МЕТОД КЕРУВАННЯ ТЕХНІЧНИМ ОБСЛУГОВУВАННЯМ ВИРОБНИЧОГО ОБЛАДНАННЯ ЗА ПРОГНОЗОМ СТАНУ НА ОСНОВІ ФІЛЬТРА КАЛМАНА, ЛАНЦЮГІВ МАРКОВА ТА ГЕНЕТИЧНОГО ПОШУКУ РІШЕНЬ

Анотація

Запропоновано метод керування технічним обслуговуванням виробничого обладнання, який поєднує оцінювання технічного стану за допомогою фільтра Калмана, прогнозування розвитку деградаційних процесів із використанням ланцюгів Маркова та формування плану технічного обслуговування шляхом генетичного пошуку рішень. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення ефективності експлуатації виробничих систем, скорочення кількості аварійних відмов і зменшення експлуатаційних витрат. Проведений аналіз сучасних підходів показав, що більшість існуючих рішень використовує окремі методи оцінювання технічного стану, прогнозування деградації або оптимізації технічного обслуговування без їх комплексної інтеграції. Запропонований метод реалізує єдиний алгоритмічний цикл підтримки прийняття рішень, у якому результати оцінювання технічного стану використовуються для прогнозування переходів між дискретними технічними станами, а отриманий прогноз є основою для генетичного пошуку оптимального плану технічного обслуговування. Розроблено математичну модель оцінювання прихованого технічного стану обладнання на основі фільтра Калмана, модель прогнозування деградації із застосуванням марковських процесів та ризик-орієнтовану цільову функцію генетичного алгоритму, що враховує витрати на профілактичні роботи, очікувані втрати від аварійних відмов, тривалість простоїв і ресурсні обмеження ремонтних служб. Експериментальну перевірку виконано шляхом комп'ютерного моделювання виробничої дільниці з двадцяти одиниць обладнання. Проведено порівняння запропонованого підходу з реактивною, планово-попереджувальною та пороговою прогнозною стратегіями технічного обслуговування. Отримані результати підтвердили підвищення точності оцінювання технічного стану, покращення прогнозування деградації, скорочення кількості аварійних відмов, часу простоїв і загальних експлуатаційних витрат. Практична цінність роботи полягає у можливості використання запропонованого методу в автоматизованих системах прогнозного технічного обслуговування промислового обладнання.

Ключові слова: прогнозне технічне обслуговування, виробниче обладнання, фільтр Калмана, ланцюги Маркова, генетичний алгоритм, математичне моделювання, прогнозування деградації.