Теория и методы мониторинга и диагностики

2
1. Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Теория и методы мониторинга и диагностики» является дисциплиной
вариативной части профессионального цикла в подготовке магистров.
Целью настоящей дисциплины является. изучение современных направлений
технической диагностики;изучение систем диагностирования, видов математических моделей
диагностируемых объектов и способов их построения;
Задачи дисциплины: изучение методов виброакустического диагностирования механизмов, машин и агрегатов в машиностроении, авиационной промышленности и нефтегазовой отрасли;изучение методов акустико-эмиссионной диагностики колонн, резервуаров, трубопроводов и другого технологического оборудования.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Теория и методы мониторинга и диагностики» входит в профессиональный
цикл (вариативная часть) подготовки магистров.
Магистр, начинающий изучение дисциплины «Теория и методы мониторинга и
диагностики», должен знать изученные им ранее дисциплины Методы технической диагностики
Последующие дисциплины кой диагностики
Последующие дисциплины Неразрушающий контроль
3. Требования к результатам освоения дисциплины
3.1. В результате освоения дисциплины «Теория и методы мониторинга и диагностики»
должны быть сформированы следующие компетенции:
способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению
научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
способность использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин
магистерской программы (ПК-1);
способность анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию
(ПК-5);
готовность разрабатывать методические и нормативные документы, техническую
документацию на объекты приборостроения, а также осуществлять системные мероприятия по
реализации разработанных проектов и программ (ПК-14);
способность организовать в подразделении работы по совершенствованию, модернизации,
унификации выпускаемых приборных систем и их элементов (ПК-28
способность к разработке планов и программ организации инновационной деятельности на
предприятии (ПК-31).
3.2. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение указанными
компетенциями по дескрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим
модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной
деятельности:
- Знать:
З.1. - основные направления и методы технической диагностики, области их применения и особенности их использования;
основные диагностические параметры и методы их контроля
- Уметь:
3
У.1. пользоваться основными понятиями технической диагностики;ставить задачу и формировать математическую модель диагностируемого объекта;
проводить измерения и текущий контроль диагностических параметров
- Владеть:
В1. современных методах получения и обработки диагностической информации.
3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.
Компетентностная модель дисциплины
Проектируемые результаты освоения
дисциплины «Теория и методы
Средства и
Индекс
мониторинга и диагностики» и
технологии
компетенции
индикаторы формирования компетенций
оценки
Знания (З) Умения (У)
Навыки (В)
ОК-2
экзамен,
+
контрольные
работы, устный
опрос,
ПК-1
+
экзамен,
контрольные
работы, устный
опрос,
ПК-5
+
+
+
экзамен,
контрольные
работы, устный
опрос,
ПК-14
+
экзамен,
контрольные
работы, устный
опрос,
ПК-28
+
экзамен,
контрольные
работы, устный
опрос,
ПК-31
+
экзамен,
контрольные
работы, устный
опрос,
Технологии
формирования
компетенции
6.1.1 – 6.1.4
6.1.1 – 6.1.4
6.1.1 – 6.1.4
6.1.1 – 6.1.4
6.1.1 – 6.1.4
6.1.1 – 6.1.4
Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах
Очная форма обучения
Вид занятий
Всего
Семестры
(час./
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10
зач.ед. )
Всего аудиторных занятий:
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
36
9
36
9
27
27
4
Самостоятельная работа:
Самостоятельное изучение материала дисциплины и
подготовка к зачетам
Курсовая работа
Домашнее задание
Проработка лекций
Количество часов на экзамен
Всего по дисциплине
Вид аттестации за семестр (зачет,
дифференцированный зачет, экзамен)
108
108
25
25
47
36
144
экз
47
36
144
экз
Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий
5.1.Содержание дисциплины по модулям
5.1.1Понятие о диагностике сложных технических систем. Контроль, диагностика и мониторинг.
