К автономному управлению техническим состоянием станков

Автор: Тугенгольд Андрей Кириллович, Волошин Роман Николаевич, Соломыкин Михаил Юрьевич

Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu

Рубрика: Машиностроение и машиноведение

Статья в выпуске: 1 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Введение. В настоящее время внимание разработчиков и исследователей сфокусировано на автоматизированном поддержании работоспособности технологических машин, особенно в условиях компьютеризации производства. Существенно расширены возможности оценки технического состояния оборудования, диагностики и мониторинга неисправностей. Это позволяет предотвращать отказы и минимизировать влияние неблагоприятных факторов на производительность. С этой целью создается некоторая автономная система управления, концептуальным проблемам которой посвящена данная статья. Материалы и методы. Рассмотрена система автономного управления техническим состоянием станка. Показано, что сигналы с датчиков и на исполнительные механизмы поступают через распределенные узлы управления техническим состоянием устройств станка. При этом необходимая связь обеспечивается возможностями e-MindMachine. К обобщенным функциям управления техническим состоянием металлорежущих станков отнесено принятие решений и исполнение команд c использованием встроенных средств. Описана и разъяснена специфика в построении системы технического обслуживания станков. В итоге обосновано следующее утверждение: при анализе процессов в станках и синтеза решений для управления поддержанием работоспособности станка (ПРС) адекватны методы искусственного интеллекта и интеллектуального управления (в том числе теории нечетких множеств и нечеткой логики). Результаты исследования. Предлагаемый подход позволяет оценить достижения, представленные в известных системах технического обслуживания машин, и повысить уровень обслуживания до самостоятельно работающих систем автоматизированного автономного управления техническим состоянием. Рассмотрена структура системы, к обобщенным функциям управления которой отнесены принятие решений и исполнение команд c использованием встроенных средств. Показано, как при синтезе решений для управления используются методы теории нечетких множеств и нечеткой логики. Рекомендованы поэтапная разработка и внедрение автономной системы в зависимости от условий и возможностей предприятия. Обсуждение и заключения. Рассмотрены вопросы внедрения системы автономного управления ПРС. Предложены адекватные методики определения последовательности работ и оценки эффективности. В подсистеме мониторинга предусмотрено, во-первых, выполнение традиционной диагностики в процессе наблюдении за состоянием станка в режиме онлайн. Во-вторых, для управления действиями, предотвращающими нарушения работоспособности устройства (или станка в целом), предполагается выполнение следующих функций: оценки результатов диагностики, прогнозирования и выработки решений.

Еще

Автономное управление, гибкие производственные системы, мониторинг, экспертная система управления состоянием станка

