ЛОГИКО-ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ О НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СУДОВ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРТНО-ФАКТОРНОЙ МЕТОДИКИ

УДК 629.123:681.518.5 ББК 30.82
А. Б. Власов, С. А. Буев
ЛОГИКО-ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ О НАДЕЖНОСТИ электрооборудования судов НА ОСНОВЕ экспертно-факторной методики
A. B. Vlasov, S. A. Buev
LOGICAL AND LINGUISTIC ANALYSIS OF A PRIORI INFORMATION ON RELIABILITY OF MARINE ELECTRICAL EQUIPMENT BASED ON THE EXPERT-FACTOR METHODS
В ходе опроса экспертов рыболовецких компаний Северо-Запада России были определены основные факторы, влияющие на показатели надёжности электрооборудования морских судов. В качестве оказывающих наибольшее влияние на надежность электрооборудования экспертами названы факторы «Качество изготовления и монтажа» и «Срок эксплуатации электрооборудования». Существующие методы контроля состояния оборудования на промысловых судах недостаточно эффективны, в связи с чем требуется разработка современных методов оперативной диагностики. К подобным методам относится метод количественной термографии, который позволяет в кратчайшие сроки произвести тепловой контроль оборудования, кабельных трасс под нагрузкой (в том числе после ремонта, перед выходом на промысел и т. п.). Предложено создавать специализированные научно-технические лаборатории, которые периодически осуществляли бы термографическую диагностику оборудования рыболовецкого флота.
Ключевые слова: термография, тепловизионная диагностика, надежность, эксперт, морские суда, электрооборудование, страховые случаи, безопасность, отказы оборудования, рыболовецкие компании.
The inquiry among experts of fishery companies of North-West of Russia helped to determine the major factors affecting the reliability of electrical equipment of ships. The experts singled out the factors "The quality of manufacture and assembly" and "The service life of electrical equipment" as the factors having the greatest impact on the reliability of electrical equipment. The existing methods of monitoring equipment of the fishing vessels are not sufficiently effective and it requires the development of advanced methods for rapid diagnostics. To such methods one can refer the method of the quantitative IR-thermography, which allows fast thermal control of the equipment, cable runs under load (including after repair, before going fishing, etc.). The creation of specialized scientific and technical laboratories, which would be periodically performed the IR-thermography diagnostics of fishing fleet equipment, is offered.
Key words: thermography, IR-diagnostics, reliability, expert, vessels, electrical equipment, insurance cases, safety, failures, fishery companies.
Введение
Для определения влияния разнообразных факторов на показатели надежности судового электрооборудования произведено моделирование с применением логико-лингвистического анализа при описании воздействия возможных производственных факторов. Подобное моделирование предполагает процедуру экспертно-факторной методики, в процессе которой, аналогично [1], применяется метод ранговой корреляции для выявления факторов, оказывающих наибольшее влияние на значение потока повреждений на объектах.
Априорная информация о надёжности может быть получена посредством опроса специалистов по электрооборудованию судов (экспертов) [2]. Экспертами выступали работники компаний Северо-Запада РФ, работающие на должностях главного инженера, технического директора, группового электромеханика и др.
Для экспертной оценки были предложены вопросы, решение которых, как представляется, с одной стороны, должно способствовать выявлению причин, уменьшающих показатели надежности, с другой - разработке рекомендаций для увеличения этих показателей.
Для подготовки результирующего отчёта были выбраны анкеты экспертов 10 рыболовецких компаний, эксплуатирующих морские суда различного срока службы и водоизмещения.
Факторы, влияющие на надежность работы электрооборудования
Предварительный анализ и обсуждение с экспертами позволили выявить следующие факторы, влияющие на надежность работы электрооборудования: «Качество изготовления и монтажа» (I), «Срок эксплуатации» (II), «Квалификация обсуживающего персонала» (III), «Механические воздействия, вибрация, условия эксплуатации» (IV), «Климатические условия плавания» (V), «Режимы работы электрооборудования» (VI).
Именно эта совокупность факторов была предложена экспертам для дальнейшего анализа; из составленного перечня эксперты выбирали факторы в порядке убывания степени их влияния на параметры надёжности электрооборудования.
