Possibility of estimating the reliability of diesel engines by applying the theory of semi-Markov processes and making operational decisions by considering reliability of diagnosis on technical state of this sort of combustion engines

• Autorzy: Girtler J.

Warianty tytułu

PL

Możliwość oszacowania niezawodności silników o zapłonie samoczynnym z zastosowaniem teorii procesów semi-Markowa oraz podejmowania decyzji eksploatacyjnych z uwzględnieniem wiarygodności diagnozy o stanie technicznym tego rodzaju silników spalinowych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents semi-Markov models of technical state transitions for diesel engines, useful for determining the reliability of engines. A possibility of application of a three-state model with a simplified matrix function, or even a two-state model, to determine reliability of the engines, has been described herein on examples of known from literature semi-Markov models, for the case when appropriate diagnosing systems (SDG) are used to identify the technical condition of the engines considered as diagnosed systems (SDN). A risk function and a renewal (restitution) function have been proposed for developing a two-state model of engine state transitions. An opportunity for considering the reliability of diagnosis for making operational decisions by applying the statistical decision theory, has also been presented. Conditional probability P(s_i/K_i) is recognized as a measure of reliability of diagnosis.

PL

W artykule przestawiono semimarkowskie modele zmian stanów technicznych silników o zapłonie samoczynnym, przydatne do określenia niezawodności tych silników. Wykazano, na przykładzie znanych z literatury modeli semimarkowskich, że do określenia niezawodności tych silników możliwe jest zastosowanie modelu trójstanowego o uproszczonej macierzy funkcyjnej, a nawet modelu dwustanowego, przy zastosowaniu odpowiednich systemów diagnozujących (SDG) do identyfikacji stanu technicznego wspomnianych silników jako systemów diagnozowanych (SDN). Do opracowania dwustanowego modelu zmian stanów silników zaproponowano wykorzystanie funkcji ryzyka i funkcji intensywności odnowy (restytucji). Przedstawiono także możliwość uwzględnienia wiarygodności diagnozy przy podejmowaniu decyzji eksploatacyjnych w sytuacji zastosowania statystycznej teorii decyzji. Za miarę wiarygodności diagnozy przyjęto prawdopodobieństwo warunkowe P(s_i/K_i).

Słowa kluczowe

EN

diagnostics; reliability; semi-Markov process; diesel engine; statistics; diagnosed system; diagnosing system; diagnostic system

PL

osady wewnętrzne we wtryskiwaczach paliwa; silniki z zapłonem samoczynnym; układ wtrysku paliwa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 4
• Strony: 57--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz.

Twórcy

autor

Girtler J.

• Faculty of Ocean Engineering of Ship technology at Gdansk University of Technology

