Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

Актуальные проблемы расчета и конструирования машин и механизмов. Моделирование,
управление, автоматизация проектирования механических систем 
________________________________________________________________________________ 
225 
 
 
 
 
 
Таблица 1.
 Классификация и состав основных свойств транспортно-технологической 
машины 
Признаки классификации 
Наименование свойства 
Природно-климатические (
F
(
A
)
 I
) 
сезон (
F
I
1
); 
температура среды (
F
I
2
); 
тип почвы (
F
I
3
); 
удаленность работ (
F
I
4
); и т.п. 
Функциональные (
F
(
A
)
II
) 
эксплуатации (
F
э
 
или 
F
II
1
); 
контроля (
F
д
или 
F
II
2
); 
ремонта (
F
в
или 
F
II
3
); 
ТО (
F
с
или 
F
II
4
). 
Оценивающие влияние на дальнейшую 
работоспособность (
F
(
A
)
III
) 
критичные (
F
III
1
); 
некритичные (
F
III
2
). 
Оценивающие возможность восстановле-
ния полезных свойств (
F
(
A
)
IV
) 
восстанавливаемые (
F
IV
1
); 
невосстанавливаемые (
F
IV
2
). 
Восстановление (
F
(
A
)
V
) 
замена элемента (узла) (
F
V
1
); 
ремонт элемента (узла) (
F
V
2
); 
регулировка элемента (узла) (
F
V
3
). 
Условия восстановления (
F
(
A
)
VI
) 
полевые (
F
VI
1
); 
заводские (
F
VI
2
). 
Ремонтопригодность (
F
(
A
)
VII
) 
доступность (
F
VII
1
); 
легкосъѐмность (
F
VII
2
); 
взаимозаменяемость составных частей (
F
VII
3
); 
технологическая простота (
F
VII
4
); 
контролепригодность (
F
VII
5
); 
монтажепригодность (
F
VII
6
). 
Конструкторско-технологические (
F
(
A
)
VIII
) наружная поверхность вращения 
(F
VIII
1
)
; 
поверхность фасонная 
(F
VIII
2
)
; 
поверхность торцевая 
(F
VIII
3
)
; и т.д. 
В качестве примера рассмотрим транспортно-технологическую машину ТСК 
Ф75 (производитель ООО «ЕЗСМ
 
«КОНТИНЕНТ»), используемую в качестве специ-
альной техники повышенной проходимости для выполнения работ в чрезвычайных 
ситуациях, в том числе в Арктической зоне Российской Федерации. (Предлагаются 
также для освоения Арктики с соответствующей модернизацией машины заводов АО 
«МК «Витязь» и ООО «ВЕЛМАШ-С») 
Для описания объектов внутри каждого этапа жизненного цикла используется 
аппарат теории полихроматических графов и множеств [11]. 
Этап эксплуатации можно представить как систему процессов (рис. 2). 

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
226 
Рис. 2.
Декомпозиция этапа эксплуатации транспортно-технологической машины 
На теоретико-множественном уровне выделим следующие основные элементы 
в составе множества 
А
, наиболее значимые с точки зрения работоспособности систе-
мы: 
а
1
– маслобак; 
а
2
– гидроцилиндр грейфера; 
а
3
– гидроцилиндр стрелы 
а
4
– гидро-
цилиндр рукояти; 
а
5
– гидроцилиндр удлинителя; 
а
6
– насос; 
а
7
– трубопровод.
На теоретико-множественном уровне основными свойствами машины являют-
ся свойства, описывающие ее способность выполнять функции по назначению (груп-
па свойств 
F
э
), свойства, описывающие результаты контроля (группа свойств 
F
д
), а 
также свойства, описывающие способ восстановления работоспособности машины. 
При этом 
F(A)
= {F
э
, F
д
, F
р
}. 
Таким образом, булева матрица [
A

 {F
э
, F
д
,
 
F
р
}
] является 
подматрицей общей матрицы [
А

F(A)
] и представлена в таблицах 2 и 3.
 