Повышение надежности, безопасности, ресурса и качества производственных объектов на основе
диагностики и мониторинга состояния.Содержание курса и связь с другими дисциплинами учебного плана (физика, метрология, измерение электрических и неэлектрических величин и т.д.).Основные понятия технической диагностики. Виды технического состояния технических систем.
5.1.2.Диагностические признаки и их свойства. Общая постановка задачи диагностирования. Функциональная схема технического диагностирования. Неразрушающий контроль (НК) и техническая
диагностика (ТД).Оценка свойств диагностических признаков. Построение диагностических моделей объектов. Выбор диагностических параметров.Методы диагностирования объектов по параметрам функционирования. Определение полноты контроля и глубины поиска отказов
5.1.3. . Эффективность комплексного применения методов НК и ТД. Основные виды НК и ТД. Общие требования к средствам НК и ТД и их классификация. Основные факторы экономической эффективности НК и ТД. Основные понятия и термины системы квалификации специалистов НК и
ТД. Методы виброакустической диагностики машинного оборудования. Диагностика. Диагностика
машин и агрегатов.Метод акустической эмиссии (AЭ). Физические основы АЭ метода. Основные
параметры АЭ сигнала. Основные положения по применению АЭ метода контроля. Сравнение характеристик АЭ метода контроля с другими MНК. Цель АЭ контроля. Аппаратные средства АЭ.
5.1.4. .тепловые методы контроля (ТК). Мониторинг состояния насосно-компрессорного оборудования. Стационарные системы мониторинга состояния машин и оборудования комбинацией различных методов диагностирования.Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования в реальном времени. Обеспечение эффективности и безопасности производства, экологических систем и жизнедеятельности.
1
Содержание модулей
Форма
обучения
О
5
Модуль 1.
Предмет и задачи курса. Неразрушающий контроль и техническая диагностика.
Основные виды НК и ТД Общие требования к средствам НК и ТД. Основные
виды дефектов. Виды объектов и их дефектов. Основные понятия технической
диагностики. Виды технического состояния технических систем.
Диагностические признаки и их свойства. Общая постановка задачи
диагностирования. Функциональная схема технического диагностирования.
Методы диагностирования..
2
3
4
Модуль 2.
Оценка свойств диагностических признаков. Построение диагностических
моделей объектов. Выбор диагностических параметров. Определение полноты
контроля и глубины поиска отказов. Выбор методов НК и ТД. Классификация
средств технической диагностики и неразрушающего контроля. Основные
факторы экономической эффективности НК и ТД. Эффективность
комплексного применения методов НК и ТД. Основные понятия и термины
системы квалификации специалистов НК и ТД. Требования к специалисту I, П,
III уровней по НК и ТД. Виды экзаменов специалистов I - III уровней по НК и
ТД. Методы виброакустической диагностики машинного оборудования.
Модели и физические параметры виброакустических сигналов. Недостатки и
достоинства метода. Чувствительность. Область применения. Диагностика
механизмов – подшипников, зубчатых передач, рабочих колес центробежных
машин, вентиляторов, электромагнитных и гидродинамических узлов.
Модуль 3.
Диагностика машин и агрегатов – дисбаланс роторов, нарушение центровки
валов, нарушение крепления узлов и деталей между собой, к фундаментам и
присоединенным конструкциям. Метод акустической эмиссии (AЭ).
Физические основы АЭ метода. Основные параметры акустико-эмиссионного
сигнала. Основные положения по применению акустико-эмиссионного метода
контроля. Сравнение характеристик АЭ метода контроля с другими MНК. Цель
АЭ контроля. Достоинства и недостатки АЭ метода контроля.
Чувствительность метода АЭ. Область применения АЭ метода. Источники
ложных сигналов при АЭ методе. Эффект Кайзера и его использование на
практике. Контроль работоспособности аппаратуры перед АЭ контролем.
Аппаратные средства АЭ. Классификация средств АЭ контроля. Состав
аппаратуры АЭ. Параметры и технические характеристики аппаратуры АЭ.
