system doradczy – regeneracja elementów maszyn · system ten wykorzystany w ... ekspertowy...

14
BARTOSZ BANAĝ SYSTEM DORADCZY – REGENERACJA ELEMENTÓW MASZYN Streszczenie Obecnie zebranie wszelkich informacji w spójnej i zrozumiałej formie nie sprawia problemów. Odpowiednio zredagowane i dobrane pojĊcia mogą tworzyü skomplikowaną, a zarazem dokładną pod danym wzglĊdem tematycznym bazĊ wiedzy. Baza taka ma ułatwiü sposób rozwiązania danego probelmu związanego miĊdzy innymi z regeneracją elementów maszyn. Tak utworzony system, którego podstawą staje siĊ uprzednio zbudowana baza wiedzy, przyspiesza wyszukiwanie informacji usprawniając tym samym eksploatacjĊ danego elementu. Baza wiedzy oparta na zestawieniu danych dotyczących sprzĊtu, materiałów regeneracyjnych i poszczególnych metod regeneracji staje siĊ podstawą systemu doradczego. System ten wykorzystany w przemyĞle moĪe pozwoliü poszczególnym jednostkom na utrzymanie maszyny w stanie zdatnoĞci. Słowa kluczowe: system doradczy, system ekspertowy, regeneracja, naprawa elementów maszyn, natryskiwanie cieplne, napawanie 1. Wprowadzenie Systemy doradcze (systemy ekspertowe, ang. expert systems) przestały byü wyłącznie domeną naukowców i laboratoriów naukowych zajmujących siĊ badaniami w dziedzinie sztucznej inteligencji (ang. artificial intelligence). Od kilkunastu lat, głównie w USA, Japonii i Europie Zachodniej wzrasta liczba zastosowaĔ tych systemów w praktyce. Potencjalne moĪliwoĞci zastosowaĔ tej nowoczesnej technologii informatycznej są doprawdy ogromne, począwszy od medycyny, poprzez geologiĊ, technikĊ aĪ do zastosowaĔ, w dziedzinie wspomagania podejmowania decyzji gospodarczych i finansowych. Systemy ekspertowe mogą byü tworzone z wykorzystaniem róĪnych narzĊdzi programowych, ogólnie jednak moĪna je podzieliü na dwie grupy: – mniej lub bardziej typowe jĊzyki programowania; – szkieletowe systemy ekspertowe (ang. expert system shells lub skeletal systems). Opracowanie systemu ekspertowego, przy zastosowaniu pierwszego podejĞcia, jest zadaniem bardzo pracochłonnym i wymaga zatrudnienia programistów o wysokich kwalifikacjach i wiedzy specjalistycznej z zakresu sztucznej inteligencji. Jest to zatem podejĞcie kosztowne, choü elastyczne. Alternatywą jest zastosowanie systemu szkieletowego, zawierającego gotowy podsystem przetwarzania wiedzy. W takim przypadku zadanie twórcy systemu polega głównie na pozyskaniu i sformalizowaniu wiedzy eksperckiej, co samo w sobie bywa zadaniem niełatwym.

Upload: lamliem

Post on 28-Feb-2019

223 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

BARTOSZ BANA

SYSTEM DORADCZY – REGENERACJA ELEMENTÓW MASZYN

Streszczenie Obecnie zebranie wszelkich informacji w spójnej i zrozumiałej formie nie

sprawia problemów. Odpowiednio zredagowane i dobrane poj cia mog tworzyskomplikowan , a zarazem dokładn pod danym wzgl dem tematycznym bazwiedzy. Baza taka ma ułatwi sposób rozwi zania danego probelmu zwi zanego mi dzy innymi z regeneracj elementów maszyn. Tak utworzony system, którego podstaw staje si uprzednio zbudowana baza wiedzy, przyspiesza wyszukiwanie informacji usprawniaj c tym samym eksploatacj danego elementu.

Baza wiedzy oparta na zestawieniu danych dotycz cych sprz tu, materiałów regeneracyjnych i poszczególnych metod regeneracji staje si podstaw systemu doradczego. System ten wykorzystany w przemy le mo e pozwoli poszczególnym jednostkom na utrzymanie maszyny w stanie zdatno ci.

