Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu về chẩn đoán trạng thái kỹ thuật hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel Trong quá trình khai thác sử dụng tính năng kỹ thuật của các hệ thống, các bộ phận chi tiết trong động cơ Diesel thay đổi dần theo hướng xấu đi, mà trong đó hệ thống cung cấp nhiên liệu là một trong những hệ thống quan trọng chịu sự biến đổi xấu đó. Xác định sự thay đổi trạng thái kỹ thuật đó mà không phải tháo rời là một trong những nhiệm vụ quan trọng của chẩn đoán kỹ thuật. Quá trình thay đổi trạng thái kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu thường diễn ra liên tục dưới tác động của một số nguyên nhân trong quá trình làm việc: - Ảnh hưởng của điều kiện làm việc: nhiệt độ, áp suất cao, làm việc trong thời gian dài làm tăng độ mài mòn, suy giảm độ bền đối với các bộ phận như bơm cao áp, vòi phun… - Ảnh hưởng của điều kiện sử dụng: Môi trường sử dụng , nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn… và trình độ sử dụng là muốn nói đến yếu tố tác động của con người, sự hiểu biết của người sử dụng.
- Ảnh hưởng của công nghệ, thiết kế và chế tạo: vật liệu, tính chính xác ảnh hưởng lớn đến trạng thái kỹ thuật của các chi tiết, bộ phận, việc thiết kế phải đảm bảo đơn giản tối ưu, thích hợp với việc bảo dưỡng và sửa chữa. Từ những nguyên nhân trên, theo từng nguyên nhân mà mức độ hư hỏng có khác nhau nhưng chắc chắn rằng hư hỏng xảy ra trong quá trình sử dụng là không thể tránh khỏi. Công tác chẩn đoán kỹ thuật có thể đánh giá đúng tình trạng kỹ thuật của động cơ và các bộ phận chi tiết của nó, có khả năng dự báo chính xác những hư hỏng hoặc những sự cố có thể xảy ra, từ đó định ra các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 chế độ bảo dưỡng sửa chữa thích hợp đảm bảo tuổi thọ, độ tin cậy cho động cơ và các bộ phận của nó. Hiện nay việc chẩn đoán kỹ thuật đang được áp dụng ở nước ta với mức độ thấp, chỉ có một vài liên doanh lắp ráp và sửa chữa ô tô có cầu chẩn đoán hoàn chỉnh; ở phần lớn các cơ sở sửa chữa, việc chẩn đoán dựa vào các thiết bị chẩn đoán đơn lẻ, không đồng bộ và việc xử lý các thông tin để đưa ra kết luận chẩn đoán hoàn toàn dựa vào chuyên gia.
Độ chính xác của quyết định chẩn đoán phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của chuyên gia, nếu chuyên gia có nhiều kinh nghiệm thì chẩn đoán gần đúng hơn và ngược lại, nếu chuyên gia ít kinh nghiệm thì chẩn đoán dễ sai hơn. Việc đưa những ứng dụng tin học vào trong lĩnh vực chẩn đoán (hệ chuyên gia) là một nhu cầu thực tế ngày càng trở nên cấp thiết. Các hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán đang có sức thu hút bởi hai lý do chính: Thứ nhất, đó là những chương trình hữu ích và tiện lợi đáp ứng được nhu cầu thực tế; Thứ hai bởi tính khả thi của chúng. Tính hấp dẫn của một hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán thường dựa trên khả năng sẵn sàng thích ứng của nó.
Đối với con người cần phải nghỉ ngơi, làm việc với mức độ và thời gian nhất định, thì hệ chuyên gia có thể làm việc bất cứ lúc nào và không hạn chế thời gian. Tri thức của con người có giới hạn, phụ thuộc trình độ chuyên môn của họ và có thể bị mất đi; nhưng khó mà lấy đi vĩnh viễn tri thức của hệ chuyên gia, nó có thể dễ dàng sao chép lưu trữ và tri thức của hệ chuyên gia có thể tổ hợp được tri thức của rất nhiều chuyên gia giỏi trong lĩnh vực nghiên cứu. Hơn nữa, chuyên gia người cần một thời gian dài mới trở thành chuyên gia trong một số lĩnh vực nhất định và việc đào tạo mới là rất khó và mất nhiều thời gian. Nhu cầu thực tế đòi hỏi một sự quan tâm nghiêm túc, xây dựng những hệ chuyên gia trợ giúp trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: quản lý kinh tế, kiến trúc, khám chữa bệnh, chẩn đoán kỹ thuật… LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Trở lại vấn đề xây dựng một hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán ta thấy: Trong thực tế, khi chẩn đoán các chuyên gia thường sử dụng những đánh giá chủ quan hoặc trực giác, họ không thể luôn đưa ra được những chẩn đoán đúng hoặc nhiều lúc họ không thể giải thích vì sao họ đã đưa ra những kết luận như vậy.
