Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Eksploatacja urządzeń mechatronicznych
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. A. Woźniak, prof. nzw. PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1140-MT000-ISP-7002
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba godzin bezpośrednich – 49 godz. • wykład 30 godz, • projekt w laboratorium 15 godz. • konsultacje – 2 godz. • egzamin – 2 godz. Praca własna studenta – 35 godz. • przygotowanie do zajęć projektowych 10 godz, • zapoznanie z literaturą 5 godz, • przygotowanie raportu projektu 10 godz, • przygotowanie do egzaminu 10 godz. RAZEM 84 godz. = 3 punkty ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - Liczba godzin bezpośrednich – 49 godz. • wykład 30 godz, • projekt w laboratorium 15 godz. • konsultacje – 2 godz. • egzamin – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,5 punktu ECTS – 37 godz., w tym: • projekt w laboratorium 15 godz. • konsultacje – 2 godz. • przygotowanie do zajęć projektowych 10 godz, • przygotowanie raportu projektu 10 godz,
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagana jest znajomość podstaw z: matematyki, fizyki, statystyki, mechaniki, konstrukcji zespołów i urządzeń mechatroniki, podstaw technik wytwarzania oraz metrologii ogólnej i technicznej.
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Opanowanie podstaw niezawodności i eksploatacji systemów mechatronicznych. W szczególności znajomość zagadnień związanych z badaniami niezawodności urządzeń stosowanych w przemyśle maszynowym, precyzyjnym, motoryzacyjnym, lotniczym, aparaturowym i sprzętu gospodarstwa domowego w cyklu ich istnienia. Umiejętność obliczania parametrów niezawodności urządzeń, w tym z wykorzystaniem szeroko stosowanych w przemyśle programów komputerowych wspomagających takie obliczenia
Treści kształcenia:
Wykład: Wprowadzenie do eksploatacji. Okres istnienia urządzenia mechatronicznego. Nauki eksploatacyjne. Miejsce eksploatacji w gospodarce. Definicje. System eksploatacji. Modele procesu eksploatacji i badań elementów i systemów mikro – mechatroniki. Problemy zapewnienia niezawodności w procesach eksploatacji systemów mechatronicznych z uwzględnieniem profilaktyki i diagnostyki. Strategie eksploatacji. Geneza niezawodności. Definicja niezawodności. Niezawodnościowe cechy jakości urządzeń: niezawodność, gotowość, nieuszkadzalność, obsługiwalność, uszkodzenie, naprawialność, tolerowanie uszkodzeń, trwałość, itp. Badania niezawodności urządzeń w cyklu jego istnienia. Główne grupy oceny niezawodności na podstawie informacji eksploatacyjnej. Czynniki wpływające na niezawodność. Składowe informacji w badaniach niezawodności – bazy danych. Modele matematyczne niezawodności, charakterystyki funkcyjne i liczbowe. Niezawodność a prawdopodobieństwo. Charakterystyki funkcyjne i liczbowe stosowane w niezawodności urządzeń: funkcja niezawodności, funkcja zawodności, funkcja intensywności uszkodzeń, funkcja wiodąca, oczekiwany czas zdatności, wariancja czasu zdatności, średnia intensywność uszkodzeń, resurs gamma-procentowy. Rozkłady czasów poprawnej pracy: wykładniczy, Weibulla, Reyleigha, normalny, potęgowy i inne. Przykłady obliczeń niezawodności urządzeń. Badania eksploatacyjne, bazy danych. Prowadzenie badań niezawodnościowych. Kryteria zakończenia badania. Metody analizy wyników badań. Struktura bazy danych niezawodnościowych. Systemy: eSIGI++, AutoStacja, SAP, PS Soft 2.00, inne. Badania przyspieszone. Schemat przyspieszonego badania niezawodnościowego. Testy jakościowe. Testy ilościowe. Modele obciążeń: Arrheniusa, Eyringa, Inverse Power Law i inne. Programy wspierające badania przyspieszone na przykładzie systemu ALTA ReliaSoft. Przykłady badań przyspieszonych. Złożone obiekty techniczne –niezawodność systemów. Komputerowe wspomaganie obliczeń niezawodności. Model matematyczny złożonego urządzenia –system. Struktura systemu. Reprezentacja struktury systemu: tablica, schemat blokowy, funkcja logiczna, postać analityczna. Niezawodność strukturalna połączeń: szeregowych, równoległych, równoległo-szeregowych. Cechy systemów. Rezerwowanie: obciążone, nieobciążone, ulgowe. Przegląd i analiza programów komputerowych stosowanych do wspomagania obliczeń parametrów niezawodności urządzeń: AvSim+, BlockSim, Computer Aided Reliability Engineering (CARE) VRBD, Measures of Dependability (MEADEP), Rapid Availability Prototyping for Testing Operational Readiness (RAPTOR), Relex RBD, TIGER. Komputerowa analiza wyników badań z zastosowaniem programów Statgrafics i Weibull 7++. Przykładowe obliczania parametrów niezawodności urządzeń o złożonej pseudostrukturze niezawodnościowej: szeregowej, równoległej i mieszanej, przy użyciu programu RAPTOR. Uszkodzenia. Definicje. Klasyfikacje uszkodzeń. Podstawy fizyczne uszkodzeń elementów mechanicznych i elektronicznych urządzeń mechatronicznych: niszczenie mechaniczne, niszczenie elektryczne, niszczenie cieplne. Warunki eksploatacyjne. Warunki klimatyczne. Wpływ czynników środowiskowych na uszkodzenia elementów mechatronicznych Analiza niezawodności człowieka. Historia Human Factor. Model SHELL, Model REASONA. Przyczyny katastrof lotniczych. Czynniki wpływające na działanie człowieka. Kategorie błędów ludzkich. Aspekty ekonomiczne. Koszty niezawodności. Kryteria kosztów. Wskaźniki w produkcji. Wskaźniki w dostawach. Wskaźniki w sprzedaży. Redukcja kosztów obsługi Projekt: 1. Badania mechaniczne 2. Badania klimatyczne 3. Badania przyspieszone 4. Analiza wyników badań
Metody oceny:
Egzamin z treści wykładu oraz ocena na podstawie złożonych projektów
Egzamin:
tak
Literatura:
[1] B. Żółtowski, Cz. Cempel: Inżynieria diagnostyki maszyn. Biblioteka Problemów Eksploatacji, Instytut Technologii Eksploatacji, Warszawa, 2004 [2] W. Pamuła: Niezawodność i bezpieczeństwo. Wybór zagadnień. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2011 [3] Niezawodność w technice. Zestaw norm. Wydawnictwa Normalizacyjne ALFA-WERO Sp. Z o. o., Warszawa, 1997 [4] Poradnik niezawodności. Praca zbiorowa pod red. J. Migdalskiego, Wydawnictwa Przemysłu Maszynowego „WEMA”, Warszawa, 1982 [5] D. Bobrowski: Modele i metody matematyczne teorii niezawodności w przykładach i zadaniach. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1985 [6] J. Oprządkiewicz: Wspomaganie komputerowe w niezawodności maszyn. WNT, Warszawa, 1993.
Witryna www przedmiotu:
http://zmiij.mchtr.pw.edu.pl/lista_przed.php?subj=4&page=5
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka EUM_W01
Posiada wiedzę na temat korzystania z komputerowego wspomagania przy analizie wyników badań niezawodnościowych i symulacji czasu życia złożonych obiektów technicznych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka EUM_W02
Zna podstawowe parametry liczbowe i charakterystyki funkcyjne stosowane w badaniach niezawodności urządzeń mechatronicznych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka EUM_U01
Potrafi projektować urządzenia mechatroniczne z wykorzystaniem odpowiednich podzespołów katalogowych oraz potrafi wykorzystywać informacje znajdujące się w specyfikacji do obliczeń parametrów niezawodnościowych projektowanego urządzenia.
Weryfikacja: zaliczenie projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka EUM_U02
Potrafi posługiwać się narzędziami informatycznymi w procesie projektowania urządzeń mechatronicznych, w szczególności do analizy parametrów i charakterystyk niezawodności oraz do badań symulacyjnych złożonych obiektów technicznych.
Weryfikacja: zaliczenie projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka EUM_K01
Potrafi pracować w zespole nad złożonym projektem wymagającym zaangażowania wielu osób.
Weryfikacja: zaliczenie projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KO, I.P6S_KR, P6U_K