Słowa kluczowe: system doradczy, system ekspertowy, regeneracja, naprawa elementów maszyn, natryskiwanie cieplne, napawanie

1. WprowadzenieSystemy doradcze (systemy ekspertowe, ang. expert systems) przestały by wył cznie domen

naukowców i laboratoriów naukowych zajmuj cych si badaniami w dziedzinie sztucznej inteligencji (ang. artificial intelligence). Od kilkunastu lat, głównie w USA, Japonii i Europie Zachodniej wzrasta liczba zastosowa tych systemów w praktyce. Potencjalne mo liwo ci zastosowa tej nowoczesnej technologii informatycznej s doprawdy ogromne, pocz wszy od medycyny, poprzez geologi , technik a do zastosowa , w dziedzinie wspomagania podejmowania decyzji gospodarczych i finansowych.

Systemy ekspertowe mog by tworzone z wykorzystaniem ró nych narz dzi programowych, ogólnie jednak mo na je podzieli na dwie grupy: – mniej lub bardziej typowe j zyki programowania;– szkieletowe systemy ekspertowe (ang. expert system shells lub skeletal systems).

Opracowanie systemu ekspertowego, przy zastosowaniu pierwszego podej cia, jest zadaniem bardzo pracochłonnym i wymaga zatrudnienia programistów o wysokich kwalifikacjach i wiedzy specjalistycznej z zakresu sztucznej inteligencji. Jest to zatem podej cie kosztowne, choelastyczne. Alternatyw jest zastosowanie systemu szkieletowego, zawieraj cego gotowy podsystem przetwarzania wiedzy. W takim przypadku zadanie twórcy systemu polega głównie na pozyskaniu i sformalizowaniu wiedzy eksperckiej, co samo w sobie bywa zadaniem niełatwym.

20 Bartosz Bana

System doradczy – regeneracja elementów maszyn

System doradczy, którego głównym zadaniem b dzie dobór odpowiedniej techniki naprawy, urz dze oraz materiałów naprawczych, ma w znacz cy sposób ułatwi i przyspieszy proces regeneracji elementów maszyn. Odpowiednio skatalogowana i powi zana tematycznie baza wiedzy b dzie fundamentem całego systemu.

2. Regeneracja elementów maszyn

2.1. Definicja regeneracji Regeneracja cz ci – działanie polegaj ce na przywróceniu wła ciwo ci u ytkowych

cz ciom zu ytym lub uszkodzonym. Mo e ona mie charakter obróbki kompleksowej, w wyniku której przywraca si cz ciom wymagany kształt, wymiary, parametry i wła ciwo ci niezb dne do dalszej pracy. Stosuje si j zwłaszcza wtedy, gdy nie ma nowej, zast pczej cz ci lub gdy koszt regeneracji jest mniejszy ni nowa cz oraz wtedy gdy odpad jest uci liwy dla rodowiska (np. opony pojazdów) [9].

2.2. Znaczenie technologii regeneracji Niezgodne z zaleceniami producenta post powanie z elementami maszyn podczas naprawy z reguły powoduje: − przedwczesne złomowanie, − u ywanie zu ytych cz ci do dalszej eksploatacji, − zaniechanie gospodarki materiałowej.

Przedwczesne złomowanie jest najcz stsz i główn nieprawidłowo ci stosowan w proce-sach eksploatacji. Wi kszo elementów mogłaby przej proces regeneracji, dzi ki czemu mogby wykorzystane do dalszej eksploatacji.

To niekorzystne zjawisko mo na ograniczy przez podj cie wysiłków organizacyjno – technicznych, w kierunku podwy szenia kwalifikacji ekspertów, opanowania i rozwoju ró nych metod regeneracji cz ci oraz wyeliminowania bod ców ekonomicznych, wpływaj cych na podnoszenie kosztów materiałowych. W celu zapewnienie ekonomiczno ci, pracochłonno ci procesu naprawy i utrzymania urz dzenia w zdatno ci idealnym rozwi zaniem jest wła nie system doradczy. Odpowiednio zaprogramowana i utworzona sztuczna inteligencja b dzie w stanie w szybki i łatwy sposób okre li cel oraz metod działania. Narz dzie przydatne w szczególno ci w przemy le, gdzie czas zwi zany z napraw elementu wi e si z zb dnymi postojami produkcji. Odpowiednio wyszkolona i do wiadczona kadra przy u yciu systemu doradczego jest w stanie szybko podj działania naprawcze uwzgl dniaj c własny inwentarz materiałowy i sprz towy.

