نويسنده: مهندس سعيد رمضاني
براي ارزيابي اينكه مقادير بدست آمده در تحليل روغن، شرايط مناسبي را نشان مي دهند و يا برعكس نشان دهنده شرايط غيرعادي در ماشين هستند، لازم است كه معيارهايي براي دسته بندي اين مقادير به مقادير عادي و يا مشكوك وجود داشته باشد. تشخيص اين معيارها و روش هاي ارزيابي نتايج آزمايش ها همواره يكي از چالش هاي اصلي در برنامه هاي تحليل روغن بوده است. در اين راستا سازندگان تجهيزات، شركت هاي توليد كننده روغن و آزمايشگاه هاي تحليل روغن، معيارها و روش هايي را براي ارزيابي وضعيت روغن ارايه مي دهند. هر يك از اين معيارها مبتني بر ديدگاههايي است كه آگاهي از آنها در زمان استفاده ضروري است.
داده كاوي
امروزه در دنياي توسعه يافته، دانش داده كاوي به طور گسترده اي در علوم مختلف در جهت رفع مشكلات و معضلات مورد بهره برداري قرار مي گيرد. تاكنون تعاريف متعددي از داده كاوي ارايه شده است، از جمله آنكه داده كاوي مجموعه اي از تكنيك هايي است كه متغيرهاي چند گانه يك پديده تحت بررسي را به طور همزمان تحليل مي كند.
در فرآيند داده كاوي، با توجه به متغيرها و اهداف داده كاوي از ابزارها و روش هاي مختلفي استفاده مي شود. متغيرها مي توانند وابسته يا مستقل، گسسته يا پيوسته بوده و با مقياس هاي اسمي، فاصله اي، رتبه اي و يا نسبي اندازه گيري شده باشند. با توجه به اهداف داده كاوي، روش هاي گزارش دهي و پردازش تحليل برخط، مدل سازي مبتني بر نظريه و مدل سازي مبتني بر داده وجود دارند. مدل سازي مبتني بر داده، عمده ترين روش و وجه تمايز داده كاري محسوب مي شود.
ويژگي هاي منحصر بفرد داده كاوي را مي توان بصورت زير برشمرد:
- نه تنها بر فاز تحليل، بلكه بر طراحي، مطالعه و جمع آوري داده نيز تاكيد و تاثير دارد.
- داده كاوي طي سؤالات مشخص و پيچيده، پاسخ هاي دقيق و واضح را از داده هاي جمع آوري شده استخراج مي كند.
- مزيت اصلي و تفاوت آنها با ساير تكنيك ها در اين است كه بجاي ارايه راه حل كلي، پاسخ هاي دقيق متناسب با هدف را در اختيار محقق قرار مي دهد.
- امكان سنجش اثر متغيرهاي مستقل را بر روي متغيرهاي وابسته در يك مدل تحليل حساسيت، فراهم مي كند.
- به مديران كمك مي كند كه تاثير سناريوهاي آتي را مورد ارزيابي قرار دهند و به انتخاب مسير صحيح بپردازند.
حجم بسيار وسيع داده ها را به گونه اي مؤثر خلاصه كرده و از حجم اطلاعات مي كاهد. اين آناليزها مي تواند اطلاعات را در مهمترين فاكتورها و متغيرها خلاصه كند.
در اين شكل فرايند كشف دانش از پايگاه داده ها به صورت شماتيك بيان شده است
تكنيك هاي داده كاوي از جمله تكنيك هاي نوين علمي هستند كه در توصيف، تشريح، پيش بيني و كنترل پديده ها به كار مي روند. اين تكنيك ها به اندازه گيري، تشريح و پيش بيني درجه وابستگي ميان متغيرها مي پردازند. روش هاي داده كاوي نه تنها برجنبه هاي تحليلي مطالعات، بلكه در طراحي و ابزارهاي جمع آوري داده براي تصميم گيري و حل مسائل نيز تاثير مي گذارند.
در بسياري موارد، داده كاوي را مترداف با اصطلاح »كشف دانش در پايگاه داده« قلمداد مي كنند. در حالي كه بعضي نيز داده كاوي را يكي از مراحل فرآيند كشف دانش در پايگاه داده تعريف مي كنند.
نمودار 1: فرايند داده كاري
ارزيابي نتايج آناليز روغن
در اين مقاله روش هاي مختلف تحليل و ارزيابي نتايج مورد استفاده قرار گرفته است و همچنين با تلفيق و تطبيق روش هاي مختلف سعي به دست يابي بهترين نتايج از تحليل روغن شده است.
يكي از اين راهها ايجاد حدودي است كه مقادير پارامترها بايد در آن محدود باشند.