Тепловые методы контроля (ТК). Физические основы инфракрасного метода
контроля. Чувствительность инфракрасного метода контроля. Область
применения инфракрасного метода контроля. Средства контроля методом
регистрации ИК-излучения.
Л, С
Л, С
Л, С
Модуль 4.
Мониторинг состояния насосно-компрессорного оборудования. Стационарные
системы мониторинга состояния машин и оборудования комбинацией
различных методов диагностирования Автоматизированные системы
управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования в
реальном времени. Обеспечение эффективности и безопасности производства,
экологических систем и жизнедеятельности.
Л, С
5.2. Содержание лабораторных занятий
6
5.2.2. Содержание лабораторных работ
Цель лабораторных – освоение теоретического материала на практике. За период обучения
данной дисциплины студенты выполняют 4 цикла лабораторных работ
Содержание практических работ работ
1 Модуль 1..
. Диагностика состояния подшипников и подшипниковых узлов
2 Модуль 2.
. Балансировка
3 Модуль 3.
Несоосность (расцентровка валов агрегата)
4 Модуль 4.
. Исследование распространения волн деформации в стержне
О
+
+
+
+
6. Образовательные технологии.
6.1.Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Теория и методы
мониторинга и диагностики» используются следующие образовательные технологии:
6.1.1. Информационно-развивающие технологии.
6.1.2. Деятельностные практико-ориентированные технологии
6.1.3. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.
6.1.4. Личностно-ориентированные технологии обучения.
Методы
Метод IT
Работа в команде
Case-study
Проблемное обучение
Контекстное
обучение
Обучение на основе
опыта
Индивидуальное
обучение
Междисциплинарное
обучение
Опережающая
самостоятельная
работа
Лекции
Лабораторные
работы
+
+
СРС
+
+
+
+
+
+
+
+
6.2.Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03-2012. «Об
использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения
учебных занятий»)
№
1
Семестр,
модуль
Модуль 1
Применяемые технологии интерактивного обучения
Лабораторный практикум. Интерактивный метод –
Кол-во
часов
3
7
2
Модуль 2.
3
Модуль 3
4
Модуль 4
«Inter». Работа в команде.
СРС. Проблемное обучение
Лабораторный практикум. Интерактивный метод –
«Inter». Проблемное обучение.
СРС. Опережающая самостоятельная работа
Лабораторный практикум. Интерактивный метод –
«Inter». Контекстное обучение.
СРС. Индивидуальное обучение
Лабораторный практикум. Интерактивный метод –
«Inter». Обучение на основе опыта.
СРС. Обучение на основе опыта
ИТОГО
3
3
4
13
7. Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с
учебным планом)
Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и
практических знаний, развитие навыков практической работы.
7.1.Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах
Количество часов
Семестры
3
Вид СРС
1. Самостоятельное изучение отдельных тем дисциплины; поиск
и обзор литературы и электронных источников; чтение и
изучение учебника и учебных пособий.
2. Подготовка к лабораторным занятиям, оформление отчетов к
лабораторным работам
3 Подготовка к экзамену
ИТОГО по дисциплине
36
36
36
108
7.2. Темы КР (выполняются по выбору студента)
Исследование распространения волн деформации в стержне (по вариантам)
7.3. Использование результатов обучения при проведении научно-исследовательской работы
Знания (З) Умения (У) Навыки (В)
+
Результаты обучения, используемые в НИР магистра
Знание современных
направлений технической
диагностики;изучение систем диагностирования, видов
математических моделей диагностируемых объектов и
способов их построения;
Умение формировать математическую модель диагностируемого объекта;
проводить измерения и текущий контроль
диагностических параметров
+
Навыки
+
8
8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины
К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Теория и методы мониторинга и
диагностики» могут привлекаться в качестве внешних экспертов: представители базовых
предприятий радиотехнического профиля.
8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств
по дисциплине»)
Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных
компетенций.