Regeneracja cz ci maszyn wpływa na łagodzenie lub likwidowanie deficytu cz ci zamiennych oraz stwarza dodatkowo mo liwo ci wykorzystania elementów ta szych, przy zachowaniu wymaganej warto ci u ytkowej.

Niedostatek surowców oraz nieekonomiczno przeznaczania du ych mocy produkcyjnych dla potrzeb wytwarzania tylko cz ci zamiennych skłaniaj do podejmowania działalno ci w zakresie regeneracji cz ci jako rodka o doniosłym znaczeniu.

21

Szczególna rola regeneracji polega na przywracaniu warto ci u ytkowych cz ciom i elementom maszyn importowanych oraz maszyn i urz dze nietypowych. Wykonywanie tego rodzaju cz ci stwarza cz sto zwielokrotnienie trudno ci materiałowe i technologiczne. Zasadnicze znaczenie maj jednak koszty procesu regeneracji, które obejmuj głównie nakłady robocizny przy małych nakładach materiałowych. Jest to wi c działalno racjonalna w układzie stosunków ekonomicznych, charakteryzuj cych si niedostatkiem materiału, przy wi kszej mo liwo ci dysponowania prac [3, 5, 9].

3. Czy warto traci czas na regeneracj ?Wi kszo elementów i cz ci maszyn, których wytworzenie jest kosztowne i wymaga

znacznych nakładów czasu, nara onych na zewn trzne czynniki zu ycia mo e by poddawanych procesowi regeneracji i napawania. W wyniku tego procesu na powierzchni elementu nakładana jest warstwa materiału o zbli onym lub odmiennym składzie chemicznym, co pozwala na uzupełnienie ubytków powstałych na skutek zu ycia lub nadanie przedmiotowi lub jego fragmentowi okre lonych własno ci fizycznych lub chemicznych uodporniaj cych go na zu ycie. Do najistotniejszych czynników powoduj cych szeroko rozumiane „zu ywanie si ” elementów nale : − zu ycie cierne, − korozja, − erozja, − tarcie, − kawitacja, − oddziaływanie temperatury, − obci enia dynamiczne (udary), − rodzaj i wielko obci enia mechanicznego, − pr dko po lizgu tr cych powierzchni roboczych, − twardo i struktura tr cych powierzchni roboczych, − stan (gładko ) powierzchni roboczej, − rodzaj materiału ciernego, − współczynnik tarcia powierzchni roboczych, − czas trwania procesu zu ycia.

Jako wska nik zu ycia okre la si ubytek materiału warstwy roboczej przedmiotu, który wynika z odkształcenia plastycznego, tarcia, korozji lub p kania warstwy wierzchniej. Analiza zu ycia cz ci maszyn wykazała, e ok. 50% cz ci ulega zu yciu ciernemu, 15% zu yciu adhezyjnemu, 8% erozji, 8% frettingowi, 5% zu yciu w wyniku korozji i ok. 14% ł cznemu oddziaływaniu np. korozji, erozji i cieraniu [5].

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011

22 Bartosz Bana

System doradczy – regeneracja elementów maszyn

3.1. Przykładowe elementy nara one na zu ycie − Cz ci sprz tu budowlanego – zu ycie cierne i udary, − matryce ku nicze – działanie temperatury, udary i tarcie, − narz dzia wiertnicze – zu ycie cierne, − łopaty i wirniki wentylatorów – erozja, − koła jezdne – naciski i tarcie, − zawory – korozja i zu ycie cierne.

3.2. Korzy ci płyn ce z regeneracji − Wydłu enie ywotno ci cz ci i zwi kszenie ich wydajno ci, − dłu szy czas pracy maszyny bez postojów i remontów, − zwi kszenie produkcji, a tym samym jej zyskowno , − zminimalizowanie stanów magazynowych cz ci zamiennych, − elementy cz ci maszyn napawane odpowiednim materiałem pracuj znacznie dłu ej i efek-

tywniej ni elementy niezabezpieczone, − mo liwo szybkiego wprowadzenia do produkcji urz dze po naprawie.