توجه به اين نكته بسيار ضروري است كه شرايط روغن تحت تاثير عوامل زيادي همچون شرايط كاركرد، بارگذاري و بهره برداري از ماشين، مشخصات عمومي دستگاه و مشخصات خاص دستگاه مانند، عمر، لقي ها و غيره مي باشد و در نتيجه استفاده از اين روش ها به عنوان يك راه حل كلي و بدون در نظر گرفتن ساير شرايط همواره نمي تواند نتايج مطلوبي داشته باشد. براي بدست آوردن بهترين و صحيح ترين نتايج، معيارهاي متفاوتي براي تحليل نتايج مورد استفاده قرار مي گيرد.
تعيين حدود ثابت: در اين نگرش محدوده هاي ثابتي براي كميت ها تعريف مي شود كه معمولاً شامل سه محدوده عادي (normal) ، غيرعادي (abnormal) و بحراني (critical) مي باشد. اين كميت مي تواند مقدار مطلق فرسايش يا آلايندگي و يا نرخ فرسايش يا آلايندگي برحسب ساعت كاركرد باشد. براي تعيين وضعيت ماشين مقادير بدست آمده از آزمايش با حدهاي تعيين شده مقايسه شده و شرايط دستگاه ارزيابي مي شود. در اين روش مقادير كمتر از مقدار متوسط به علاوه انحراف معيار، عادي و مقادير بيش از مقدار متوسط به علاوه دو برابر انحراف معيار، بحراني محسوب مي شود و مقادير بين اين دو حد غيرعادي هستند.
تحليل گروهي: در اين روش نتايج به دست آمده از آزمايش هاي مجموعه اي از دستگاه هاي مشابه (يك مدل) كه در شرايط يكساني كار مي كنند مقايسه مي شود.
روش روندگرايي: در اين روش تغييرات كميت ها با زمان براي يك دستگاه خاص بررسي مي شود و با ارزيابي اين تغييرات وضعيت حال و آينده دستگاه تعيين مي شود. در صورتيكه شرايط و فواصل نمونه برداري ثابت باشد با آگاهي از شرايط كاركرد دستگاه و دنبال كردن تغييرات پارامترها مي توان نتايج مطلوبي به دست آورد.
معيارهاي تعيين شده از طرف سازنده: بسياري از سازندگان، معيارها و راهنمايي هايي براي ارزيابي وضعيت روغن ارايه مي دهند. اين معيارها عمدتا حد مجاز آلاينده ها براي آسيب نزدن به دستگاه است.
توليد كنندگان روغن نيز معمولاً حدهاي مجازي براي مقدار آلاينده هاي موجود در روغن تعيين مي كنند. بديهي است كه رعايت اين حدود براي عملكرد دستگاه ضروري است.
تركيب روش ها: بررسي ها و فعاليت هاي انجام شده نشان داده است كه براي پياده سازي يك نظام مراقبت از وضعيت كارآمد، بهتر است هر سه روش فوق هم زمان بكار گرفته شوند و در صورت استفاده هم زمان از هر سه روش نتايج قابل اطمينان تري از ارزيابي به دست خواهد آمد.
در اين رابطه مقدار فرسايش، نتيجه به دست آمده از آخرين آزمايش و متوسط فرسايش، ميانگين مقادير به دست آمده از آزمايشات قبلي انجام شده روي همان دستگاه مي باشد و متوسط فرسايش مدل يا نوع ميانگين به دست آمده از متوسط فرسايش به دست آمده از آزمايشات انجام شده بر روي كليه دستگاه هاي موجود از همان نوع يا مدل مي باشد.
ارزيابي مقدار و تغييرات اين پارامتر در واقع نوعي تركيب هم زمان سه روش فوق مي باشد. در كنار اين روش ها همواره توصيه هاي سازنده نيز بايد به عنوان راهنما مورد توجه قرار گيرد.
تحليل روغن در موتورهاي ديزل
در صورتي كه موتورها عملياتي هستند، هر روز و در غير اينصورت هر هفته يكبار بايد روغن نمونه گيري و علاوه بر بازرسي چشمي ويسكوزيته، آلودگي آب و عدد بازي آن اندازه گيري شود. در صورت وجود مواد نامحلول و يا آب در بازرسي چشمي و يا هر يك از حالات روغن براي انجام آزمايشات دقيق تر بايد به آزمايشگاه فرستاده شود.
مصور سازي: با مصورسازي بهتر مي توان الگوها را كشف و تفسير كرد. الگوهايي كه در يك متن يا جدول هستند به سختي مي توانند تفسير شوند، در صورتي كه با نمودارها و چارت ها خيلي راحت تر مي توان اين الگوها را شناسايي و تفسير كرد. يك شكل مي تواند در عرض چند ثانيه اطلاعات زيادي را به ما بدهد و مي توان به سرعت اطلاعات مهمي را از آن استخراج كرد.
