Manuel de laboratoire: Simulation restauration de machines

Université d’Etat d’Automobile et de Construction des Routes de Moscou (MADI)
Département de Fabrication et de Réparation des Automobiles et Engins de Routes
Bigirimana Juvénal, Pavlov Alexey Petrovich, Svetlana Vasilievna Kireeva
MANUEL DE LABORATOIRE SUR ORDINATEUR
pour le cours de
«Simulation des processus de réstauration de machines».
MOSCOU 2023

Université d’Etat d’Automobile et de Construction des Routes de Moscou (MADI)
Département de Fabrication et de Réparation des automobiles et engins de routes
Approuvé par
Chef du département
J. Bigirimana, A.P. Pavlov, S.V. Kireeva
MANUEL DE LABORATOIRE SUR ORDINATEUR
pour le cours de
«Simulation des processus de réstauration de machines».
MOSCOU 2023

Introduction
La théorie de restauration des systèmes est une science dont l'objet d'étude est un
large éventail de phénomènes et de régularités associés aux processus simultanés de
vieillissement, d'usure, de casse et, à l'opposé, les processus de restauration des
performances de divers systèmes techniques jusqu’à l’étape de les rendre nouveaux. Il
comprend un ensemble de règles et de méthodes d'analyse et de synthèse des phénomènes
et processus associés à la garantie de leur fonctionnement, des modèles mathématiques et
de simulation des processus étudiés.
La tâche de l'analyse est d'étudier le changement du processus ou le comportement
et les propriétés du système en raison de l’impact des facteurs internes et externes et
d'évaluer leur influence, si les caractéristiques de l'environnement extérieur et de la
structure du système, ainsi que les valeurs numériques de leurs paramètres sont données.
Les tâches de synthèse sont généralement associés au choix de la structure optimale, dans
un sens ou dans un autre, ou de ses paramètres internes pour des caractéristiques données
de l'environnement extérieur et en tenant compte des restrictions imposées au système.
Lors de l'étude du processus, un ensemble de paramètres caractérisant son efficacité est
déterminé. Dans certains cas, le problème de synthèse se pose comme un problème de
recherche, par exemple, de la structure du système ou de ses paramètres internes qui
conduisent à une valeur donnée de critères d'efficacité. On peut aussi considérer que la
tâche de synthèse est l'établissement d'un paramètre de mode de procédé dont la mise en
oeuvre conduit à une valeur donnée de critères d'efficacité.
Il découle de la définition que des tâches de synthèse se poseront au stade du
développement d'un procédé ou lors de la conception d'équipements technologiques, de
sites de production, d'ateliers, d'entreprises et d'industries de réparation complexes. Dans
ce cas, la tâche de synthèse se définit comme une tâche de trouver le contrôle optimal du
fonctionnement du processus (système) et se réduit au calcul de ses paramètres internes
qui offrent la plus grande efficacité.
Les tâches liées à l'étude de la mise en œuvre des processus réels de fonctionnement
des systèmes, la mise en œuvre des technologies de restauration au sens le plus large sont
les tâches d'analyse. L'étape la plus importante de l'étude est le développement du modèle.
La théorie de restauration des moyens technologiques de transport terestres
(MTTT) est une théorie dont le contenu est utilisé pour améliorer la pratique et augmenter
l'efficacité de la réparation (restauration des propriétés physiques et mécaniques,
restauration de la performance) de systèmes techniques complexes massifs d'utilisation à
long terme - MTTT.
Les instructions méthodiques de сes travaux de laboratoire effectués dans le cadre
des cours "Modélisation des processus et des systèmes" et "Modélisation des systèmes
techniques complexes" sont consacrées à l'analyse et à l'utilisation de deux modèles
mathématiques spécifiques:
*modèle de simulation du vieillissement et de la restauration d'un système
technique complexe;