3.3. Na co nale y zwróci uwag przy planowaniu i doborze materiałów do regeneracji? Szczególn uwag nale y zwróci na rodowisko pracy danego elementu, wyodr bniaj c tym

samym, który czynnik jest dominuj cy i decyduje o rodzaju zu ycia. Du e znaczenie maj tu równie gabaryty i rodzaj materiału, z jakiego wykonany jest dany element. W zale no ci od elementu, tzn. od jego budowy i składowych trzeba si zastanowi czy wymagana jest obróbka cieplna (wst pne podgrzewanie lub chłodzenie).

Je eli mamy do czynienia z elementem ju wcze niej regenerowanym nale y usun z niego star napoin w celu wykluczenia niepowodzenia podczas naprawy. Materiał stary mo e wchodziw niepo dane reakcje z nowa napoin . Podejmuj c si procesu regeneracji nale y przede wszystkim uwzgl dni sprz t, jakim dysponujemy, gdy decyduje to o metodzie np. napawania. W celu sprawnej regeneracji takie procesy musz by przeprowadzane przez wykwalifikowany i do wiadczony personel.

Ka dy element ma okre lone wymagania dotycz ce ko cowego stanu powierzchni (w celu uzyskania wła ciwej powierzchni nale y dobra odpowiedni metod naprawy).

4. System doradczyDo budowy systemu doradczego wspomagaj cego podejmowanie decyzji dotycz cych

regeneracji elementów maszyn posłu y program PC-Shell. Podstaw systemu b dzie uprzednio zredagowana baza wiedzy. Odpowiednio powi zane informacje poszczególnych elementów (sprz t, materiały regeneracyjne) b d stawały si odpowiedzi na zaistniały problem zwi zany z uszkodzeniem maszyny. Ekspert po wst pnej diagnozie, podaj c typ uszkodzenia, rodzaj elementu b dzie otrzymywał wskazówk dalszego post powania uwzgl dniaj c metod naprawy oraz potrzebne rodki do jej przeprowadzenia [7, 8].

23

4.1. Charakterystyka PC-Shell PC-Shell jest pierwszym polskim – w pełni komercyjnym – szkieletowym systemem

ekspertowym. PC-Shell powstał jako rezultat wcze niejszych do wiadcze uzyskanych podczas budowy systemu PC-Expert (1985-87) oraz Diagnosta MC 14007 (1988). PC-Shell otrzymał dwa wyró nienia na Mi dzynarodowych Targach Oprogramowania SOFTARG w roku 1994 oraz 1996. W roku 1997 system otrzymał nagrod II-go stopnia w konkursie na najlepszy program targów SOFTARG. System był wielokrotnie prezentowany na konferencjach i seminariach, zarówno w kraju jak i za granic (Holandia, Singapur, Irlandia).

PC-Shell jest dziedzinowo-niezale nym narz dziem słu cym do budowy systemów ekspertowych. Mo e by zastosowany w dowolnej dziedzinie: pocz wszy od bankowo ci i finansów, a na zastosowaniach technicznych ko cz c. Typowe obszary zastosowa systemu PC-Shell to: − systemy doradcze i wspomaganie decyzji, − dydaktyka.

System nadaje si do budowy zarówno małych, rednich jak i du ych aplikacji. System ekspertowy PC-Shell jest wyposa ony w interfejs do typowych popularnych baz danych (np.: dBase, Oracle, itd.). In ynier wiedzy ma do dyspozycji zestaw instrukcji do komunikacji z bazami danych z u yciem polece j zyka SQL.

System PC-Shell, jest jedynym systemem szkieletowym produkcji polskiej, pracuj cym pod systemem operacyjnym Windows, bez mo liwo ci zastosowania go w rozwi zaniach sieciowych. Do tej pory nie doczekał si znacz cych egzemplifikacji w zastosowaniach komercyjnych.

PC-Shell mo e by łatwo integrowany z innymi aplikacjami. W szczególno ci mo e bywykorzystany jako moduł do analizy (interpretacji) danych i wska ników z systemów typu SIK, arkuszy kalkulacyjnych lub innych systemów pomiarowych. Ułatwiaj to instrukcje uruchamiania innych aplikacji, jak równie mo liwo wywołania systemu PC-Shell przez inn aplikacj . Wymiana danych mo e odbywa si przez plik tekstowy (PC-Shell ma rozbudowany interfejs i instrukcje do obsługi tego typu plików) oraz z u yciem mechanizmu DDE. Ponadto istnieje mo liwo integracji za pomoc uruchamiania podstawowych procesów systemowych za pomocfunkcji DLL tych e systemów [5].