Результаты опроса представлены в матрице рангов, где для каждого фактора указывается место, на которое его поставил эксперт в своей анкете.
Матрица рангов
Эксперты (от 1 до п) Факторы, Ху
I II III IV V VI
1-й 1 2 3 5 6 4
2-й 4 3 1 5 6 2
3-й 1 5 2 4 6 3
4-й 4 1 3 5 6 2
5-й 1 3 2 4 6 5
6-й 1 6 2 3 4 5
7-й 1 4 2 5 6 3
8-й 1 2 3 4 6 5
9-й 3 1 5 2 6 4
Сумма рангов данного фактора 17 27 23 37 52 33
Среднее значение суммы рангов 32
Абсолютное значение отклонения суммы рангов от их среднего значения 15 5 9 5 20 1
Квадрат абсолютного значения отклонения 225 25 81 25 400 1
Для каждого из k факторов в матрице рангов указывается значение а^, занимаемое им в анкете эксперта. Согласованность мнений экспертов оценивается коэффициентом конкор-дации (согласованности) W, рассчитываемым по соотношению
W = 12 Н/ [«2^з - ф], где Н определяется как сумма квадратов абсолютных значений отклонения:
Н = ( ат/ / п - Хат/) 2 = 757.
Значение коэффициента конкордации при 6-ти факторах и 9-ти экспертах: W = 12 х 757 :
: [92(63 - 6)] = 0,53. Вычислим расчетное значение критерия Пирсона: х2 = п(к - 1)W = 24,03.
На уровне значимости а = 0,05 табличное значение критерия Пирсона (при числе степеней свободы f = 5) %2 табл = 11,1. Поскольку %2 расч > %2 табл, то гипотеза о высокой степени согласованности мнений экспертов принимается.
Гистограмма результатов ранжирования представлена на рис. 1. Монотонность изменения значимости факторов по сумме рангов нарушается после фактора IV, поэтому фактор V (климатические условия плавания) отнесен к менее значимым.
Н
О
I III II VI IV V
Факторы
Рис. 1. Гистограмма ранжирования факторов
70
60
50
40
30
20
10
|||1Га
0
Таким образом, по мнению экспертов, к факторам, влияющим на показатели надежности, относятся следующие: «Качество изготовления и монтажа» (I), «Квалификация обслуживающего персонала» (II), «Срок эксплуатации» (III), «Механические воздействия» (IV), «Режимы работы электрооборудования» (VI).
Эффективность и перспективы методов количественной термографии
Считаем, что для повышения уровня эксплуатационной надежности электрооборудования морских судов целесообразны разработка и внедрение элементов системы контроля технического состояния электрооборудования на базе количественной термографии судового электрооборудования, основы которой отражены в работах А. Б. Власова [3, 4]. Нами были реализованы пилотные проекты, целью которых являлась не только техническая диагностика электрооборудования судов различного водоизмещения, но и распространение передового опыта, имеющего практическую значимость на объектах электрических сетей [4].
В настоящее время нами разработана инструкция по диагностике морских судов с использованием тепловизионной техники [5], которая принята к учёту Мурманским филиалом Российского морского регистра судоходства 30. 10. 2012 г.
Опыт сопровождения оборудования в энергетике показывает, что эффективная теплови-зионная диагностика возможна с внедрением системы планово-предупредительного и прогностического облуживания электрооборудования [3].
Эффективность метода (метод оптической пирометрии) заключается в дистанционном оперативном контроле технического состояния электрооборудования непосредственно под нагрузкой, на основе оценки тепловых полей электрических сетей, приборов, агрегатов, электродвигателей и т. п.
Экспертам было предложено ответить на вопросы, связанные с внедрением метода теплови-зионной диагностики на судах рыбопромыслового флота. Результаты анализа представлены на рис. 2.
Рис. 2. Результаты опроса экспертов о внедрении метода тепловизионной диагностики и периодичности её проведения на судах
Из рис. 2, а видно, что более 67 % экспертов высказались в пользу внедрения тепловизионной диагностики на судах. Отметим, что более половины экспертов (рис. 2, б) считают целесообразным проводить диагностику с использованием тепловизора раз в год.
