Вероятностный анализ показателей надежности насосов с помощью нейронной сети

В условиях механизации и автоматизации возрастает актуальность повышения надежности работы оборудования. Оценка показателей риска эксплуатации насосов осуществляется с использованием модели, называемой «деревом событий». Из-за ограниченности информации результаты вероятностного анализа безопасности характеризуются высокой степенью неопределенности. Для сбора информации о состоянии горных машин и оборудования используются бортовые журналы, электронные таблицы и специализированное программное обеспечение по типу системы SAP Plant Maintenance (SAP PM). Сбор, обработка и анализ статистической информации об отказах позволяет установить закономерности возникновения отказов работы горных машин и оборудования, наработку узлов и агрегатов и др. Обоснован алгоритм вероятностного анализа безопасности насосов с применением искусственного интеллекта. Показано, что прогнозирование безотказной работы с помощью нейронной сети позволяет уточнить техническое состояние насосов. Определены показатели надежности крупного синхронного двигателя насосного аграгата насосной станции с учетом возможного превышения температуры обмотки в режиме перегрузки. Выявлено, что при превышении температуры обмоток двигателя вероятность безотказной работы уменьшается на 10%. Оптимизирована конструкция инструментов для выявления отказов элементов крупных насосов в горнодобывающей промышленности с учетом режимов эксплуатации.

Тынченко Я. А., Кукарцев В. В., Башмур К. А., Xiaogang Wu, Севрюгина Н. С. Вероятностный анализ показателей надежности насосов с помощью нейронной сети // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7-1. – С. 126–136. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_71_0_126.

Тынченко Ядвига Александровна¹ — МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: t080801@yandex.ru,
Кукарцев Владислав Викторович^1,2 — канд. техн. наук, доцент, НОЦ Технологии искусственного интеллекта МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: vlad_saa_2000@mail.ru, ResearcherID: U-6956-2019, Scopus Author ID: 57202283852, SPIN-код: 3522-2910, ORCID ID: 0000-0001-6382-1736,
Башмур Кирилл Александрович¹ — старший преподаватель,
Сяоган Ву — Школа электротехники, Хэбэйский технологический университет, Тяньцзинь, Китай, e-mail: xgwu@hrbust.edu.cn, ORCID ID: 0000-0002-1830-0437,
Севрюгина Надежда Савельевна — д-р техн. наук, профессор, Институт механики и энергетики имени В.П. Горячкина, Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева, e-mail: nssevr@yandex.ru, Researcher ID: M-2198-2015, Scopus Author ID: 56426993600, SPIN-код: 4444-0443, ORCID ID: 0000-0002-3494-1437.
¹ Сибирский федеральный университет,
² Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнёва.

Кукарцев В.В., e-mail: vlad_saa_2000@mail.ru.

1. Филина О. А., Талипов Р. Э., Назипов Н. М. Классификация систем технического диагностирования и средств технического диагностирования // Научный альманах. — 2022. — № 11-3(97). — С. 83—86.

2. Abdi Yonis S., Yusupov Z., Habbal A., Toirov O. Control approach of a grid connected DFIG based wind turbine using MPPT and PI controller // Advances in Electrical and Electronic Engineering. 2023, vol. 21, no. 3, pp. 455—462. DOI: 10.15598/aeee.v21i3.5149.

3. Овчинников Н. П. Оценка степени влияния твердой фазы шахтных вод на долговечность узла гидравлической пяты секционного насоса главной водоотливной установки рудника «Удачный» // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 494—500. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-494-500.

4. Litvinenko R., Auhadeev A., Khusnutdinov A., Antipanova I., Kisneeva L. An approach to determining the integrated reliability of technical systems at the development stage / International Symposium: Sustainable Energy and Power Engineering. — Singapore: Springer Nature Singapore, 2021, pp. 83—94.

5. Filina O. A., Martyushev N. V., Malozyomov B. V., Tynchenko V. S., Kukartsev V. A., Bashmur K. A., Pavlov P. P., Panfilova T. A. Increasing the efficiency of diagnostics in the brush-commutator assembly of a direct current electric motor // Energies. 2024, vol. 17, no. 1, article 0017. DOI: 10.3390/en17010017.