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011

24 Bartosz Bana

System doradczy – regeneracja elementów maszyn

4.2. Budowa systemu doradczego

Rysunek 1. Schemat budowy systemu doradczego ródło: http://www.zgapa.plzgapediadata_pictures_uploads_wikisSystem_ekspertowy_2.png.

Szkielet systemu składa si z: – interfejsu u ytkownika który umo liwia zadawanie pyta , udzielanie informacji systemowi

oraz odbieranie od systemu odpowiedzi i wyja nie ,– edytora bazy wiedzy który pozwala na modyfikacj wiedzy zawartej w systemie,

umo liwiaj c tym samym jego rozbudow– mechanizmu wnioskowania który jest głównym składnikiem systemu ekspertowego

wykonuj cym cały proces rozumowania w trakcie rozwi zywania problemu postawionegoprzez u ytkownika,

– mechanizmu wyja niaj cego – jednego z elementów interfejsu pomi dzy systemema u ytkownikiem, który umo liwia u ytkownikowi uzyskanie odpowiedzi, dlaczego systemudzielił takiej, a nie innej odpowiedzi, albo dlaczego system zadał u ytkownikowiokre lone pytanie,

Baza wiedzy – jest to deklaratywna posta wiedzy ekspertów z danej dziedziny zapisana za pomoc wybranego sposobu reprezentacji wiedzy, najcz ciej reguł lub ram,

Baza danych zmiennych – która jest pami ci robocz przechowuj c pewne fakty wprowadzone w trakcie dialogu z u ytkownikiem. Baza ta umo liwia odtworzenie sposobu wnioskowania systemu i przedstawienie go u ytkownikowi za pomoc mechanizmu wyja niaj cego. [2]

25

5. Baza wiedzyBaza wiedzy systemu doradczego regeneracji elementów maszyn zawiera wszelkie niezb dne

informacje do prawidłowej oceny zaistniałego problemu i do zaimplementowania ich w procesie naprawczym uszkodzonego elementu. Wraz z rozwojem technologicznym metod regeneracyjnych baza musi by na bie co aktualizowana w celu spełniania wymaga coraz to nowszym i zaawansowanym technologicznie elementom, materiałom. Najwi kszy post p technologiczny zauwa alny jest w szczególno ci w urz dzeniach słu cych regeneracji jak np. spawarki. Coraz wi ksze mo liwo ci tych urz dze sprawiaj , e do naprawy ró nych uszkodze elementów skonstruowanych z ró nych materiałów słu urz dzenia jednego typu.

Baza wiedzy powstaj ca w ramach projektu Techniki wirtualne w badaniach stanu, zagro ebezpiecze stwa i rodowiska eksploatowanych maszyn b dzie obejmowała zagadnienia z zakresu:

− dost pnych urz dze spawalniczych – producenci, dane techniczne, − dost pnych materiałów spawalniczych – dostawcy, wła ciwo ci, parametry geometryczne,

ceny, − dost pnych materiałów do natryskiwania cieplnego – dostawcy, wła ciwo ci, parametry

geometryczne (proszek, drut, pr t), − dost pnych materiałów do napawania – dostawcy, wła ciwo ci, parametry geometryczne,

ceny.

5.1. Pozyskiwanie wiadomo ci Informacje do bazy wiedzy gromadzone s na podstawie uzyskanych katalogów handlowych

od poszczególnych producentów. Dane nale y wybiera według ci le okre lonych kryteriów w celu wyeliminowania informacji zb dnych. W celu wła ciwej interpretacji wszelkich informacji i danych nale y zasi gn opinii „in yniera wiedzy”.

Do ródeł wiedzy mo na równie zaliczy wskazówki uzyskiwane w wyniku fachowej usługi, literatury dotycz cej danego problemu b d usługi doradczej, konsultacji. Najcz ciej u ywanym sposobem pozyskiwania wiedzy jest jej przej cie od człowieka, który jest ekspertem w danej dziedzinie.