Следует заметить, что ряд экспертов, считающих внедрение данного метода нецелесообразным (33 %), тем не менее ограниченно используют методы оптической пирометрии, применяя точечные пирометры.
Как показывает мировая практика [6-8], применение методов количественной термографии позволяет уменьшить вероятность возникновения страховых случаев.
Подобный вывод подтверждается анализом ответов экспертов, представленным на рис. 3. Более 60 % экспертов считают, что использование тепловизионной диагностики уменьшает вероятность возникновения страховых случаев.
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 1 %







1 1
Применение тепловизионной Применение тепловизионной диагностики уменьшает вероятность диагностики никак не влияет возникновения страховых случаев на возникновение страховых случаев
Рис. 3. Влияние тепловизионной диагностики на страховые риски
Отрицание влияния на страховые риски современных диагностических методов (35 %), по нашему мнению, частично связано с такими факторами, как недостаточная осведомленность, неразвитость аппаратных методов оценки рисков, затраты на диагностику и т. п.
Заключение
Анализ совокупных результатов экспертных оценок по причинам возникновения отказов на судовом электрооборудовании позволяет сделать ряд выводов.
Факторы «Качество изготовления и монтажа» и «Срок эксплуатации электрооборудования» названы экспертами как оказывающие наибольшее влияние на надежность электрооборудования. Фактор «Климатические условия плавания» признан экспертами менее значимым.
Существующие методы контроля состояния оборудования на промысловых судах недостаточно эффективны, в связи с чем требуется разработка современных методов оперативной диагностики.
К подобным методам относится метод количественной термографии, который позволяет в кратчайшие сроки произвести тепловой контроль оборудования, кабельных трасс под нагрузкой (в том числе после ремонта, перед выходом на промысел и т. п.).
Применение тепловизионной диагностики может являться одним из элементов осмотра судна при приемё на страхование, при периодическом освидетельствовании судна, выполняемом Российским морским регистром судоходства.
Для уменьшения финансовых затрат каждого отдельного рыболовецкого предприятия на диагностику электрооборудования мы предлагаем создавать региональные научно-технические лаборатории термографического контроля состояния и анализа надежности электрооборудования морских судов. Основные функции этих лабораторий должны состоять в полной периодической диагностике электрооборудования рыболовных судов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Власов А. Б. Экспертно-факторный анализ показателей надежности по данным тепловизионного контроля / А. Б. Власов // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования / Петербург. энергет. ин-т повышения квалификации руковод. работников и специалистов. 2002. Вып. 20: Качество производства и надежность эксплуатации маслонаполненного оборудования. С. 241-247.
2. Самосейко В. Ф. Надежность судового электрооборудования / В. Ф. Самосейко, Ю. С. Висленев. М.: Транспорт, 1986. 168 с.
3. Власов А. Б. Система сопровождения оборудования по техническому состоянию / А. Б. Власов // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования / Петербург. энергет. ин-т повышения квалификации руковод. работников и специалистов. 2002. Вып. 20: Качество производства и надежность эксплуатации маслонаполненного оборудования. С. 294-301.
4. Власов А. Б. Модели и методы термографической диагностики объектов энергетики / А. Б. Власов. М.: Колос, 2006. 280 с.
5. Инструкция по диагностике электрооборудования морских судов с использованием тепловизионной техники / Кафедра электрооборуд. судов Мурман. гос. ун-та, 2012. 16 с. Учтена Мурман. филиалом Рос. регистра судоходства. Утв. ЗАО «Мурманская судоремонтная компания».
6. Буев С. А. Техническая диагностика оборудования морских судов с использованием тепловизионной техники как метод оценки риска морского страхования / С. А. Буев // Докл. конф. по строит. механике корабля, посвящённой памяти проф. П. Ф. Попковича / Крылов. гос. науч. центр. СПб., 2012. С. 76-77.