Kết quả của những phân tích chẩn đoán thường được ước lượng với một cách tuỳ ý. Lượng thông tin duy nhất có thể chỉ là những nhận xét theo kinh nghiệm của các chuyên gia, ví dụ “Bơm xăng kém” “ Xe này còn tốt” “ Kim phun bị hỏng rồi”…. Vấn đề đặt ra là liệu có thể xây dựng một hệ chuyên gia có khả năng xử lý những thông tin đó không? nhược điểm chính trong khi chẩn đoán là ở ranh giới giữa các hỏng hóc thì các chuyên gia không ít nhiều đều phụ thuộc vào kinh nghiệm thực tiễn, thường hay xảy ra những sai lầm trong những chẩn đoán và điều trị những hư hỏng thuộc biên. Đối với những trường hợp biên ( khó chẩn đoán rõ ràng), lý thuyết tập mờ cung cấp những công cụ thích hợp và rất gần thực tế.Tình hình nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết mờ trong chẩn đoán 1.
Ứng dụng lý thuyết tập mờ trong chẩn đoán trên thế giới Năm 1965, giáo sư Lofit A. Zadeh [14] đã đưa ra ý tưởng xây dựng cơ sở tính toán cho suy luận mờ và lý thuyết mờ do ông đề ra đã được trình bày trong nhiều tài liệu và sẽ được ứng dụng để xây dựng lên mô hình trợ giúp chẩn đoán kỹ thuật nói trên.Việc sử dụng lý thuyết này có những ưu điểm sau: - Cho phép sử dụng các thông tin định tính, dạng ngôn ngữ - Sử dụng logic suy diễn gắn liền với tri thức con người. Kể từ đó logic mờ và công nghệ mờ phát triển mạnh mẽ, trong đó phải kể đến dự án LIFE ( the Laboatry for International Fuzzy Enginneering) 1989 – 1995 do giáo sư T.Terano ( Tokyo Institute of Technology - Japan) điều hành [15] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Những ứng dụng đầu tiên về điều khiển mờ của nhóm tác giả Mandani và Assklian năm 1974 [16]. Tiếp đó logic mờ được ứng dụng cho điều khiển lo nung xi măng của Larsen (1980) [17] ; quản lý bãi đỗ xe của Sugeno (1984) [18]; điều khiển nhà máy nước của Yagshita (1985) [19]; điều khiển hệ thống giao thông ngầm, quản lý thang máy của Fụitec (1988) [20]; điều hiển hệ thống năng lượng và phản ứng hạt nhân của Bernard (1988); điều khiển máy bay trực thăng của Sugeno ( 1990) [21]… - Ứng dụng lý thuyết tập mờ trong chẩn đoán trong nước.
Hiện nay ở nước ta các hệ chẩn đoán dựa trên cơ sở logic mờ đã và đang được nghiên cứu như công trình xây dựng hệ chuẩn đoán bệnh nhiệt đới của viện công nghệ thông tin quốc gia. Đề tài “ứng dụng lý thuyết mờ chẩn đoán trạng thái kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel trên xe tải cỡ nhỏ”, nhằm xác định tình trạng kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel mà không phải tháo rời các chi tiết, tiết kiệm rất nhiều công sức và tốn phí lao động, đảm bảo độ tin cậy, tính kinh tế và khả năng khai thác sử dụng tốt nhất. Với mong muốn tìm tòi những khả năng mới của khoa học có ích cho thực tế, đề tài đi sâu tìm hiểu bài toán ứng dụng lý thuyết mờ để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel, và xây dựng phần mềm với một đối tượng cụ thể là hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu sự thay đổi trạng thái kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel trong quá trình khai thác và ứng dụng lý thuyết tập mờ trong việc nâng cao hiệu quả của việc chẩn đoán, dự báo sự thay đổi tình trạng kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2. Đối tượng nghiên cứu - Những hư hỏng trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel trên xe tải Vinaxuki cơ nhỏ. - Phương pháp chẩn đoán hư hỏng hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng logic mờ 2. Phạm vi nghiên cứu.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel trên xe tải nhỏ 2. Nội dung nghiên cứu Tìm hiểu khả năng ứng dụng lý thuyết tập mờ trong công tác chẩn đoán nói chung. Tìm hiểu sự biến đổi trạng thái kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel trong quá trình khai thác, và khả năng biểu thị chúng bằng thông tin mờ. Xây dựng mô hình hệ luật trợ giúp chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dựa vào lý thuyết tập mờ.
Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm kiểm chứng và mô phỏng trên máy tính. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Trong rất nhiều vấn đề vần khảo sát, nghiên cứu khi mà đối tượng không thể mô tả bởi một mô hình toán học hoặc có thể mô tả được song mô hình của nó quá phức tạp, cồng kềnh, khó ứng dụng, thì logic mờ( fuzzy logic) lại chiếm ưu thế rõ rệt. Trong khai thác hệ thống nhiên liệu Diezen, người sử dụng thường chỉ dựa vào kinh nghiệm để điều khiển quá trình công tác của động cơ. Khi một yếu tố khai thác nào đó thay đổi làm suy giảm các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ, người sử dụng không hoàn toàn dựa trên mô hình toán học để khai thác động cơ mà dựa trên kinh nghiệm của mình để làm điều đó.
Kinh nghiệm được rút ra từ các hiện tượng đã xảy ra, nhưng rõ ràng chỉ được đúc rút đúng khi người sử dụng có kiến thức cơ bản (tức các mô hình toán). Như vậy, bằng tư duy logic của con người, kiến thức cơ bản và các mô hình toán học, cơ sở khoa học của tính toán thiết kế đã được mềm hoá rất nhiều, không còn là các phường trình, các con số hoặc hệ số …. Mà trở thành một hệ thống suy diễn với mức độ định lượng một cách tương đối.