Тихонова О.Б.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, Россия

Разработка системы интерактивных средств сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники

Введение. В сфере бытовой холодильной техники происходит структурная перестройка и интеграция форм организации ее проектирования, производства, реализации, сервисного обслуживания и ремонта, расширение ее номенклатуры за счет отечественных и зарубежных образцов. Поэтому разработка системы интерактивных средств сопровождения жизненного цикла и средств повышения эффективности эксплуатации и конкурентоспособности бытовой холодильной техники весьма актуальная проблема.

Постановка задачи. Решить данную проблему можно при использовании интерактивных электронных технических руководств, ориентированных на использование всеми участниками жизненного цикла бытовой холодильной техники, средств измерений и обработки результатов с соответствующим программным обеспечением и соответствующими базами данных, классифицированными по классам, типам этого вида техники.

Известно, что в области наукоемкой продукции интенсивно развиваются новые технологии – CALS-технологии, основные принципы которых могут быть реализованы при сопровождении жизненного цикла бытовой холодильной техники [1].

Методы решения задачи. Одним из важнейших компонентов CALS-технологий является обеспечение персонала предприятий эксплуатационной и ремонтной документацией, выполненной в электронном виде. Характерным свойством такой документации является ее интерактивность, т.е. возможность для обслуживающего и ремонтного персонала получать необходимые сведения о процессах, процедурах в форме прямого диалога с компьютером и через глобальную сеть Internet с другими участниками сопровождения жизненного цикла изделия. Для реализации такой возможности, а также для презентации проектов и для обучения персонала, занимающегося обслуживанием и эксплуатацией изделий, создаются интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР). По одной из существующих систем классификации выделяют пять классов ИЭТР [2], ориентированных главным образом на наукоемкие производства. Для бытовой холодильной техники необходимости в использовании пяти классов ИЭТР нет, так как этот вид техники не является наукоемким. Поэтому, остановимся на трех классах ИЭТР для бытовой холодильной техники, но сохраним все функциональные возможности ИЭТР из классической системы их классификации. Условимся, что ИЭТР для бытовой холодильной техники должны быть ориентированы на различных пользователей, что является новым и актуальным. При этом в ИЭТР третьего класса предлагается включить блок интерактивной диагностики бытовой холодильной техники. Кроме того, средствами интерактивного сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники являются глобальная сеть Internet, квазивиртуальные многофункицональные тренажеры по бытовой холодильной технике [3], программное обеспечение [4], базы данных.

При разработке интерактивных средств сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники необходимым также является использование соответствующих моделей. Тип и полнота моделей должны обеспечивать эту идею сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники. Наряду с известными моделями [5], этой идее, на наш взгляд, удовлетворяют модели, основанные на методе подобия функционирования технических систем, основные положения которого изложены в работе [6].

Как показано в этой работе обобщенная модель управления техническим состоянием бытовой холодильной техники должна включать структурно-функциональные модели, математические модели подобия функционирования, модели принятия решений в составе алгоритмов и компьютерных программ.

Примеры решения задач. Реализация идеи управления жизненным циклом бытовой холодильной техники выполнена нами посредством разработки ИЭТР для бытовой холодильной техники различных классов (рис. 1).

Рис. 1. ИЭТР второго класса для бытовой холодильной техники

Как показано на рисунке 1, для создания ИЭТР по бытовой холодильной технике можно, используя возможности Microsoft Office Power Point, создать структурированную схему ИЭТР для бытовой холодильной техники, не используя дорогостоящие специализированные программы.

При создании ИЭТР второго класса по бытовой холодильной технике, используя электронный вид технического руководства первого класса, добавляются новые возможности: ссылки для автоматического перехода из одного места документа в другое (рис. 1), иллюстрации, таблицы, аудио- и видеоматериалы и т. д. Благодаря представлению документа в электронном виде можно проводить полнотекстовый поиск по всему руководству.

С целью снижения затрат для разработки блока интерактивной диагностики бытовой холодильной техники нами предлагается использовать упомянутый выше метод подобия функционирования технических систем. Для решения задач, принятия решений нами предлагается использовать алгоритмы и программы, разработанные на основе структурно-функциональных и математических моделей диагностики технического состояния изделий.

