The Complete Set of Distinguishable Diagnostic States for a Centrifugal Pump System

• Autorzy: Szczepański Paweł , Kijak Robert

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.8822

Warianty tytułu

PL

Pełny zbiór rozróżnialnych stanów diagnostycznych pompy wirowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article, the concept of determination of a complete set of distinguishable diagnostic states has been utilised, which has been well known since the 1980’s and, in essence, could refer to any item with any application and any structural features. The only condition set for this item, is its ability to be described by a structure consisting of single exit-point elements. As a consequence, it can become possible to assess, amongst other things, its layers, strong cohesions, transitive and antitransitive closures. Typical tools of such assessment are matrices: transition and reachability. The reason that a centrifugal pump has been selected is not only its importance and common use, but also specifics of interaction of its elements. It is possible to identify for them: independence, dependence, and interdependence. For particular distinguishable diagnostic states, the probabilities of its occurrence have been determined. These probabilities have become a starting point to estimate structure entropy and intensity of transition from the health to any particular failure state. Results of such estimation have been depicted by relevant graphs. A reference has been made to the Bayesian methods and the inseparable ‘serial reliability structure’, to identify their flaws that result particularly from simplifications leading to false and ambiguous diagnoses. The probabilities of health for particular elements have been differentiated by the selection of adequate Weibull indices.

PL

W artykule posłużono się, znaną od lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, koncepcją wyznaczania pełnego zbioru rozróżnialnych stanów diagnostycznych, która w istocie rzeczy może odnieść się do dowolnego obiektu o dowolnym przeznaczeniu i dowolnych cechach konstrukcyjnych. Jedyny warunek jaki stawia się przed obiektem to możliwość jego opisu strukturą połączeń elementów jednowyjściowych. Konsekwencją stanie się wtedy możliwość poznania m.in. jego: warstw, silnych spójności, zamknięć tranzytywnych i zamknięć antytranzytywnych. Typowymi narzędziami tego poznania są macierze: przejść i osiągalności. Powodem wybrania pompy wirowej jest nie tylko jej ważkość i powszechność użycia, ale i specyfika współdziałania jej elementów. Można wśród nich wyróżnić: niezależność, zależność i współzależność. Poszczególnym rozróżnialnym stanom diagnostycznym wyznaczono prawdopodobieństwa ich wystąpienia. Owe prawdopodobieństwa stały się przyczynkiem do kalkulacji entropii struktury i intensywności przejść od stanu zdatności do poszczególnych stanów niezdatności. Wyniki kalkulacji zobrazowano stosownymi wykresami. Odniesiono się do metod bayesowskich i nierozłącznej z nimi „szeregowej struktury niezawodnościowej” wykazując ich wady, spowodowane zwłaszcza uproszczeniami prowadzącymi do fałszywych i niejednoznacznych diagnoz. Prawdopodobieństwa zdatności poszczególnych elementów zróżnicowano doborem adekwatnym im wykładników Weibulla.

Słowa kluczowe

EN

digraph; Weibull index; transition matrix; reachability matrix; transition intensity

PL

digraf; wykładnik Weibulla; macierz przejść; macierz osiągalności; intensywności przejść

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 14, Nr 3 (53)
• Strony: 95--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szczepański Paweł

• Military University of Technology; Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Str. 00-908 Warsaw, Poland (professional status of the Author: retired)

• https://orcid.org/0000-0002-9759-5498

autor

Kijak Robert

• University of Economics and Innovation in Lublin 4 Projektowa Str., 20-209 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Korzan, Bohdan. 1978. Elementy teorii grafów i sieci, Metody i zastosowania. Warszawa. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [2] Cempel, Czesław. 1989. Diagnostyka wibroakustyczna maszyn. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [3] Szczepański, Paweł. 2021. “Probability of an Intermediate (Reduced Operational) State”. Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 12 (3): 71-96.
• [4] Szczepański, Paweł, and Józef Żurek. 2018. “Chapman-Kolmogorov Equations for a Complete Set of Distinct Reliability States of an Item, State”. Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 9 (4): 49-70.
• [5] Szczepański, Paweł. 2009. “Entropia struktury obiektu w ujęciu addytywnym”. Biuletyn WAT 3: 169-192.
• [6] Shannon, Claude E. 1948. “A mathematical theory of communication”. Bell System Technical Journal 27: 379-423 and 623-656.
• [7] Mała encyklopedia techniki. 1969. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, pp. 852.
• [8] Nowicki, Ryszard. 2019. “Monitorowanie stanu technicznego pionowych agregatów pompowych”. Pompy, Pompownie 1: 69-83.
• [9] Szczepański, Paweł. 2003. “Funkcjonalna struktura niezawodnościowa obiektu na przykładzie diagnozowania szeregowo połączonych elementów”. Diagnostyka 28: 53-62.
• [10] Kijak, Robert. 2022. Water 4.0: enhancing climate resilience. In: Brears R.C. (eds) The Palgrave Handbook of Climate Resilient Societies. London: Palgrave Macmillan, Cham.
• [11] Kijak, Robert. 2021. Defining Water 4.0. In: Water Asset Management in Times of Climate Change and Digital Transformation. Palgrave Studies in Climate Resilient Societies. Palgrave Macmillan, Cham.
• [12] Kapur, Kailash C., and Leonard R. Lambertson. 1977. Reliability in Engineering Design. Department of Industrial Engineering and Operations Research, Wayne State University Detroit, Michigan 48202.
• [13] Szczepański, Paweł. 2004. “Nie dzielmy diagnozowania na rozpoznanie i lokalizowanie niezdatności”. Diagnostyka 30: 117-121.
• [14] Szczepański, Paweł. 2011. “Erroneous use of Bayes' theorem in technical diagnostic”. Diagnostyka 57: 47-54.
• [15] PN-93/N-50191 Niezawodność; jakość usługi. Słownik terminologiczny elektryki. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny.
• [16] Szczepański, Paweł. 2014. “Para zagrożeniowo-ochronna jako element szacowania bezpieczeństwa obiektu i ryzyka”. Biuletyn WAT 4: 233-257.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).