براي ارزيابي اينكه مقادير بدست آمده در تحليل روغن، شرايط مناسبي را نشان مي دهند و يا برعكس نشان دهنده شرايط غيرعادي در ماشين هستند، لازم است كه معيارهايي براي دسته بندي اين مقادير به مقادير عادي و يا مشكوك وجود داشته باشد. تشخيص اين معيارها و روش هاي ارزيابي نتايج آزمايش ها همواره يكي از چالش هاي اصلي در برنامه هاي تحليل روغن بوده است. در اين راستا سازندگان تجهيزات، شركت هاي توليد كننده روغن و آزمايشگاه هاي تحليل روغن، معيارها و روش هايي را براي ارزيابي وضعيت روغن ارايه مي دهند. هر يك از اين معيارها مبتني بر ديدگاههايي است كه آگاهي از آنها در زمان استفاده ضروري است.
داده كاوي
امروزه در دنياي توسعه يافته، دانش داده كاوي به طور گسترده اي در علوم مختلف در جهت رفع مشكلات و معضلات مورد بهره برداري قرار مي گيرد. تاكنون تعاريف متعددي از داده كاوي ارايه شده است، از جمله آنكه داده كاوي مجموعه اي از تكنيك هايي است كه متغيرهاي چند گانه يك پديده تحت بررسي را به طور همزمان تحليل مي كند.
در فرآيند داده كاوي، با توجه به متغيرها و اهداف داده كاوي از ابزارها و روش هاي مختلفي استفاده مي شود. متغيرها مي توانند وابسته يا مستقل، گسسته يا پيوسته بوده و با مقياس هاي اسمي، فاصله اي، رتبه اي و يا نسبي اندازه گيري شده باشند. با توجه به اهداف داده كاوي، روش هاي گزارش دهي و پردازش تحليل برخط، مدل سازي مبتني بر نظريه و مدل سازي مبتني بر داده وجود دارند. مدل سازي مبتني بر داده، عمده ترين روش و وجه تمايز داده كاري محسوب مي شود.
ويژگي هاي منحصر بفرد داده كاوي را مي توان بصورت زير برشمرد:
- نه تنها بر فاز تحليل، بلكه بر طراحي، مطالعه و جمع آوري داده نيز تاكيد و تاثير دارد.
- داده كاوي طي سؤالات مشخص و پيچيده، پاسخ هاي دقيق و واضح را از داده هاي جمع آوري شده استخراج مي كند.
- مزيت اصلي و تفاوت آنها با ساير تكنيك ها در اين است كه بجاي ارايه راه حل كلي، پاسخ هاي دقيق متناسب با هدف را در اختيار محقق قرار مي دهد.
- امكان سنجش اثر متغيرهاي مستقل را بر روي متغيرهاي وابسته در يك مدل تحليل حساسيت، فراهم مي كند.
- به مديران كمك مي كند كه تاثير سناريوهاي آتي را مورد ارزيابي قرار دهند و به انتخاب مسير صحيح بپردازند.
حجم بسيار وسيع داده ها را به گونه اي مؤثر خلاصه كرده و از حجم اطلاعات مي كاهد. اين آناليزها مي تواند اطلاعات را در مهمترين فاكتورها و متغيرها خلاصه كند.
در اين شكل فرايند كشف دانش از پايگاه داده ها به صورت شماتيك بيان شده است
تكنيك هاي داده كاوي از جمله تكنيك هاي نوين علمي هستند كه در توصيف، تشريح، پيش بيني و كنترل پديده ها به كار مي روند. اين تكنيك ها به اندازه گيري، تشريح و پيش بيني درجه وابستگي ميان متغيرها مي پردازند. روش هاي داده كاوي نه تنها برجنبه هاي تحليلي مطالعات، بلكه در طراحي و ابزارهاي جمع آوري داده براي تصميم گيري و حل مسائل نيز تاثير مي گذارند.
در بسياري موارد، داده كاوي را مترداف با اصطلاح »كشف دانش در پايگاه داده« قلمداد مي كنند. در حالي كه بعضي نيز داده كاوي را يكي از مراحل فرآيند كشف دانش در پايگاه داده تعريف مي كنند.
نمودار 1: فرايند داده كاري
در اين مقاله روش هاي مختلف تحليل و ارزيابي نتايج مورد استفاده قرار گرفته است و همچنين با تلفيق و تطبيق روش هاي مختلف سعي به دست يابي بهترين نتايج از تحليل روغن شده است.
يكي از اين راهها ايجاد حدودي است كه مقادير پارامترها بايد در آن محدود باشند.