 
Таблица 2
. 
Булева матрица [
А
 х 
F
э
(
А
)] 
Повор
от в г
ор
и-
зонтальн
ой
 
п
лос
к
ос
ти
 
Перем
ещ
ен
и
е в 
ве
р
ти
к
альн
ой
 
п
лос
к
ос
ти
 
Перем
ещ
ен
и
е 
р
абоч
ег
о ор
ган
а 
Захват объе
к
та
 
 
F
1
э
 
F
2
э
 
F
3
э
 
F
4
э
 
Маслобак 
a
1
 




Гидроцилиндр грейфера 
a
2

 
Гидроцилиндр стрелы 
a
3
 

Гидроцилиндр рукояти 
a
4
 

Гидроцилиндр удлинителя 
a
5
 

Насос 
a
6




Трубопровод 
a
7




В таблице 2 и 3 соответственно размещены булевы матрицы [
A

F
э
(A)
] и
 
[
A

{F
д
(A), F
р 
(A)}
]
. 
Приведем в качестве примера набор составляемых правил, позволяющих вы-
брать необходимые действия для восстановления работоспособности. 
1) ЕСЛИ (Захват объекта (Транспортно-технологическая машина)) = ЛОЖЬ,
ТО ЕСЛИ (Уровень рабочей жидкости (Маслобак)) = ЛОЖЬ 
ТО (Регулировка (Маслобак)) = ИСТИНА 

---

Актуальные проблемы расчета и конструирования машин и механизмов. Моделирование,
управление, автоматизация проектирования механических систем 
________________________________________________________________________________ 
227 
ИНАЧЕ Герметичность (Гидроцилиндр грейфера)) = ЛОЖЬ
ИЛИ (Наличие посторонних звуков (Насос)) = ИСТИНА 
ИЛИ (Наличие механических повреждений (Насос)) = ИСТИНА 
ИЛИ (Рабочее давление в гидросистеме не соответствует установ-
ленным требованиям (Насос)) = ИСТИНА 
ИЛИ (Герметичность (Трубопровод)) = ЛОЖЬ 
Таблица 3.
Булева матрица [
A

{F
д
(A), F
р
 (A)}
]
У
р
ове
н
ь р
абоч
ей
 
ж
и
дк
ос
ти
 
Г
ер
ме
ти
ч
н
ос
ть
 
Нали
ч
и
е п
ос
то-
р
он
н
и
х звуков
 
Нали
ч
и
е ме
хан
и-
ч
ес
к
и
х п
овр
еж
де-
ний
 
Рабоч
ее
 д
авле
н
и
е в 
ги
др
ос
и
сте
ме
 н
е 
соотве
тс
твуе
т 
ус
тан
овле
н
н
ым 
тр
ебован
и
ям
 
Ре
гули
р
овк
а 
Заме
н
а эл
еме
н
та
 
Ре
мон
т 
 
F
1
д
 
F
2
д
 
F
3
д
 
F
4
д
 
F
5
д
 
F
1
р
F
2
р
 
F
3
р
 
Маслобак 
a
1
 




Гидроцилиндр грейфера 
a
2
 


Гидроцилиндр стрелы 
a
3
 


Гидроцилиндр рукояти 
a
4
 


Гидроцилиндр удлини-
теля 
a
5
 


Насос 
a
6





Трубопровод 
a
7


2) ЕСЛИ (Герметичность (Гидроцилиндр грейфера)) = ЛОЖЬ
ТО (Замена элемента (Гидроцилиндр грейфера)) = ИСТИНА 
3) ЕСЛИ (Наличие посторонних звуков (Насос)) = ИСТИНА ИЛИ (Рабочее давление 
в гидросистеме не соответствует установленным требованиям (Насос)) = ИСТИНА 
ТО (Ремонт (Насос)) = ИСТИНА 
4) ЕСЛИ (Наличие механических повреждений (Насос)) = ИСТИНА 
ТО (Замена элемента (Насос)) = ИСТИНА 
5) ЕСЛИ (Герметичность (Трубопровод)) = ЛОЖЬ 
ТО (Ремонт (Трубопровод)) = ИСТИНА 
Формализованная запись правил приведена в формулах (2) – (6). 
{
( 
)
(2) 
(3) 
( 
)
(4) 
(5) 

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
228 
(6) 
Предлагаемый подход создания продукционных правил технической эксплуа-
тации и ремонта транспортно-технологических машин может стать основой для фор-
мирования базы знаний этапа эксплуатации ЖЦ многофункциональной техники 
МЧС. База знаний, содержащая декларативную составляющую свойств технического 
объекта и процедурную составляющую, представленную правилами взаимосвязи зна-
чений параметров, является основой создания системы поддержки принятия решений 
(СППР) при решении задач эксплуатации транспортно-технологических машин.
Реализация СППР на основе динамической экспертной системы (ДЭС) с при-
влечением математического аппарата нечеткой и модальных логик, нейронных сетей 
позволяет повысить эффективность принимаемых решений при эксплуатации машин. 
Дальнейшее развитие экспертной системы и реализация СППР на основе гибридной 
экспертной системы (ГЭС) позволит перейти к технологиям интеллектуального ана-
лиза данных и машинного обучения информационных потоков транспортно-
технологических машин МЧС.