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011

26 Bartosz Bana

System doradczy – regeneracja elementów maszyn

Rysunek 2. Proces pozyskiwania wiedzy od eksperta Uzyskane dane o poszczególnych materiałach lub urz dzeniach pochodz od producentów

polskich, jaki i zagranicznych. Rynek tego typu materiałów jest bardzo rozwini ty, co powoduje, e przy tworzeniu bazy nale y zwróci uwag na wybieranie wiadomo ci najwa niejszych, które

znajd zastosowanie w przeci tnym przedsi biorstwie. Jest to wa ne, gdy ceny i dost pnoposzczególnych elementów jest równie bardzo zró nicowana. Baza wiedzy b dzie „wyposa ona” w produkty od jako ci ni szych do wy szych, (co wi e si z cen danego produktu) co pozwoli ekspertowi wybra wła ciwe dla niego rozwi zanie. Baza wiedzy b dzie si składała z czterech głównych działów, do których zaliczymy: Dział I – Urz dzenia spawalnicze Dział II – Materiały spawalnicze Dział III – Materiały do natryskiwania cieplnego Dział IV – Materiały do napawania. Działy te na bie co b d podlegały aktualizacji.

wiedza, koncepcja, rozwi zania

dane, problem

Wiedza

uporz dkowana

Ekspert dziedziny In ynier wiedzy

Baza wiedzy

27

Z pozyskiwaniem wiadomo ci wi si równie problemy. Podawane informacje przez producentów skupiaj si bardziej na jako ci i wysokim opiniowaniu swoich produktów w celu efektywnego marketingu. W niektórych ofertach brakuje podstawowych danych, zastosowania oraz materiałów, z jakich dane narz dzia s wykonane. Wiadomo ci dotycz ce składu chemicznego np. elektrody pozwalaj na odpowiednie dobranie jej do procesu naprawy konkretnego elementu maszyny. Kolejnym problemem jest niech niektórych producentów do udost pniania niektórych danych (najwi kszy problem pojawia si z cenami). Analizuj c dost pne katalogi, w których umieszczone s pozycje wielu firm, informacje/dane nie s ka dorazowo dobrane pod te same kryteria oceny. Utrudnia to dodatkowo powi zanie poszczególnych cech i podanie rozwi zania danego problemu jako niepełnej informacji [3].

5.2. Filozofia systemu doradczego Mo na by si zastanowi , po co takie narz dzie w postaci programu komputerowego

w przedsi biorstwie? Z zało enia ma by to narz dzie proste i w znacz cy sposób przyspieszaj ce proces naprawy.

Dobrze skatalogowana i skonfigurowana baza wiedzy ma przekazywa ekspertowi wszelkie informacje i wskazówki. System b dzie równie udzielał informacji na temat tego czy istnieje konieczno demonta u uszkodzonego elementu, czy te nie. S uszkodzenia, które nie wymagajdemonta u całego elementu (mo liwe to tylko przy metodach regeneracji). Taki zabieg ułatwia i przyspiesza prace naprawcze.

Korzystanie z samego systemu regeneracji elementów maszyn b dzie polegało na: − diagnoza uszkodzenia przez specjalist , − okre lenie typu uszkodzenia, typu elementu, − okre lenie materiału podło a i jego gatunku z jakich dany element jest wykonany (infor-

macje te pomog w szybszym i dokładniejszym zdefiniowaniu dalszych kroków napraw-czych, ułatwi to dobór np. odpowiednich materiałów spawalniczych)

− w sytuacji, gdy materiały te s nieznane, do ka dej wybranej opcji b dzie podany opis, który umo liwi ekspertowi podj cie wła ciwej decyzji.