Фонд оценочных средств по дисциплине «Теория и методы мониторинга и диагностики»
включает:
- экзаменационные билеты;
- экзаменационные вопросы;
- вопросы для допуска к выполнению лабораторных работ;
- вопросы к итоговому заданию по лабораторному практикуму;
- набор вариантов контрольных работ.
- задания для проведения занятий в интерактивной форме
Оценка качества освоения программы дисциплины «Теория и методы мониторинга и
диагностики» включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по
модулям), итоговую аттестацию.
Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества
учебного процесса.
8.2. Контрольные вопросы по дисциплине
Модуль 1.
1. Основные понятия технической диагностики;
2. Общая постановка задачи технической диагностики;
3. Цели технической диагностики;
4. Задачи технической диагностики;
5. Виды технического состояния технических систем;
6. Диагностические признаки и их свойства;
7. Общая постановка задачи диагностирования;
8. Структура технической диагностики;
9. Методы функциональной диагностики;
10. Диагностические модели объектов диагностики;
11. Методы диагностирования по параметрам функционирования;
12. Неразрушающий контроль и техническая диагностика. Основные виды;.
13. Функциональная схема технического диагностирования;
14. Механизм как многоканальная система передачи информации;
15. Оценка свойств диагностических признаков;
16. Чувствительность диагностического признака;
17. Диагностическая ценность признака;
18. Построение диагностических моделей объектов. Выбор диагностических параметров;
19. Диагностические модели объектов;
20. Аналитические модели;
21. Структурно-функциональные модели;
22. Логические модели;
23. Выбор диагностических параметров;
9
Модуль 2.
24. Методы диагностирования объектов по параметрам функционирования;
25. Определение полноты контроля и глубины поиска отказов;
26. Достоверность контроля;
27. Полнота контроля;
28. Определение глубины поиска отказов;
29. Общие требования к средствам НК и ТД;
30. Основные виды дефектов;
31. Виды объектов и их дефектов;
32. Дефекты, возникающие при изготовлении объектов;
33. Дефекты, возникающие при эксплуатации объектов;
34. Выбор методов НК и ТД;
35. Классификация средств НК и ТД;
36. Основные факторы экономической эффективности НК и ТД;
37. Эффективность комплексного применения методов НК и ТД;
Модуль3.
38. Основные понятия и термины системы квалификации специалистов НК и ТД;
39. Требования к специалисту I уровня по НК И ТД. Виды экзаменов;
40. Требования к специалисту II уровня по НК и ТД. Виды экзаменов;
41. Требования к специалисту III уровня по НК и ТД. Виды экзаменов;
42. Метод акустической эмиссии. Физические основы. Достоинства и недостатки. Чувствительность метода;
43. Метод акустической эмиссии. Область применения. Источники ложных сигналов. Эффект
Кайзера;
44. Метод акустической эмиссии. Преимущества метода по сравнению с другими методами НК;
45. Метод акустической эмиссии. Схемы применения метода для диагностики объектов;
46. Вибродиагностический метод контроля. Физические основы. Достоинства и недостатки
Модуль 4..
47. Чувствительность метода. Область применения;
48. Общая (комплексная) классификация систем диагностики;
49. Принцип достаточности построения систем диагностики;
50. Принцип информационной полноты построения систем диагностики;
51. Принцип инвариантности построения систем диагностики;
52. Принцип самодиагностики построения систем диагностики;
53. Принцип структурной гибкости и программируемости построения систем диагностики;
54. Принцип коррекции неидеальностей измерительных трактов вычислительными методами
построения систем диагностики;
55. Принцип дружественности интерфейса при максимальной информационной емкости построения систем диагностики;
9. Ресурсное обеспечение дисциплины.
9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Программные и аппаратные средства стационарной системы мониторинга КОМПАКС и переносной системы диагностики Compacs-micro. Компьютерная диагностическая сеть Compacs-Net.
1
1
1