توجه به اين نكته بسيار ضروري است كه شرايط روغن تحت تاثير عوامل زيادي همچون شرايط كاركرد، بارگذاري و بهره برداري از ماشين، مشخصات عمومي دستگاه و مشخصات خاص دستگاه مانند، عمر، لقي ها و غيره مي باشد و در نتيجه استفاده از اين روش ها به عنوان يك راه حل كلي و بدون در نظر گرفتن ساير شرايط همواره نمي تواند نتايج مطلوبي داشته باشد. براي بدست آوردن بهترين و صحيح ترين نتايج، معيارهاي متفاوتي براي تحليل نتايج مورد استفاده قرار مي گيرد.
تعيين حدود ثابت: در اين نگرش محدوده هاي ثابتي براي كميت ها تعريف مي شود كه معمولاً شامل سه محدوده عادي (normal) ، غيرعادي (abnormal) و بحراني (critical) مي باشد. اين كميت مي تواند مقدار مطلق فرسايش يا آلايندگي و يا نرخ فرسايش يا آلايندگي برحسب ساعت كاركرد باشد. براي تعيين وضعيت ماشين مقادير بدست آمده از آزمايش با حدهاي تعيين شده مقايسه شده و شرايط دستگاه ارزيابي مي شود. در اين روش مقادير كمتر از مقدار متوسط به علاوه انحراف معيار، عادي و مقادير بيش از مقدار متوسط به علاوه دو برابر انحراف معيار، بحراني محسوب مي شود و مقادير بين اين دو حد غيرعادي هستند.
تحليل گروهي: در اين روش نتايج به دست آمده از آزمايش هاي مجموعه اي از دستگاه هاي مشابه (يك مدل) كه در شرايط يكساني كار مي كنند مقايسه مي شود.
روش روندگرايي: در اين روش تغييرات كميت ها با زمان براي يك دستگاه خاص بررسي مي شود و با ارزيابي اين تغييرات وضعيت حال و آينده دستگاه تعيين مي شود. در صورتيكه شرايط و فواصل نمونه برداري ثابت باشد با آگاهي از شرايط كاركرد دستگاه و دنبال كردن تغييرات پارامترها مي توان نتايج مطلوبي به دست آورد.
معيارهاي تعيين شده از طرف سازنده: بسياري از سازندگان، معيارها و راهنمايي هايي براي ارزيابي وضعيت روغن ارايه مي دهند. اين معيارها عمدتا حد مجاز آلاينده ها براي آسيب نزدن به دستگاه است.
توليد كنندگان روغن نيز معمولاً حدهاي مجازي براي مقدار آلاينده هاي موجود در روغن تعيين مي كنند. بديهي است كه رعايت اين حدود براي عملكرد دستگاه ضروري است.
تركيب روش ها: بررسي ها و فعاليت هاي انجام شده نشان داده است كه براي پياده سازي يك نظام مراقبت از وضعيت كارآمد، بهتر است هر سه روش فوق هم زمان بكار گرفته شوند و در صورت استفاده هم زمان از هر سه روش نتايج قابل اطمينان تري از ارزيابي به دست خواهد آمد.
در اين رابطه مقدار فرسايش، نتيجه به دست آمده از آخرين آزمايش و متوسط فرسايش، ميانگين مقادير به دست آمده از آزمايشات قبلي انجام شده روي همان دستگاه مي باشد و متوسط فرسايش مدل يا نوع ميانگين به دست آمده از متوسط فرسايش به دست آمده از آزمايشات انجام شده بر روي كليه دستگاه هاي موجود از همان نوع يا مدل مي باشد.
ارزيابي مقدار و تغييرات اين پارامتر در واقع نوعي تركيب هم زمان سه روش فوق مي باشد. در كنار اين روش ها همواره توصيه هاي سازنده نيز بايد به عنوان راهنما مورد توجه قرار گيرد.
تحليل روغن در موتورهاي ديزل
در صورتي كه موتورها عملياتي هستند، هر روز و در غير اينصورت هر هفته يكبار بايد روغن نمونه گيري و علاوه بر بازرسي چشمي ويسكوزيته، آلودگي آب و عدد بازي آن اندازه گيري شود. در صورت وجود مواد نامحلول و يا آب در بازرسي چشمي و يا هر يك از حالات روغن براي انجام آزمايشات دقيق تر بايد به آزمايشگاه فرستاده شود.
مصور سازي: با مصورسازي بهتر مي توان الگوها را كشف و تفسير كرد. الگوهايي كه در يك متن يا جدول هستند به سختي مي توانند تفسير شوند، در صورتي كه با نمودارها و چارت ها خيلي راحت تر مي توان اين الگوها را شناسايي و تفسير كرد. يك شكل مي تواند در عرض چند ثانيه اطلاعات زيادي را به ما بدهد و مي توان به سرعت اطلاعات مهمي را از آن استخراج كرد.