Wszystkie dane s umieszczane w tabelach, o wyznaczonych kryteriach, cechach. Poni ej zostanzaprezentowane tabele z przykładowym skatalogowaniem poszczególnych informacji. Wiadomo ci podzielono na trzy tematyczne działy: Dział I „Materiały spawalnicze do regeneracji elementów maszyn napawaniem” (Tabela 1) Dział II „Charakterystyka materiałów do napawania i regeneracji druty lite i proszkowe”(Tabela2) Dział III „Charakterystyka materiałów do napawania i regeneracji elektrody” (tabela 3)

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011

28 Bartosz Bana

System doradczy – regeneracja elementów maszyn

Tabela 1. Materiały spawalnicze do regeneracji elementów maszyn napawaniem

Materiał Gat. Przykłady Elektrody Drut proszkowy Drut lity

Aluminium

Al. Aluminium

EL-Al 99,8

EL-AlMn EL-Al 99,8 EL-AlSi 5

EL-AlSi 12

EL-AlMg 12

Al-Si Blok silników EL-AlSi 12 EL-AlSi 12

Al-Mn Stopy aluminium

EL-AlSi 12

EL-AlMn

eliwo eliwo Betoniarki EL-

HARD 63

EL-HAR

D 600k

F-600 F-64 EL-600HB

ródło: [3].

Tabela 2. Charakterystyka materiałów do napawania i regeneracji druty lite i proszkowe Typ

drutu Opis Materiał Twardo Zastosowanie

F-200K

Napoina odporna na korozj , temperatur i szoki termiczne do temperatury 850 °C. Ze wzgl du na du e wydłu enie (40%) nadaje

si do stosowania jako warstwa podkładowa przed napawaniem utwardzaj cym i do ł -

czenia stali ró noimiennych i trudnospawal-nych.Struktura: austenityczna

Na bazie elaza

180-200 HB (po napawaniu)

400 HB (po zgniocie)

F-240K

Nadaje si do spawania elementów ze stali manganowej (typu „Hadfield”) nara onych

na du e udary. Napoina jest niemagnetyczna, wolna od p kni i utwardza si pod zgnio-

tem.Struktura: austenityczna

Na bazie elaza

200-250 HB (po napawaniu) Szcz ki kruszarek,

elementy torów kolejowych, ły ki koparek, elementy ze stali mangano-

wej itp. 450 HB (po

zgniocie)

F-250K

Wysokomanganowa i wysokochromowa na-poina odporna na korozj , niemagnetyczna, o du ej plastyczno ci. Stosowana jako warstwa podkładowa przy napawaniu utwardzaj cym (zwłaszcza przy powtórnej regeneracji zu y-tych elementów). Napoina odporna na ci-

skanie, napr enia i udary.Struktura: austeni-tyczna

Na bazie elaza

220-250 HB (po napawaniu)

30

Tabela 3. Charakterystyka materiałów do napawania i regeneracji elektrody

Typ elektrody Opis Materiał Materiał

rodzimy rednica/

twardo Zastosowanie

EL-Al 99,8 Elektroda przeznaczona do spawania czystego aluminium.

Metale kolorowe

Aluminium i jego stopy

ALBRO Mn (E

CuMnNiAl)

Spawanie i napawanie br zów alumi-niowych, ł czenie ró noimiennych

stali i stopów miedzi. Zalecana rów-nie do napawania eliwa, stali i sto-

pów miedzi.

Metale kolorowe

Mied i stopy

miedzi

konstrukcje okr -towe, elementyp

racuj ce w wodzie morskiej. Ze

wzgl du na ko-rzystny współ-

czynnik tarcia na-daje si do napa-wania elementów

lizgowych.

ródło: [3]. Poni szy schemat obrazuje proces post powania podczas obsługiwania si systemem

doradczym regeneracji elementów maszyn. Osi gni te wyniki b d posiadały dodatkowo opis poszczególnych elementów. Przykładowe opisy zawarto w Tabeli 2 i w Tabeli 3. Opis ma byszczególnie przydatny w przypadku nie okre lenia materiału i gatunku. (Schemat 2)

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011

31

Rysunek 2. Proces post powania w systemie doradczym

Element OBUDOWA SPRZ GŁA

Identyfikacja uszkodzenia P KNI CIE

Okre lenie materiału

Materiał podło a ELIWO

Gatunek SZARE

Bez okre lania materiału

WNIOSKOWANIE SYSTEMU

Decyzja – mo liwe rozwi zania

Elektrody El-CastNi, El-CastNiFe,

Most Lastek40E, Most Lastek 41E

Drut proszkowy F-NiFe 60/40

Drut lity brak propozycji

Bartosz BanaSystem doradczy – regeneracja elementów maszyn

32

6. PodsumowanieProponowany system doradczy ma by narz dziem nowoczesnym i w znacz cy sposób

ułatwiaj cym prac specjalistów. Wiedza jednej osoby mo e by w niektórych sytuacjach niewystarczaj ca, człowiek mo e nie uwzgl dni pewnych elementów, w tków. Dla okre lenia precyzyjnego procesu naprawy system ekspertowy okre li metod post powania.

