Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ЕГО РЕМОНТНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Баяндина Ю.С. 1 Хорошев Н.И. 1
1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет
В статье рассмотрен вопрос повышения точности планирования ремонтно-профилактических работ электрооборудования. Использование многокритериальной оценки для определения количественных и качественных показателей технического состояния оборудования позволяет максимально увеличить качество его обслуживания и ремонта, свести к минимуму денежные и временные затраты. Проведен анализ и выбор ключевых факторов, влияющих на планирование сроков ремонтно-профилактических работ оборудования. На основе аналитического метода иерархий разработана структура критериев для группы исследуемых электродвигателей. Проведено ранжирование электродвигателей по степени критичности их технического состояния с целью планирования для них сроков вывода в ремонт. Предложенный способ повышения эффективности технического обслуживания и ремонта электрооборудования имеет практический интерес и может быть использован в промышленных условиях, поскольку позволяет своевременно предупреждать возникновение критических аварийных ситуаций, в том числе в условиях неопределенности.
планирование
техническое обслуживание и ремонт
оборудование
техническое состояние
1. Ковалев В.В. Методы оценки инвестиционных проектов. – М.: Финансы истатистика, 1998. – 144 с.
2. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий: пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1993. – 320 с.
3. Ченцов Н.А. Организация, управление и автоматизация ремонтной службы: Учебник / Под ред. д-ра техн. наук, проф. В.Я. Седуша, Донецкий национальный технический университет. – Донецк: Норд-Пресс-УНИТЕХ, 2007. – 258 с.
4. Юхименко В.Ф., Масленникова С.Г. Техническая эксплуатация силовыхагрегатов и трансмиссий. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2004. – 92 с.
5. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта общепромышленного оборудования: Справочник. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 360 с.

Эффективность использования электрооборудования напрямую зависит от объема и периодичности технического обслуживания и ремонта электродвигателей. На начальном этапе планированием занимаются специалисты подразделений, которые отвечают либо за конкретный технологический участок, либо за определенный вид оборудования [3]. Принимая решение о необходимости проведения профилактических мероприятий, для агрегатов, узлов или сборочных единиц, необходимо учитывать множество критериев и накладываемые ограничения трудового, временного и финансового характера. В данном случае использование многокритериальной оценки количественных и качественных показателей является целесообразным и актуальным, так как появляется возможность максимально увеличить качество технического обслуживания и ремонта электрооборудования и свести к минимуму денежные и временные затраты.

Цель и задачи исследования

Цель заключается в повышении эффективности планирования профилактических и ремонтных мероприятий электрооборудования путем использования многокритериальной оценки его технического состояния. Для этого необходимо на основе метода анализа иерархий разработать иерархическую структуру критериев, ранжировать объекты по степени их критичности.

Для решения задачи планирования ТОиР был выбран метод анализа иерархий (МАИ), который включает в себя следующие этапы:

1) определение цели;

2) декомпозиция исходной многокритериальной проблемы;

3) построение иерархии (цель, критерии, альтернативы);

4) ранжирование альтернатив [2].

Во время принятия решения учитываются не только фактическое техническое состояние, условия эксплуатации, влияние внешней среды, электромеханические, но и субъективные (случайные) факторы. Ухудшение технического состояния электрооборудования происходит непрерывно как при работе электрооборудования в нормативных, так и в ненормативных условиях эксплуатации. Это связано с накопительным характером развития дефектов и повреждений в конструктивных элементах и сборочных единицах электрооборудования.

Разработка иерархии критериев для планирования технического обслуживания и ремонта

Для реализации комплексной оценки планирования ТОиР электроэнергетического оборудования необходимо формализовать множество критериев количественного и качественного характера. Чтобы проанализировать проблему принятия решения МАИ, разработана иерархическая структура для группы электродвигателей вакуумной системы бумагоделательной машины, которая представлена на рисунке. Данные локальные (частные) критерии (f) можно описать следующим образом:

– f1(x) – механические критерии;

– f2(x) – электрические критерии;

– f3(x) – химические критерии;

– f4(x) – тепловые критерии;

– f5(x) – технические критерии;

– f6(x) – производственная среда [5].

Далее сформирована матрица парных сравнений, которая представлена в табл. 1, она показывает отношение критериев друг другу [1]. Чтобы установить относительную важность элементов иерархии, используют девятибалльную шкалу предпочтений по Саати:1/9, 1/8, 1/7, 1/6, 1/5, 1/4, 1/3, 1/2, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, где 1 – равные по значимости критерии; 3 – слабое преобладание критерия; 5 – существенная значимость; 7 – сильная значимость; 9 – очень сильная (очевидная) значимость критерия.

Промежуточные значения (2, 4, 6,…) проставляются тогда, когда необходимо выбрать среднее между двумя степенями предпочтения.

