруженный конкурентноспособными компьютеризированными инструментальными системами и обеспечивающий полный ускоренный цикл создания новых автоматизированных производств). Полный цикл инжиниринга включает:

предпроектное обследование предприятия — заказчика;

технико—экономическое обоснование создания или перевооружения автоматизированной системы;

создание новой автоматизированной системы (или перевооружение);

комплексную поставку всей системы заказчику;

иодютовку функционально полного экипажа кадрового сопровождения; сдачу системы "под ключ";

сервисное сопровождение и гарантийное обслуживание системы у заказчика.

На каждом этапе инжиниринговая организация предоставляет заказчику специфические услуги, ориентированные на обеспечение надежности системы

комплексной автоматизации .

Этап Метод

Проекта роваиие Учет невысказанных потребностей заказчика (предложения но вложению в систему свойств, позволяющих в дальнейшем развивать систему). Выбор необходимого оборудования с учетом стоимости и надежности при помощи компьютерных баз данных. Формулирование требований к программному обеспечению систем управления технологическим оборудованием с целью обеспечения помехозащищенности. Разработка специального программного обеспечения, предназначенного для повышения помехозащищенности СУ. Совмещение разработки основного программного обеспечения с разработкой экспертной системы (или правил для экспертной системы), обеспечивающей уменьшение времени восстановления после отказов.

Пуско-наладка Обучение, переподготовка и испытание (сертификация) персонала на предприятии заказчика. Организация документации (разумное разделение между компьютерной и бумажной документацией). Разработка компьютеризированных справочников. Научное обоснование номенклатуры и размера ЗИП.

Эксплуа тацая Сервисное сопровождение системы. Продолжение обучения и переподготовки персонала. Содействие внедрению системы качества. Разработка варианта системы качества наиболее приемлемого для конкретного заказчика. Сбор информации о надежности работы оборудования с целью дальнейшего совершенствования системы. Формулирование заказа специалистам по ЭС с целью совершенствования системы. Реклама (маркетинг для завода —изготовителя).

Инжиниринговый подход к обеспечению надежности предполагает ши-

рокое использование системы качества. Под системой качества понимается совокупность мероприятий и методов обеспечения качества, охватывающая все этапы предпроектного исследования, проектирования, изготовления и эксплуатации изделия.

Рассматривается предложенная система качества, внедряемая на предприятииБ использующем АСС. На этапе эксплуатации системы качество определяется тех —

пичсским обслуживанием. Мри заданном коэффициенте технического использо вания К.га качество АСС можно характеризовать следующими показателями:

'Гоб — время технического обслуживания;

Тпрем —время планового ремонта;

'Гнрем - время непланового ремонта.

Если фактические значения Тпрем, Тнрем или Тоб превышают соответствующие предельно допустимые значения, то имеет место снижение качества системы на этапе эксплуатации.

Фактическое время профилактического ремонта служит характеристикой качества обслуживающего персонала (как элемента АСС), время восстановления после отказа — как характеристикой персонала, так и системы (с точки зрения приспособленности системы к ремонтам).

Выводы по главе 4:

1. На каждом этапе инжиниринга необходимо уделять внимание вопросам обеспечения надежности всех элементов создаваемой системы.

2. Инжиниринговый подход к обеспечению надежности позволяет повысить надежность не только аппаратно-программной части системы, но и человеческой составляющей.

3. Опережающее ввод в эксплуатацию обучение технического персонала а также его периодическая переподготовка и сертификация являются специфическими инжиниринговыми методами обеспечения надежности.

4. Предложенная система качества, в рамках инжинирингового иодкода к обеспечению надежности на этапе эксплуатации, обеспечивает контроль и управление качеством АСС. В качестве количественной оценки качества АСС на этапе эксплуатации следует принять время технического обслуживания и время восстановления после отказов.

Взаключении представлены основные выводы по материалам работы:

1. Проведенные исследования причин отказов в автоматизированной складской системы показали, что причиной большинства отказов в АСС являются отказы элементов системы управления крана—штабелера — информационных датчиков.

2. Для обеспечения заданного уровня надежности автоматизированной складской системы необходимо обеспечить помехоустойчивость системы управления, сокращать время ремонтов после отказов.

3.Помехоустойчивость может быть обеспечена программными методами за счет модульной организации программного обеспечения и введения модели дискретной части обьекта управления непосредственно в контур управления. В качестве модели объекта управления предлагается использовать модель, в основе которой лежит мажоритарное преобразование входного сигнала с временным мультиплексированием. Разработана методика выбора параметров модели.

4. Качество автоматизированной складской системы на этапе эксплуатации определяется временем технического обслуживания и временем ремонта после отказов. Время ремонтов может быть сокращено за счет применения экспертной системы. Разработанная экспертная система позволяет в несколько раз (от 2 до 3) сократить время ремонта после отказов.

5. Рассмотрен инжиниринговый подход к обеспечению надежности АСС. Показано, что внедрение системы качества позволяет управлять качеством АСС на этапе эксплуатации. Разработанная система качества автоматизированной складской системы позволяет контролировать качество АСС. В качестве критериев качества, при условии заданного значения коэффициента технического использования, предложено использовать время технического обслуживания и время ремонтов после отказов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Культин Н.Б. Адаптивное управление краном — штабелером автоматизированной складской системы ГПС. //Тезисы докл. межреспубл. науч.—техн. конфер. Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении. Волгоград, 1989. - С. 156-157.

2. АС1603391 (СССР). Универсальный коммутатор магистралей /Леяишр. политехн.ин—т им М.И.калинина авт.изобрет. Е.В.Горячев, С.В.Горячев, В.Ф.Мелехин, Д.Л.Евлашшков, Н.Б.Культин - Заявл. 30.12.87, N4352202/24 - 24; опубл. в Б.И., 30.10.90 N40.

3. Авдюхин A.A., Культин Н.Б. Программные методы борьбы с помехами в системе управления автоматизированной складской системой. //В сб. Интегрированные производства как средства развития систем комплексной автоматизации. Мат.науч. —практ.сем. Л:ЛДНТТ1, 1991.

4. Авдюхин A.A., Кошелев С.И., Культин Н.Б. Надежное управление объектами с позиционированием по путевым датчикам. // Вычислительные, измерительные и управляющие системы. — Труды ЛГТУ, 1991,— N440. —С.95 — 99.