На рисунке 2 в качестве примера приведен алгоритм выбора и реализации метода управления техническим состоянием подсистем холодильника. При этом допустим, что холодильник и реализуемый процесс функционирования представляют собой систему, которая характеризуется диагностическими параметрами связаными функционально как со структурными z _ji параметрами,

Рис.2. Алгоритм управления техническим состоянием бытовой холодильной машиной

так и с параметрами внешних задающих x_ji и возмущающих s_ji воздействий отдельных ее элементов, подсистем, т.е.: , а критерии технического состояния, составленные по методике, изложенной в работе [6] с учетом этой зависимости, в общем случае имеют вид:

(1)

,

где α_ij, β_ij, γ_ij - показатели степеней при независимых параметрах соответственно x_ji, z_ji, s_ji, определяемые методом нулевых размерностей для y_i-ой характеристики.

Принимая значения параметров, входящих в выражение (1), равными значениям, характерным для заданного состояния, определяют соответствующие этому состоянию значения критериев подобия.

В процессе же контроля технического состояния, определив (путем замера или расчета) действительные значения диагностических y_i, а также внешних x_ji , s_ji параметров и приняв постоянным значение i-го критерия (p_i = const), находят из (1) действительное значение структурного параметра z _j, т.е.:

, (2)

После сравнения этого значения параметра с его граничными (наибольшим и наименьшим) значениями, соответствующими заданному состоянию элемента, делают вывод о действительном техническом состоянии холодильной машины в целом или отдельной ее подсистемы.

Если полученное значение структурного параметра находится в области его допустимых значений, то исследуемый элемент холодильника по данному z_j –му параметру находится в заданном (работоспособном) состоянии. Если же, наоборот - то элемент находится в неработоспособном состоянии. Если было установлено, что система находится в неработоспособность состоянии, то необходимо принять решение о ремонте или замене элемента с данным параметром, сравнивая техническое состояние подсистемы подобно заданному (рис.2).

Следует заметить, что все операции по диагностике и вычислению осуществляются с использованием блока диагностики ИЭТР и соответствующего программного продукта и математических методов (максимума правдоподобия, мини-максимума и т.д.).

Реализация идеи управления жизненным циклом бытовой холодильной техники выполнена нами также посредством использования квазивиртуального многофункционального тренажера по бытовой холодильной технике [3], средств измерений и обработки результатов с соответствующим программным продуктом [4].

Рис.3. Фрагмент работы программы «Диагностика бытового компрессионного холодильника»

На рисунке 3 представлен фрагмент работы программного продукта «Диагностика бытового компрессионного холодильника» при проведении эксперимента подсистемы «конденсатор».

Квазивиртуальный тренажер по бытовой холодильной технике ориентирован на различных пользователей, поэтому важно отметить, что это устройство применяется как при диагностике технических систем, так и для решения проектных и ремонтных задач.

Область применения. Рассмотренная нами система интерактивных средств сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники, может быть использована как в проектных организациях и учебных заведениях различного уровня, так и в сервисных центрах и крупных торговых фирмах.

Выводы.

1. Представлена и обоснована система интерактивных средств сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники, состоящая из интерактивных электронных технических руководств, квазивиртуального многофункционального тренажера, моделей подобия функционирования технических систем, алгоритмов и программ принятия решений, баз данных и т.д.

2. Методической основой для предложенной системы является метод подобия функционирования технических систем.

3. Обосновано предположение, что система интерактивных средств сопровождения жизненного цикла бытовой холодильной техники может быть использована при развитии идеологии CALS-технологий в разных областях ее применения.

Литература:

1. Smith J.M. CALS. An introduction to CALS:The Strategy and the Standards. – Dublin:The Cromwell Press Ltd, 1990. – 143p.

2. Управление жизненным циклом продукции / А.Ф. Колчин, М.В. Овсянников, А.Ф. Стрекалов А.Ф., С.В. Сумароков. – М.: Анахарсис, 2002. – 304с.

3. Квазивиртуальный многофункциональный тренажер по бытовым холодильным приборам. [Текст] пат. №96638 Рос. Федерация /Першин В.А., Тихонова О.Б. и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» № 2010111283; заявл. 24.03.2010; опубл. 10.08.2010.

4. Свидетельство №2008612338 Российская Федерация. Программы [Текст]/ Першин В.А., Кожемяченко А.В., Зайкин Е.М. и др.; заявитель и правообладатель ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» № 2008611336; заявл. 31.03.2008; опубл. 14.05.2008. Бюл. № 2. – 5 с.

5. Назаров Н.Г. Основные понятия и математические модели: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 2002. – 348с.: ил.

6. Першин В.А. Методология подобия функционирования технических систем: монография / В.А. Першин, под ред. д.т.н., проф. Дровникова А.Н. – Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2004. -225с.