При составлении матрицы использовали формулу

bajn01.wmf (1)

где aij – отношение критерия i к критерию j. При сравнении критерия самим с собой, на пересечении строк aij = 1. Согласно матрице парных сравнений необходимо сформировать вектор приоритетов критерия Wa:

bajn02.wmf, (2)

где j – порядковый номер критерия; n – количество критериев.

bajnd1.tif

Иерархическая структура критериев оценки технического состояния электродвигателя

Таблица 1

Матрица парных сравнений локальных критериев

Критерии

Критерии

Нормальное значение весового критерия (Wa)

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f1

1

1/2

1/3

5

1/3

1/2

0,098

f2

2

1

1/3

5

1/3

1/3

0,115

f3

3

3

1

3

4

1/2

0,267

f4

1/5

1/5

1/3

1

1/2

1/5

0,045

f5

3

3

1/4

2

1

1/3

0,146

f6

2

3

2

5

3

1

0,326

Далее аналогично провели сравнение критериев второго уровня, используя формулы (1), (2). В общем виде матрица сравнения показателей критериев представлена в табл. 2.

Таблица 2

Матрица сравнений показателей критериев в общем виде

fn(x)

fn1

fn2

fnj

fn1

1

a12

a1j

fn2

1 a12

1

a2j

fnj

1/a1j

1/a2j

1

Ранжирование объектов по степени критичности состояния

Следующим этапом рассчитываем коэффициенты превосходства альтернатив принимаемых решений. В качестве альтернатив рассматривается группа электродвигателей вакуумной системы. Опишем альтернативы (А) следующим образом:

  • А1 – электродвигатель трубопродувки (30 кВт);
  • А2 – электродвигатель ВН-1 (150 кВт);
  • А3 – электродвигатель ВН-2 (250 кВт);
  • А4 – электродвигатель ВН-3 (315 кВт);
  • А5 – электродвигатель ВН-4 (150 кВт);
  • А6 – электродвигатель ВН-5 (110 кВт).

Согласно матрице парных сравнений необходимо сформировать вектор приоритетов альтернатив WА:

bajn03.wmf (3)

где m – количество альтернатив; i – порядковый номер альтернативы.

Следующим шагом необходимо построить матрицы альтернатив, которые в большей мере определены локальными критериями. Результативная матрица в общем виде представлена в табл. 3.

Таблица 3

Матрица сравнений альтернатив по показателю критерия

fnj(x)

А1

А2

Аm

А1

1

b12

b1j

А2

1/b12

1

b2j

Аm

1/b1j

1/b2j

1

Следующим шагом необходимо построить матрицы альтернатив, которые в большей мере определены критериями. В общем виде они приведены в табл. 4.

Таблица 4

Результаты расчетов весов альтернатив

Показатели

Альтернативы

А1

 

А1

 

А1

 

f11

b11

f11

b11

f11

b11

f11

             

f1n

bi1

f1n

 

f1n

bi1

f1n

Следующим этапом необходимо ранжировать альтернативы (электродвигатели), основываясь на значениях глобальных приоритетов. Вычисления предпочтительного весового коэффициента происходят для всех альтернатив согласно следующей формуле:

bajn04.wmf. (4)

Таблица 5

Синтез частных критериев по альтернативам

Альтернатива

Критерии

f1

f2

f3

f4

f5

f6

Электродвигатель трубопродувки (30 кВт)

0,198

0,1057

0,1645

0,1938

0,1477

0,0921

Электродвигатель ВН-1 (150 кВт)

0,184

0,1466

0,1865

0,1597

0,1709

0,0842

Электродвигатель ВН-2 (250 кВт)

0,148

0,1573

0,1954

0,1338

0,1709

0,1495

Электродвигатель ВН-3 (315 кВт)

0,128

0,1301

0,1276

0,0742

0,3109

0,1369

Электродвигатель ВН-4 (150 кВт)

0,232

0,2011

0,1419

0,1920

0,1540

0,1385

Электродвигатель ВН-5 (110 кВт)

0,095

0,1466

0,0974

0,0783

0,1188

0,1596

Значимость частных критериев

0,098

0,115

0,267

0,045

0,0146

0,326

Формирование набора предпочтительных весовых коэффициентов превосходства альтернатив принимаемых решений осуществляется на основании информации о значениях весовых коэффициентов частных критериев и весовых коэффициентов альтернатив принимаемых решений относительного каждого из частных критериев.

Рассчитанные предпочтительные весовые коэффициенты занесены в сводную табл. 5 синтеза частных критериев по альтернативам (электродвигателям).

На основании табл. 5 и (4) рассчитаем глобальные приоритеты технического состояния электродвигателей:

W1 = 0,216; W2 = 0,587; W3 = 0,296; W4 = 0,731; W5 = 0,346; W6 = 0,632.

Выводы

Выполнив расчеты, можно сказать, что предпочтительной альтернативой, которую рекомендуется выбрать, считается W4, поскольку у нее максимальное значение приоритета. У данного электродвигателя наихудшее техническое состояние, необходимо произвести ремонтные или обслуживающие мероприятия с целью восстановления его надежности и работоспособности, которые не граничат с предотказным или аварийным состоянием.

Предложенный способ повышения эффективности технического обслуживания и ремонта электрооборудования имеет практический интерес и может быть использован в промышленных условиях, поскольку позволяет своевременно предупреждать возникновение критических аварийных ситуаций, в том числе в условиях неопределенности.


Библиографическая ссылка

Баяндина Ю.С., Хорошев Н.И. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ЕГО РЕМОНТНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ РАБОТ // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 11-3. – С. 467-470;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40999 (дата обращения: 04.04.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074