ПРОГНОЗУВАННЯ ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ ПІДШИПНИКОВИХ ВУЗЛІВ МОБІЛЬНИХ МАШИН НА ОСНОВІ ВИЯВЛЕННЯ ПОЧАТКУ ДЕГРАДАЦІЇ ТА ПРОТОКОЛУ ОЦІНЮВАННЯ

Анотація

У статті розв'язано задачу побудови прогностичного контуру інтелектуального технічного сервісу підшипникових вузлів мобільних машин за даними випробувань до відмови. Запропоновано чотири складові методики й експериментально перевірено на дванадцяти природних траєкторіях деградації: чотири повні траєкторії до відмови й вісім цензурованих (публічний набір даних IMS). Перша складова методики – це  інтегральний індекс технічного стану на основі першої головної компоненти ознак, нормалізованих на базовий період власної траєкторії. Виявлено, що трендовість індексу для відмовлених підшипників вища, ніж для цензурованих (0,654 проти 0,493), але, в той же час, вона не є універсальною, оскільки зафіксовано як хибні тренди справних вузлів, так і відмову без тренду. В зв’язку з цим, індексу відведено роль входу детекторів, а не самостійного критерію. Друга складова методики – це кворумний ансамбль трьох різнорідних детекторів початку деградації: робастного порогу, контрольної карти EWMA та ізоляційного лісу. З підтвердженням п'ятьма послідовними знімками він виявляє початок деградації в трьох траєкторіях із чотирьох з випередженням 72–623 год, яке достатнє для планового, а не для аварійного сервісу. Третя складова методики – це правило визначення типу дефекту за узгодженим скорингом гармонічного гребінця характерних частот обвідної вібросигналу: три правильні діагнози з чотирьох проти одного в правила домінантного піка. Причому діагноз можна впевнено визначити практично одночасно з виявленням початку деградації. Четвертою складовою запропонованої методики є чесний об'єктний протокол оцінювання залишкового ресурсу leave-one-bearing-out. Здійснюється порівняння з випадковим поділом знімків і кількісно викривається витік даних через часову автокореляцію траєкторії – заниження середньоквадратичної похибки прогнозу в 2,5 раза (21,5 проти 53,8 год). Сформульовано також вимогу об'єктного калібрування конформних інтервалів прогнозу. Окремо задокументовано принципову межу одноканального вібромоніторингу, тобто відмову без вібраційного прояву. Результати доповнюють запропоновані в попередніх роботах авторів методику вибору моделей та інтегрований діагностичний конвеєр прогностичним контуром обслуговування за станом.