7. Gnanendran A. An Engineering Approach to Upstream Insurance: Risk Management or Poacher Turned Gamekeeper? / A. Gnanendran, M. J. S. Hayes, D. Watson, Torus Insurance / Offshore Technology Conference. 2012: http://www.onepetro.org/mslib/servlet/onepet ropreview?id=OTC-23114-MS.
8. Skip Handlin. Infrared thermography in the marine industry / Skip Handlin: www.irinfo.org/articles/ article_6_2004_handlin. html.
REFERENCES
1. Vlasov A. B. Ekspertno-faktornyi analiz pokazatelei nadezhnosti po dannym teplovizionnogo kontrolia [Expert-factor analysis of indices of reliability by the data of IR-diagnostics]. Metody i sredstva otsenki sostoianiia energeticheskogo oborudovaniia. Peterburgskii energeticheskii institut povysheniia kvalifikatsii ruko-vodiashchikh rabotnikov i spetsialistov. 2002, iss. 20: Kachestvo proizvodstva i nadezhnost’ ekspluatatsii maslonapolnennogo oborudovaniia, pp. 241-247.
2. Samoseiko V. F. Nadezhnost’ sudovogo elektrooborudovaniia [Reliability of marine equipment]. Moscow, Transport Publ., 1986. 168 p.
3. Vlasov A. B. Sistema soprovozhdeniia oborudovaniia po tekhnicheskomu sostoianiiu [System of maintenance of equipment on technical conditions]. Metody i sredstva otsenki sostoianiia energeticheskogo oborudovaniia. Peterburgskii energeticheskii institut povysheniia kvalifikatsii rukovodiashchikh rabotnikov i spetsialistov. 2002, iss. 20: Kachestvo proizvodstva i nadezhnost’ ekspluatatsii maslonapolnennogo oborudovaniia, pp. 294-301.
4. Vlasov A. B. Modeli i metody termograficheskoi diagnostiki ob"ektov energetiki [Models and methods of thermography diagnostics of energy objects]. Moscow, Kolos Publ., 2006. 280 p.
5. Instruktsiia po diagnostike elektrooborudovaniia morskikh sudov s ispol’zovaniem teplovizionnoi tekhniki [Guidelines on diagnostics of marine electrical equipment using IR-technology]. Kafedra elektrooboru-dovaniia sudov Murmanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2012. 16 s. Uchtena Murmanskim filialom Ros-siiskogo registra sudokhodstva. Utverzhdena ZAO «Murmanskaia sudoremontnaia kompaniia».
6. Buev S. A. Tekhnicheskaia diagnostika oborudovaniia morskikh sudov s ispol'zovaniem teplovizionnoi tekhniki kak metod otsenki riska morskogo strakhovaniia [Technical diagnostics of marine equipment using IR-technology as a method of marine insurance risk evaluation]. Doklady konferentsii po stroitel’noi mekhanike korablia, posviashchennoi pamiati professora P. F. Popkovicha. Krylovskii gosudarstvennyi nauchnyi tsentr. Saint Petersburg, 2012, pp. 76-77.
7. Gnanendran A., Hayes M. J. S., Watson D. Torus Insurance. An Engineering Approach to Upstream Insurance: Risk Management or Poacher Turned Gamekeeper? Offshore Technology Conference, 2012: http://www.onepetro.org/mslib/servlet/on epetropreview?id=OTC-23114-MS.
8. Skip Handlin. Infrared thermography in the marine industry: www.irinfo.org/articles/article_
6_2004_handlin.html.
Статья поступила в редакцию 2.07.2013
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Власов Анатолий Борисович — Мурманский государственный технический университет; д-р техн. наук, профессор; профессор кафедры «Электрооборудование судов»; Anatoly_Vlasov@aspol.ru.
Vlasov Anatoliy Borisovich — Murmansk State Technical University; Doctor of Technical Sciences, Professor; Professor of the Department "Ship Electrical Equipment"; Ana-toly_Vlasov@aspol.ru.
Буев Сергей Александрович — Мурманский государственный технический университет; аспирант кафедры «Электрооборудование судов»; decas777@gmail.com.
Buev Sergey Aleksandrovich — Murmansk State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Ship Electrical Equipment"; decas777@gmail.com.