Короткий адрес: https://sciup.org/142214932

IDR: 142214932   |   DOI: 10.23947/1992-5980-2018-18-1-59-68

Список литературы К автономному управлению техническим состоянием станков

  • Мальцев, А. И. Мониторинг технического состояния крупных машин/А. И. Мальцев, А. А. Мальцев. -Электросталь: ДАМО, 1998. -62 с.
  • ГОСТ Р ИСО 17359-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Общее руководство по организации контроля состояния и диагностирования/Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации. -Москва: Стандартинформ, 2010. -20 с.
  • Никитин, Ю. P. О построении системы диагностирования станков с ЧПУ/Ю. P. Никитин, И. В. Абрамов//Мехатроника, автоматизация и управление. -2011. -№ 4. -С. 32-35.
  • Muller, A. Proactive maintenance for industrial system operation based on a formalised prognosis process/A. Muller, M.-C. Suhner, B. Iung//Reliability Engineering and System Safety. -2006. -Vol. 93. -P. 234-253.
  • Intelligent prognostics tools and e-maintenance/J. Lee //Computers in Industry. -2006. -Vol. 57. -P. 476-489.
  • Djurdjanovic, D. Watchdog Agent -an infotronics-based prognostics approach for product performance degradation assessment and prediction/D. Djurdjanovic, J. Lee, J. Ni//Advanced Engineering Informatics. -2003. -№ 17 (3). -P. 109-125.
  • Moore, W.-J. An intelligent maintenance system for continuous cost-based prioritisation of maintenance activities/W.-J. Moore, A.-G. Starr//Computers in Industry. -2006. -Vol. 57. -P. 595-606.
  • Круглова, Т. Н. Диагностирование и прогнозирование технического состояния мехатронных модулей движения технологического оборудования/Т. Н. Круглова, Н. А. Глебов. -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2011. -120 с.
  • E-Maintenance update: the road to success for modern industry/C. Emmanouilidis //Proceedings of the 24th International Congress on condition monitoring and diagnostic engineering management, 2011. -Birmingham: COMADEM International, 2011. -423 p.
  • Wang, P. Fault prognostics using dynamic wavelet neural networks/P. Wang, G. Vachtsevanos//Artificial Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing. -2001. -Vol. 15. -P. 349-365.
  • Zhang, W. An agent-based platform for service integration in E-maintenance/W. Zhang, W. Halang, C. Diedrich//Proceedings of ICIT 2003, IEEE international conference on industrial technology. -Piscataway Township: IEEE, 2003. -Vol. 1. -P. 426-33.
  • Lee, J. E-manufacturing: fundamental, tools, and transformation/J. Lee//Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. -2003. -№ 19 (6). -P. 501-507.
  • MIMOSA -four years later/J. Mitchell //The Journal of Sound and Vibration. -1998. -Vol. 11. -P. 12-21.
  • Prognostics and health management design for rotary machinery systems -Reviews, methodology and applications/J. Lee //Mechanical Systems and Signal Processing. -2014. -Vol. 42. -P. 314-334.
  • Xiangang Cao. Development of SOA Based Equipments Maintenance Decision Support System/Xiangang Cao, Pingyu Jiang//ICIRA: International Conference on Intelligent Robotics and Applications. -Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. -Part II, vol. 5315. -P. 576-582.
  • Rissland, E.-L. Combining case-based and rule-based reasoning: A heuristic approach/E.-L. Rissland, D. B. Skala//IJCAI-89: Proceedings of the 11th international joint conference on Artificial intelligence. -San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers Inc., 1989. -Vol. 1. -P. 524-530.
  • Erl, T. Service-oriented Architecture: Concepts, Technology, and Design/T. Erl. -New Jersey: Prentice Hall, 2005. -764 p.
  • PROTEUS -An integration platform for distributed maintenance systems/T. Bangemann //Computers in Industry: Special issue on e-maintenance. -2006. -№ 57 (6). -P. 539-551.
  • Thurston, M. Standards Developments for Condition-Based Maintenance Systems/M. Thurston, M. Lebold//New Frontiers in Integrated Diagnostics and Prognostics: Proceedings of the 55th Meeting of the Society for Machinery Failure Prevention Technology. -Virginia Beach: Defense Technical Information Center, 2001. -P. 363-373.
  • A component based system for S-maintenance/M.-H. Karray //9th IEEE International Conference on Industrial Informatics, INDIN’11. -Caparica; Lisbon: HAL, 2011. -P. 1-8.
  • Muller, A. On the concept of e-maintenance: Review and current research/A. Muller, C. Marquez, B. Iung//Journal of Reliability Engineering and System Safety. -2008. -Vol. 93. -P. 1165-1187.
  • Соловьева, Н. Инструмент для соблюдения сроков/Н. Соловьева//Силовые машины. -2013. -№ 14. -С. 4.
  • ГОСТ Р ИСО 13379-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Руководство по интерпретации данных и методам диагностирования/Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем; Технический комитет по стандартизации ТК 183 «Вибрация, удар и контроль технического состояния»; Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. -Москва: Стандартинформ, 2010. -27 с.
  • Тугенгольд, А. К. Модуль E-Mindmachine в интеллектуальной системе мониторинга станка/А. К. Тугенгольд, Р. Н. Волошин, С. В. Ющенко//Международный научно-исследовательский журнал. -2015. -№ 9 (40), ч. 2. -С. 100-102.
  • Monitoring and Control of Tools in Multifunctional Machine Tools/A. K. Tugengold //Russian Engineering Research. -2017. -Vol. 37, № 5. -P. 440-446.
  • Тугенгольд, А. К. Гибкий мониторинг мехатронных технологических машин/А. К. Тугенгольд, Р. Н. Волошин//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2016. -№ 4. -С. 51-58.
  • Monitoring of Machine Tools/A. K. Tugengold //Russian Engineering Research. -2017. -Vol. 37, № 8. -P. 440-446.
  • Пуш, В. Э. Автоматические станочные системы/В. Э. Пуш, Р. Пигерт, В. Л. Сосонкин. -Москва: Машиностроение, 1982. -319 с.
  • Структура и алгоритм работы системы диагностики состояния многооперационного станка /А. В. Ядченко //Современные научные исследования и разработки. -2017. -№ 8 (8). -С. 230-237. -Режим доступа: http://olimpiks.ru/d/1340546/d/vypusk_88.pdf.
  • Аппаратное и программное обеспечение для станка ROBOCUT FANUC /FANUC. -Режим доступа: http://www.fanuc.eu/ru/ru/robocut-ib/опции-для-станков-robocut (дата обращения 10.10.17).
  • ГОСТ Р ИСО 13379-1-2015. Контроль состояния и диагностика машин. Методы интерпретации данных и диагностирования. Часть 1. Общее руководство/Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. -Москва: Стандартинформ, 2016. -33 с.
  • ГОСТ Р ИСО 13381-1-2016. Контроль состояния и диагностика машин. Прогнозирование технического состояния. Часть 1. Общее руководство/Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем; Технический комитет по стандартизации ТК 183 «Вибрация, удар и контроль технического состояния»; Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. -Москва: Стандартинформ, 2017. -20 с.
  • ISO 13381-1:2004 Condition monitoring and diagnostics of machines. Prognostics. General guidelines /British Standards Institution. -Режим доступа: https://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030152751 (дата обращения: 26.02.18).
Еще
Статья научная