Bibliografia

• [1] Benjamin J.R., Cornell C.A. Probability, Statistics and Decision for Civil Engineers. Wyd. polskie: Rachunek prawdopodobieństwa, statystyka matematyczna i teoria decyzji dla inżynierów. WNT, Warszawa 1977.
• [2] Gercbach J.B., Kordonski Ch.B. Modele niezawodnościowe obiektów technicznych. WNT, Warszawa 1968. Oryginał: Герцбах И. Б.,Кордонский Х.Б.: Модели отказов. Советское Радио, Москва 1966.
• [3] Girtler J. Usefulness of semi-Markov processes as models of the operation processes for marine main engines and other machines of ship power plants. Journal of Polish CIMAC, Vol. 9, No. 2, 2014, pp.57-67.
• [4] Girtler J. Semi-Markov model of diesel engines’ operating process. Archiwum Motoryzacji 2004, Vol. 7, Nr 3, s. 165-196.
• [5] Girtler J. Significance of technical diagnostics in decision control of combustion engines operation process. Archiwum Motoryzacji 2004, Vol. 7, Nr 4, s. 389-407.
• [6] Girtler J. Możliwości zastosowania i przydatność procesów semimarkowskich jako modeli procesów eksploatacji maszyn. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Warszawa 1996, z.3(107), s. 419-428.
• [7] Girtler J. Diagnostyka jako warunek sterowania eksploatacją okrętowych silników spalinowych. Studia nr 28, WSM, Szczecin 1997.
• [8] Girtler J. Physical aspects of application and usefulness of semi-Markov processes for modeling the processes occurring in operational phase of technical objects. Polish Maritime Research, Vol. 11, No 3, 2004, pp. 25-30.
• [9] Girtler J. Quantum issues in diagnostics of marine energy machines and devices. Scientific Journals Maritime University of Szczecin. – No 30(102).
• [10] Girtler J. Aspekty kwantowej diagnostyki maszyn. XXXIX Sympozjum Diagnostyki Maszyn. Wisła, 04-10.03. 2012, Materiały wydane w formie streszczeń referatów i na CD, 23 s. Wyd. Wydział Transportu Politechniki Śląskiej, Katowice 2012.
• [11] Girtler J. Stochastic model of Diesel engines’ operating process. J. of KONES 2004, vol. 11, nr 1–2, pp. 178-188.
• [12] Girtler J. The semi-Markov model of energy state changes of the main marine internal combustion engine and method for evaluating its operation during ships voyage. Polish Maritime Research, Vol. 18, No. 4, 2011, pp. 36-42.
• [13] Girtler J. Diagnosis’ likelihood and diagnosis rightness about the technical state of diesel engine. Proceedings of the III International Scientific-Technical Conference EXPLO DIESEL & GAS TURBINE ’03. Gdańsk-Międzyzdroje-Lund (Sweden), May 5-9, 2003. Gdańsk: Univ. Technol. Fac. Ocean. Eng. & Ship Tech. 2003, pp. 215-221.
• [14] Girtler J. Zastosowanie wiarygodności diagnozy do podejmowania decyzji w procesie eksploatacji urządzeń. Materiały V krajowej konferencji „Diagnostyka techniczna urządzeń i systemów” DIAG´2003. Ustroń, 13–17 października 2003. WAT, PAN, Warszawa 2003, s. 100-109.
• [15] Girtler J. Probabilistic measures of a diagnosis’ likelihood about the technical state of transport means. Archives of Transport, Vol. 11, Iss. 3-4. Polish Academy of Sciences. Committee of Transport, pp. 33-42.
• [16] Girtler J. Zastosowanie bayesowskiej statystycznej teorii decyzji do sterowania procesem eksploatacji urządzeń. Materiały XXII Zimowej Szkoły Niezawodności nt. Wartościowanie niezawodnościowe w procesach realizacji zadań technologicznych w ujęciu logistycznym. SPE KBM PAN, Szczyrk 1994, s. 55-62.
• [17] Girtler J. Zastosowanie modelu Markowa w procesie sterowania eksploatacją urządzeń. III Szkoła Inżynierii Systemów, t. III, ITWL, Warszawa 1987, s. 155-176.
• [18] Grabski F. Semi-markowskie modele niezawodności i eksploatacji. PAN IBS, seria: Badania Systemowe, t. 30, Warszawa 2002.
• [19] Grabski F. Teoria semi-markowskich procesów eksploatacji obiektów technicznych. Zeszyty Naukowe AMW, nr 75A, Gdynia 1982.
• [20] Korczewski Z. Endoscopic image processing and analysis of piston’s service failures of marine Diesel engines. Journal of Polish CIMAC, Vol. 6, No. 2, 2011, pp.125-134.
• [21] Limnios N., Oprisan G. Semi-Markov Processes and Reliability. Boston, Birkhauser 2001.
• [22] Piotrkowski I., Witkowski K. Eksploatacja okrętowych silników spalinowych. AM, Gdynia 2002.
• [23] Rudnicki J. Usage of semi-Markov process in operation evaluation of Diesel engine. Journal of Polish CIMAC, Vol. 5, No. 2, 2010, pp. 151-160.
• [24] Сильвестров Д.С. Полумарковские процессы с дискретным множеством состояний. Издательство „Советское Радио”. Москва 1980.
• [25] Inżynieria diagnostyki maszyn. Praca zbiorowa pod red. B. Żółtowskiego i C. Cempla. PTDT. Wyd. ITE, Warszawa, Bydgoszcz, Radom 2004.
• [26] Poradnik niezawodności. Praca zbiorowa pod red. J. Migdalskiego. Wydawnictwa Przemysłu Maszynowego „WEMA”, Warszawa 1982.
• [27] MAN B&W Diesel A/S: CoCoS Maintenance, Designed for Maintenance Excellence, Kopenhaga 2005.
• [28] Wärtsilä Corporation: Service News from Wärtsilä Corporation 2 2002/1 2003, CBM for two stroke engines, Kaidara Software, Wartsila Corporation Helsinki, marzec 2003.
• [29] Girtler J., Fydrych J. Analiza i ocena przydatności opracowanego systemu diagnostycznego silników głównych statków do sterowania procesem eksploatacji tego rodzaju silników w aspekcie zapewnienia bezpieczeństwa statków oraz morskiego środowiska naturalnego. Sprawozdanie z etapu realizacji projektu badawczego własnego nt. „Decyzyjne sterowanie procesem eksploatacji układów korbowo-tłokowych silników napędu głównego statków morskich z zastosowaniem diagnostyki technicznej oraz uwzględnieniem bezpieczeństwa i ochrony środowiska”. Projekt wykonywany w ramach projektu finansowanego przez MNiSW nr N N509 494638. Kierownik projektu prof. dr hab. inż. Jerzy Girtler. Prace badawcze nr 04/12/PB. Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2012.