Decision support algorithm to prevent hardware failures

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Diagnostic systems implemented at many industrial facilities are designed to detect defects in a timely manner, thereby prevent sudden failures with subsequent equipment downtime, accompanied by economic losses. Most diagnostic systems are based on making a decision about the serviceability or malfunction of an object based on comparing diagnostic parameters with threshold values. The problem with this approach is that going beyond the set limits is fixed after the equipment has lost maintainability or requires complex expensive repairs. Therefore, the goal is early and reliable detection of defects in electromechanical equipment. The goal is achieved by developing an algorithm for detecting the beginning of a deviation in a time series consisting of sequentially recorded diagnostic parameters. The algorithm is based on the consistent application of singular spectrum analysis and allows not only timely detecting of deviations, but also assessing the probability of a decision error. Data processing algorithm is investigated on data sets generated in accordance with the specified laws of change. Moreover, the possibility of timely and reliable detection of defects has been demonstrated on a real set of diagnostic data. The implementation of the algorithm in the management of equipment condition will contribute to improving the safety and efficiency of production facilities.

About the authors

Elena A. Abidova

Volgodonsk Institute of Engineering and Technology – branch of the National Research Nuclear University «MEPHI»

Author for correspondence.
Email: 1nii_energomash@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0258-5543

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Information and Control Systems Department

Russian Federation, Volgodonsk

References

  1. Vasilenko S. V., Elzhov Yu. N., Pugacheva O. Yu. Avtomatizirovannaya sistema vibratsionnogo kontrolya oborudovaniya SAES [Automated system of vibration monitoring of SNPP equipment] // Global’naya yadernaya bezopasnost’. Global Nuclear Safety. 2015. No. 3. P. 83–88. EDN: VHYASJ. (In Russ.).
  2. Kostyukov V. N., Kostyukov A. V., Tarasov E. V., Kazarin D. V. Avtomaticheskiy monitoring «zdorov’ya» oborudovaniya proizvodstvenno-transportnogo kompleksa [Automatic health monitoring of the equipment for the production and transport complex] // V mire nerazrushayushchego kontrolya. NDT World Review. 2017. Vol. 20, no. 3. P. 19–22. doi: 10.12737/article_599d831d51ecf3.31879009. EDN: ZRVXFN. (In Russ.).
  3. Kostyukov V. N., Naumenko A. P., Fedorinov I. A., Zolotarev V. N. Opyt ekspluatatsii sistem monitoringa tekhnicheskogo sostoyaniya porshnevykh kompressorov v rezhime real’nogo vremeni [Operating experience of systems for real-time technical state monitoring of piston compressors] // Kompressornaya tekhnika i pnevmatika. Compressor Technology and Pneumatics. 2013. No. 5. P. 4. EDN: RCSEVH. (In Russ.).
  4. Barkov A. V. Vozmozhnosti novogo pokoleniya sistem monitoringa i diagnostiki [Capabilities of the new generation of monitoring and diagnostics systems] // Metallurg. Metallurg. 1998. No. 11. URL: https://masters.donntu.ru/2007/fema/belinskaya/library/a2/art2.htm (accessed: 11.04.2024). (In Russ.).
  5. Vibratsii v tekhnike: spravochnik. V 6 t. T. 5. Izmereniya i ispytaniya [Vibrations in engineering: handbook. In 6 vols. Vol. 5. Measurements and tests] / Editorial board: V. N. Chelomey (chairman, chief ed.) [et al.]. Moscow, 1981. 496 p. (In Russ.).
  6. GOST R ISO 20816-1-2021. Vibratsiya. Izmereniya vibratsii i otsenka vibratsionnogo sostoyaniya mashin. Chast’ 1. Obshcheye rukovodstvo [Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 1. General guidelines]. Moscow, 2022. 30 p. (In Russ.).
  7. GOST 32106-2013. Kontrol’ sostoyaniya i diagnostika mashin. Monitoring sostoyaniya oborudovaniya opasnykh proizvodstv. Vibratsiya tsentrobezhnykh nasosnykh i kompressornykh agregatov [Condition monitoring and diagnostics of machines. Hazardous equipment monitoring. Vibration generated by rotodynamic pump and compressor units]. Moscow, 2014. 6 p. (In Russ.).
  8. Povarov V. P., Fedorov A. I., Vitkovskiy S. L. Nekotoryye aspekty povtornogo prodleniya sroka ekspluatatsii reaktornoy ustanovki s VVER-440 na primere energobloka № 4 Novovoronezhskoy AES [Some aspects of the re-extension of the reactor plant life with VVER-440 on the example of novovoronezh npp Unit 4] // Izvestiya vuzov. Yadernaya energetika. Izvestiya Vuzov. Yadernaya Energetika. 2019. No. 2. P. 91–104. doi: 10.26583/npe.2019.2.08. EDN: YXJKKB. (In Russ.).
  9. Kostyukov V. N., Naumenko A. P. Problemy i resheniya bezopasnoy ekspluatatsii porshnevykh kompressorov [Problems and solutions of safe operation of piston compressors] // Kompressornaya tekhnika i pnevmatika. Compressor Technology and Pneumatics. 2008. No. 3. P. 21–28. EDN: ISFMHT. (In Russ.).
  10. Birger I. A. Tekhnicheskaya diagnostika [Technical diagnostics]. Moscow, 2019. 240 p. (In Russ.).
  11. Kostiukov V. N., Zaitsev A. V., Teterin A. O. Povyshenie dostovernosti diagnostirovaniia buksovykh uzlov kolesno-motornykh blokov elektropoezdov [Increasing the reliability of diagnosing axlebox units of wheel-motor units of electric trains] // Nauka, obrazovaniye, biznes. Science, Education, Business. Omsk, 2014. P. 183–190. EDN: VQMEFL. (In Russ.).
  12. Kudryavtseva I. S., Naumenko A. P., Demin A. M., Odinets A. I. Veroyatnostno-statisticheskiy kriteriy otsenki sostoyaniya po parametram vibroakusticheskogo signala [Probabilistic and statistical criterions for assessing the condition by vibroacoustic signal parameters] // Dinamika sistem, mekhanizmov i mashin. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines. 2019. Vol. 7, no. 2. P. 113–122. doi: 10.25206/2310-9793-7-2-113-122. EDN: EYLIAI. (In Russ.).
  13. Moskvina V., Zhigljavsky A. An Algorithm Based on Singular Spectrum Analysis for Change-Point Detection // Communication in Statistics-Simulation and Computation. 2003. Vol. 32 (2). P. 319–352. doi: 10.1081/SAC-120017494. (In Engl.).
  14. Abidova E. A. Metodika formirovaniya mnogokanal’noy sistemy tekhnicheskoy diagnostiki s otsenkoy tselesoobraznosti ispol’zovaniya izmeritel’nykh kanalov [The methodology of forming a multichannel system of technical diagnostics with an assessment of the feasibility of using measuring channels] // Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Tekhnicheskiye nauki. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2023. No. 4. P. 41–48. doi: 10.17213/1560-3644-2023-4-41-48. (In Russ.).
  15. Abidova E. A., Ratushnyy V. I. Registratsiya i obrabotka signalov v izmeritel’nom komplekse kontrolya protechek truboprovodnoy armatury atomnoy elektrostantsii [Registration and signal processing in measuring system for monitoring leaks of NPP pipeline fittings] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2023. No. 4 (188). P. 117–124. doi: 10.25206/1813-8225-2023-188-117-124. EDN: VNPKYM. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».