Российские ученые разработали инновационную систему для проектирования сверхнадежных судов

Применение более достоверное моделирование позволит повысить безопасность и продлить жизненные циклы будущих судов. Московский Политех Москва, 6 фев - ИА Neftegaz.RU. В Московском Политехе разработали систему оценки надежности элементов энергосистемы в глобальном межвузовском проекте по моделированию сложных технических систем на примере энергетической системы современного судна.
Об этом сообщила пресс-служба Московского Политеха.

Среди участников проекта в т.ч. Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого,Томский Политехнический Университет, Новосибирский Государственный Технический Университет и др.
Целью проекта является повышение точности оценки работы сложных технических систем за счет комплексного подхода к моделированию, учитывающего взаимовлияние всех подсистем.

В рамках проекта специалисты Московского Политеха разработали методы расчета показателей надежности элементов энергосистем на этапах проектирования и эксплуатации судна.
Данные показатели позволяют:

• заранее выявить потенциально опасные режимы работы оборудования;
• предотвратить ситуации, снижающие безопасность и ресурс судна.

Тезисы руководителя работ со стороны Московского Политеха, профессор Р. Клюева:

• мы реализовали комплексную систему оценки надежности на базе имитационных моделей реальных судовых механизмов с учетом статистики отказов;
• это качественно новый уровень, ранее модели использовали упрощенные аналитические зависимости;
• более достоверное моделирование позволит повысить безопасность и продлить жизненные циклы будущих судов.

Традиционные инженерные методы сосредоточены на моделировании и оптимизации отдельных элементов конструкции в отрыве друг от друга.
Практика и статистика аварийности показывают, что болевые точки возникают на стыках разных систем судна, при их взаимодействии.
Была поставлена задача - рассматривать и описывать такие комплексы целиком, с учетом технического влияния подсистем друг на друга.

Ключевой особенностью данного проекта применение инновационного комплексного подхода к моделированию сложных технических систем на примере энергетической установки современного судна:

• каждый элемент системы (главный двигатель, генератор или валопровод) описывается математически на основе физических законов его работы;
• используются дифференциальные уравнения, описывающие динамику тепловых, электромагнитных и механических процессов в них;
• разнородные модели объединяются в одну общую картину с помощью аппарата теории множеств;
• каждому элементу сопоставляется множество его возможных состояний;
• далее устанавливается, как эти состояния связаны друг с другом;
• в конце в модель закладывается взаимовлияние всех систем друг на друга.

Так например, повышенный износ поршневых колец ведет к утечке газов, что меняет мощность на валу двигателя и вносит возмущения в работу генератора.
Подобные причинно-следственные цепочки ранее не учитывались.

Такая комплексность и обеспечивает получение по-настоящему точной имитационной модели всего судна, т.к. позволяет более точно смоделировать работу судна как единой энергетической системы, учитывая взаимосвязи между всеми элементами.
Это дает инженерам возможность уже на этапе проектирования оптимизировать параметры судовых механизмов исходя из особенностей их совместной работы.
Разработанный подход расширяет инструментарий для проектирования и эксплуатации современных судов за счет перехода к комплексному моделированию, учитывающему технические системы в их совокупности.
Такой подход также может использоваться для обучения и тренировки специалистов по обслуживанию сложных судовых систем.

В планах у технических вузов - дальнейшее развитие интеллектуальной системы за счет внедрения методов искусственного интеллекта для оптимизации параметров и автоматического управления судовой энергоустановкой.
Разработанные в Московском Политехе алгоритмы станут основой подсистемы прогнозирования остаточного ресурса критически важного оборудования судна.

Ранее ученые из ПНИПУ провели исследование, выяснив, как водород влияет на хрупкость деталей, изготовленных из сплавов.