6. Toirov O., Jumaeva D., Mirkhonov U., Urokov S., Ergashev Sh. Frequency-controlled asynchronous electric drives and their energy parameters // AIP Conference Proceedings. 2023, vol. 2552, article 040021. DOI: 10.1063/5.0111331.

7. Баловцев С. В., Меркулова А. М. Комплексная оценка надежности зданий, сооружений и технических устройств горных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 3. — С. 170—181. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_3_0_170.

8. Toirov O., Alimkhodjaev K., Pardaboev A. Analysis and ways of reducing electricity losses in the electric power systems of industrial enterprises // E3S Web of Conferences. 2021, vol. 288, article 01085. DOI:10.1051/e3sconf/202128801085.

9. Toirov O., Khalikov S. Algorithm and software implementation of the diagnostic system for the technical condition of powerful units // E3S Web of Conferences. 2023, vol. 377, article 01004. DOI: 10.1051/e3sconf/202337701004.

10. Мендебаев Т. Н., Смашов Н. Ж. Многокамерная забойная гидромашина роторного типа для бурения скважин // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 2. — С. 303—309. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-2-303-309.

11. Зиновьева О. М., Смирнова Н. А. К вопросу оценки надежности технических устройств на горных предприятиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 1. — С. 157—168. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_1_0_157.

12. Pavlov P., Butakov V., Khusnutdinov A., Abdullina A., Snezhinskay E., Cherepenkin I. Fault isolation in digital instruments and devices used in power-engineering systems / International Symposium: Sustainable Energy and Power Engineering Singapore: Springer Nature Singapore. — 2021, pp. 169—177.

13. Isametova M. E., Nussipali R., Martyushev N. V., Malozyomov B. V., Efremenkov E. A., Isametov A. Mathematical modeling of the reliability of polymer composite materials // Mathematics. 2022, vol. 10, no. 21, article 3978. DOI: 10.3390/math10213978.

14. Воронин В. А., Непша Ф. С., Ермаков А. Н., Кантович Л. И. Анализ режимов работы электротехнического оборудования выемочного участка современной угольной шахты // Устойчивое развитие горных территорий. — 2021. — Т. 13. — № 4. — С. 599—607. DOI: 10.21177/19984502-2021-13-4-599-607.

15. Рахмилевич З. З. Насосы в химической промышленности. Справочное издание. — М.: Химия, 1990. — 240 c.

16. Martyushev N. V., Malozyomov B. V., Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Valuev D. V., Qi M. Review models and methods for determining and predicting the reliability of technical systems and transport // Mathematics. 2023, vol. 11, no. 15, article 3317. DOI: 10.3390/math11153317.

17. Краснов В. И., Жильцов А. М., Набержнев В. В. Ремонт центробежных и поршневых насосов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Справочник. — М: Химия, 1996. — 320 c.

18. Байков И. Р., Смородов Е. А., Ахмадуллин К. Р. Методы анализа надежности и эффективности систем добычи и транспорта углеводородного сырья. — М.: ООО «Недра Бизнесцентр», 2003. — 275 c.

19. Савинцева Ю. И., Потеряхин Д. И., Хазиев Р. А., Шипунова Т. В. Основные принципы безопасной эксплуатации центробежных насосов // Евразийский Союз Ученых. — 2016. — № 1. — С. 22.

20. Волков А. В., Парыгин А. Г., Хованов Г. П., Наумов А. В. Повышение эффективности работы центробежных насосов, находящихся в эксплуатации // Новости теплоснабжения. — 2010. — № 10. — С. 122.

21. Маркин А. В., Полесский С. Н., Жаднов В. В. Методы оценки надежности элементов механики и электромеханики электронных средств на ранних этапах проектирования // Надежность. — 2010. — № 2. — C. 63—70.

22. Жаднов В. В. Методы и средства оценки показателей надежности механических и электромеханических приборов и систем // Датчики и системы. — 2013. — № 4. — C. 15—20.

23. Zhadnov V. Methods and means of the estimation of indicators of reliability of mechanical and electromechanical elements of devices and systems // Reliability: Theory & Applications. 2011, vol. 2, no. 4, pр. 94—102.

24. Портнягин А. Л., Соловьев И. Г. Модель оценки остаточного ресурса погружного оборудования // Вестник кибернетики. — 2002. — № 1. — С. 103—108.