Проектирование роботехнических средств для поточных линий прядильного производства (стр. 11 из 23)

Для анализа системы РС на основе применения формулы Байеса необходимы статистические сведения о характеристике состояний системы, их количестве в испытании и количестве наблюдаемых признаков в испытании. На основании статистических сведений определяется вероятность состояния

по формуле:

,

где

– количество состояний в испытании; – общее число испытаний.

Далее определяется

вероятность появления признака у системы с состоянием согласно выражению:

,

где

– количество признаков в испытании, имеющих состояние .

Условная вероятность состояния

для некоторого состояния, при комплексе признаков к согласно формуле Байеса равна:

,

где комплекс признаков к рассматриваем состоящим из признаков

, , , которые предполагаем независимыми, тогда вероятность рассматриваем как вероятность сложного события, равную произведению вероятностей простых событий:

,

Окончательно имеем:

.

При пользовании формулой отсутствие какого-либо признака, например

, рассматривается как противоположное событие с вероятностью . Состояния , , …, , …, образуют полную группу несовместных событий.

Характеристика состояний РС, а именно: неисправность элементов по отдельности или в совокупности друг с другом, определяется визуально отсутствием передвижения манипулятора вдоль фронта текстильной машины при подаче сигнала на включение его в работу, а также при отсутствии передачи движения от привода ходовой секции и привода рабочей секции исполнительным органам РС. Для создания оптимальных условий наблюдения за работой РС ограждения, закрывающие кинематические связи элементов между собой, снимаются, при этом необходимо соблюдать осторожность. Признаки при испытании РС наблюдаются следующим образом: признак

– самопроизвольные остановки в точках позиционирования, определяется исходя из того условия, что кинематические связи между элементами системы задействованы, а исполнительный орган останавливается в какой-либо точке своего позиционирования при отсутствии выстоя в циклограмме его движения; признак – увеличение погрешности точности позиционирования, определяется исходя из того условия, что наблюдается отсутствие четкого взаимодействия между элементами системы РС и текстильной машиной, следствием чего является нарушение технологического процесса функционирования РС; признак – увеличение погрешности времени прохождения между характерными точками траектории, определяется исходя из того условия, что наблюдается отсутствие четкого взаимодействия между элементами самой системы РС, следствием чего является нарушение синхронизации движений между исполнительными органами.

На основании проведенных наблюдений при испытаниях системы РС составляются сводные таблицы: качественных и количественных характеристик состояний и признаков, наблюдаемых при испытании манипулятора; итогов обработки результатов испытаний манипулятора. По результатам последней таблицы определяются наиболее характерные состояния и детерминирующие признаки, присущие РС, после чего производится его конструктивная доработка.

В п. 1 отмечалось, что процесс проектирования является определяющим по возможности обеспечения надежности систем. Однако системы проектируются при наличии некоторой неопределенности относительно приспособленности отдельных элементов системы и системы в целом к нормальному функционированию в реальных, но недостаточно известных при проектировании условиях. Спроектированные таким образом системы, как правило, не лишены некоторых недостатков и до внедрения в серийное производство требуют конструкторской отработки. Основными задачами конструкторской отработки системы «робототехническое средство» являются: проверка правильности выбранных конструктивно-технических и схемных решений системы; обоснование целесообразности проведения, а также оценка эффективности доработок; определение количественных характеристик надежности сложной системы «робототехническое средство» и разработка рекомендаций по ее повышению; проверка выполнения количественных требований по надежности и обоснование решения о серийном производстве и принятии в эксплуатацию системы данной модификации. Эти задачи являются общими практически для всех видов элементов системы «робототехническое средство», а методы их решения во многом определяют качество конструкторской отработки системы. Так как стоимость изготовления системы «робототехническое средство» высока, то сначала проектируются и создаются несколько опытных образцов, которые затем подвергаются испытаниям. Если в процессе испытаний происходит отказ системы, то обработкой имеющейся информации делается попытка оценить причину, вызвавшую появление отказа. По результатам подобных исследований проводится доработка системы «робототехническое средство», направленная на устранение предполагаемых или установленных причин появления отказов. Если причины появления отказов установлены, то доработка повышает надежность системы. Конструкторские испытания системы «робототехническое средство» рекомендуется проводить по способу отработки системы в целом без предварительной отработки ее основных элементов, это обосновывается тем, что выполняемые исполнительными органами РС технологические операции взаимообусловлены и требуют синхронизации движений элементов системы. При этих испытаниях каждый отказ системы несет достаточное количество информации для установления причины его появления и разработки мероприятий по проведению соответствующих доработок.

Поскольку «робототехническое средство» относится к открытым и секвентивным системам, поэтому исследовать надежность такой системы следует в совокупности с текстильной машиной, при этом образуется новая система – «робототехническое средство – текстильная машина», в которой РС является подсистемой.

Определим необходимое число отрабатываемых РС циклов по обслуживанию им текстильных машин или необходимое количество рабочих мест на текстильной машине, обслуживаемых РС, при конструкторской отработке системы «РС – текстильная машина». Необходимое число отрабатываемых циклов

определяется из условия:

где

и характеризует собой верхний предел возможных значений надежности; и характеризует требуемый уровень надежности системы; и характеризует надежность системы до доработки; и характеризует степень неопределенности установления конструктивных, недостатков системы после одного неуспешного испытания.

При этом следует заметить, что значение

заимствовано из технических требований на проектирование РС, а значение как можно ближе должно достигать уровня значения ; значения и взяты по одному из своих граничных значений с тем условием, что увеличивают значение необходимого количества отрабатываемых циклов для получения большего объема информации о надежности системы «РС – текстильная машина». После подстановки значений в формулу определяем :