*modèles d'optimisation de la stratégie de redondance opérationnelle.
Il convient de noter que la modélisation prédictive des changements, même dans
les caractéristiques individuelles d'une voiture réelle particulière, est impossible.
Parallèlement, la construction de modèles associés à l'étude du "comportement" de
l’automobile en moyenne (moyenne statistique) et de ses composants permet de détecter
des schémas généraux liés au comportement de tous les MTTT de la classe considérée et
permettant aisni d'élaborer certaines recommandations quant au choix d'une stratégie pour
leur restauration, etc.
Un modèle de simulation, quel qu'il soit, ne peut être exhaustif; il ne décrit que des
aspects et caractéristiques individuels, dans un sens ou dans un autre, principaux et
intéressants des processus et systèmes réels étudiés. Mais cette description doit avoir une
certaine mesure d'adéquation qui rend le modèle utile. Lors de l'évaluation de l'adéquation
du modèle, cependant, il convient de garder à l'esprit que seul un processus régulier et
régulier peut être modélisé. Tout type d'écart par rapport à la norme (à partir d'une
violation des exigences d’exploitation et de la technologie des travaux de réparation et de
restauration, jusqu'à une pénurie illimitée de pièces de rechange) ne peut pas être
modélisé.
Les lignes directrices de ce manuel sont basées théoriquement sur la monographie:
« Modélisation des processus de reprise machine » / V.P. Apsine, L.V.
Dekhterinsky, S.B. Norkin, V.M. Prikhodko. M.: Transports, 1996. - 311 p» et sur
«Pavlov A.P. Manuel. Théorie du potentiel de performance et redondance de
réparation de la fiabilité des systèmes techniques vieillissants / A.P. Pavlov. L.V.
Dekhterinsky, S.B. Norkin, S.A. Skripnikov / Moscou.: "MADI" 2013 - 118 p».
Les instructions méthodiques contiennent 4 travaux de laboratoire. Chaque travail
contient du matériel théorique sur le sujet du travail de laboratoire, qui présente sous une
forme concise le matériel nécessaire à la mise en œuvre consciente et à l'analyse des
résultats obtenus lors de sa réalisation et des tâches pour effectuer une partie indépendante
du travail.
Le logiciel de réalisation des travaux de laboratoire est original et est la propriété
du département de Fabrication et réparation d’automobiles et d'engins routiers dans
l’Université Technique d'État de l'Automobile et des Routes de Moscou (MADI).

LABO #1
SUJET: «Fonction de formation de la performance pour des modèle- exemples»
OBJECTIF: considérer les concepts initiaux de base du modèle de vieillissement
et de restauration du système - l'équation de vieillissement, la fonction de décroissance,
les lignes de vieillissement qui forment la fonction du potentiel de performance du
système; pour des exemples de modèles, étudier la dépendance de la fonction formatrice
du potentiel de performance sur les paramètres proposés.
Logiciel: programme formfunk.bas.
PARTIE COMMUNE
Le modèle de simulation du vieillissement et de la restauration du système
considéré décrit l'évolution du paramètre directeur (paramètres directeurs) du procéssus.
Si nous parlons d'un automobile dans son ensemble ou d'une partie assez complexe de
celui-ci, la caractéristique de son «activité vitale» est sa performance.
L'état du système (automobile, ses composants) résultant de processus simultanés
de vieillissement et de restauration sera modélisé par un paramètre généralisé - une
fonction aléatoire du temps П(t), que nous appellerons le potentiel de performance du
système.
La fonction П(t) est définie sur l'intervalle de temps [O, +∞). En même temps, sous
le temps t, on entendra partout non pas le temps calendaire, mais le temps opératoire;
dimension du "temps" [t] = 1000 km. Avec cette approche, les actions de réparation
correspondent à des instants et non à des intervalles de temps, puisque l'indisponibilité,
quelle qu'en soit la cause, ne s'accompagne pas d'une augmentation du temps de
fonctionnement.
Le vieillissement de la voiture - un processus objectivement existant (un
automobile qui ne vieillit pas est fondamentalement impossible) - sera modélisé par un
paramètre généralisé y (ce n'est pas encore un potentiel de performance). L'évolution de
ce paramètre caractérise l'effet combiné de tous les facteurs qui génèrent le processus de
vieillissement: usure des éléments du système, corrosion, fatigue, changements
structurels et transformations chimiques des métaux, etc. D'une manière générale, y est
une fonction aléatoire du temps. Cependant, puisque nous étudions le comportement non
pas d'un système spécifique (un automobile spécifique), mais d'un système moyen d'un
grand nombre de systèmes spécifiques similaires, il y a suffisamment de raisons pour faire
une hypothèse simplificatrice sur le déterminisme de la fonction y(t), qui décrit l'état du
système dans le processus de vieillissement. L'élimination de l'impact des temps d'arrêt
est un facteur supplémentaire dans la prise de cette décision.
En première approximation, nous supposerons que la fonction y(t) est la solution
d'une équation différentielle linéaire - l'équation du vieillissement,
, 0 ≤ t <Т ≤ +∞, (1.1)