Wielow tkowa i szczegółowa baza wiedzy ma by podstaw systemu. B dzie zawierała dane na temat urz dze i materiałów słu cych regeneracji (napawanie, natryskiwanie cieplne, spawanie). System powstanie na bazie programu PC – Shell firmy Aitech. Jako cel postawiono „zaszczepienie” systemu w przemy le jako narz dzie, które ma si przyczyni do zwi kszenia wydajno ci maszyn poprzez ich sprawn i szybk napraw .

Nale y zwróci szczególn uwag na wa no regeneracji w dzisiejszym wiecie nowoczesnych technologii. W celu wykorzystania danego elementu do dalszej eksploatacji nale y go odpowiednio przygotowa , naprawi . Regeneracja pozwala na ograniczenia zwi zane z zakupem zb dnych elementów. Wa na jest szczególnie wtedy, kiedy mamy do czynienia z przedmiotami o niekonwencjonalnych kształtach b d elementami trudno dost pnymi. Dobranie odpowiedniej metody i sprz tu gwarantuje przywrócenie elementu do stanu zdatno ci znacznie szybciej, ni pozyskiwanie elementu w ramach zakupu.

System doradczy – regeneracja elementów maszyn mo e sta si przydatnym narz dziem w przemy le, b d usługach. Podstaw jest, aby system był aktualizowany zgodnie z post pem rynku technologicznego zwi zanego z regeneracj , napraw zu ytych elementów maszyn.

Bibligrafia1. Bana B., Kupraszewicz W., Systemy doradcze. Analiza porównawcza systemów szkieleto-

wych PC – Shell & Expert System Corwid Exsys, Bydgoszcz 2010.2. Bana B., ółtowski B., Expert systems in diagnostic inference, w: Studies&Proceedings

Polish Association for Knowledge Managment, Bydgoszcz 2010, s. 43–51.3. Bana B. Baza wiedzy – napawanie i regeneracja, Bydgoszcz 2011.4. Bubnicki Z., Wst p do systemów ekspertowych, PWN, Warszawa 1990.5. Klimpel A., Napawanie i natryskiwanie cieplne technologie, WNT, Warszawa 2000, s. 11–

21.6. Kupraszewicz W., Koncepcja systemu doradczego dla bada diagnostycznych obiektów

technicznych, Diagnostyka 33/2005.7. Mulawka J.J., Systemy ekspertowe, WNT, Warszawa 1996.8. Pokojski J., Systemy doradcze w projektowaniu maszyn, WNT, Warszawa 2005.9. Wrotkowski J., Madej E., Regeneracja cz ci spawaniem i napawaniem, WNT, Warszawa

1973, s. 5–13.10. Grafika (2011, Kwiecie 17), [Online] Dost pne:

http://www.zgapa.plzgapediadata_pictures_uploads_wikisSystem_ekspertowy_2.png

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011

33

EXPERT SYSTEMS – REGENERATION OF MACHINE’S PARTS

Summary Currently gathering all the information in a coherent and intelligible form isn’t

problems. Properly drafted and selected concepts create complex and precise in the terms of thematic knowledge base. This database will facilitate of solution the relat-ed problem with the regeneration of parts machine. Initialized system based on pre-viously constructed knowledge base, the searching of information is faster and im-proves the operation each element.

Knowledge base based on comparison of data of equipment, regenerative mate-rials and different methods of regeneration becomes the basis of expert systems. This system is used in the industry can allow individual units to maintain the machine in airworthiness status.

Keywords: expert systems, regeneration, repair of machin’s parts, thermal spraying, surfacing

Prac zrealizowano w ramach projektu: „Techniki wirtualne w badaniach stanu, zagro e bezpiecze stwa i rodowiska

eksploatowanych maszyn”. Numer projektu: WND-POIG.01.03.01-00-212/09

Bartosz BanaWydział In ynierii Mechanicznej Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy e-mail: [email protected]

Bartosz BanaSystem doradczy – regeneracja elementów maszyn