rezumat_teza_lascateu_emilian by Daniel Boss

ROMÂNIA MINISTERUL APĂRĂRII NAŢIONALE

ACADEMIA TEHNICĂ MILITARĂ

Colonel inginer Emilian LĂSCĂTEU

REZUMAT TEZĂ DE DOCTORAT TEMĂ : STUDII PRIVIND STABILIREA STRATEGIEI DE MENTENANŢĂ A AUTOMOBILELOR DIN DOTAREA TRUPELOR DE POMPIERI

Conducător ştiinţific:

Gl. Bg.(r) prof.univ.dr.ing. Ioan FILIP

Bucureşti - 2006 1

Subcoperta

ROMÂNIA MINISTERUL APĂRĂRII NAŢIONALE ACADEMIA TEHNICĂ MILITARĂ

Colonel inginer Emilian LĂSCĂTEU

STUDII PRIVIND STABILIREA STRATEGIEI DE MENTENANŢĂ A AUTOMOBILELOR DIN DOTAREA TRUPELOR DE POMPIERI

Conducător ştiinţific: Gl. Bg.(r) prof.univ.dr.ing. Ioan FILIP

Bucureşti - 2006 3

Cuprins Cuprins…......………............................................................................... Introducere.....…………......................................................................... 1. Consideraţii privind starea actuală a automobilelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă................................ 1.1 Generalităţi........................................................................................ 1.2 Clasificarea mijloacelor tehnice pentru intervenţie în situaţii de urgenţă.............................................................................. 1.3 Strategia actuală de mentenanţă a autovehiculelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă........................................................ 2. Sisteme şi strategii de mentenanţă utilizate frecvent în domeniul automobilelor.................................................................. 3. Mentenanţa bazată pe fiabilitate.................................................... 3.1 Elemente generale............................................................................. 3.2 Fiabilitatea autovehiculelor de intervenţie........................................ 3.3 Studiu de caz pentru determinarea fiabilităţii operaţionale la o familie de autovehicule de intervenţie............................................... 3.3.1 Stabilirea ipotezelor.................................................................... 3.3.2 Estimarea parametrilor modelului Weibull................................ 3.3.3 Pregătirea datelor pentru prelucrare........................................... 3.3.4 Estimarea indicatorilor de fiabilitate.......................................... 4. Analiza comparată a strategiilor de mentenanţă. Optimizări. 4.1 Costurile sistemelor de mentenanţă................................................... 4.2 Eficienţa activităţii de mentenanţă.................................................... 4.2.1 Indicatori tehnici de eficienţă ai activităţii de mentenanţă......... 4.2.2 Indicatori economici de eficienţă ai activităţii de mentenanţă... 4.2.3 Optimizarea/ameliorarea mentenanţei........................................ 5. Implicaţiile implementării unei noi strategii de mentenanţă. Unele reglementări necesare.......................................................... 5.1 Personalul de specialitate ocupat în activitatea de mentenanţă......... 5.2 Asigurarea materială şi financiară..................................................... 5.3 Actele normative............................................................................... 5.4 Stabilirea stării tehnice a autovehiculelor de intervenţie în cadrul lucrărilor de mentenanţă....................................................... 5.4.1 Sistemul de diagnosticare tehnică a autovehiculelor.................. 5.4.2 Necesitatea, locul şi rolul diagnosticării tehnice în cadrul lucrărilor de mentenanţă a autovehiculelor de intervenţie......... 5.4.3 Parametrii de diagnosticare………………………………….. 5.4.4 Valorile caracteristice ale parametrilor de diagnosticare…...… 5.4.5 Metode de diagnosticare............................................................. 6. Cercetări experimentale................................................................... 6.1 Probleme generale............................................................................ 6.2 Echiparea autospecialelor pentru probe pe şosea.............................. 4

2 4 12 12 13 20 27 34 34 34 37 38 39 40 45 54 54 57 57 61 67 73 73 77 79 82 82 83 84 87 90 94 94 95

6.3 Planul de testări................................................................................. 6.4 Caracterizarea generală a seriilor dinamice experimentale............... 7. Analiza rezultatelor experimentale................................................ 7.1 Analiza în timp a rezultatelor experimentale.................................... 7.1.1 Analiza comparativă în timp a datelor experimentale................ 7.1.2 Analiza de corelaţie a datelor experimentale............................. 7.2 Analiza spectrală a datelor experimentale......................................... 7.2.1 Analiza monospectrală a datelor................................................. 7.2.2 Analiza polispectrală a datelor................................................... 8. Stabilirea modelelor matematice pe baza datelor experimentale...................................................................................... 8.1 Probleme generale............................................................................. 8.2 Serii dinamice discrete. Autoregresii................................................ 8.3 Modele matematice liniare................................................................ 8.4 Modele matematice neliniare............................................................ 8.5 Modele matematice polinomiale....................................................... 8.6 Modele matematice având la bază reţele neuronale.......................... 8.7 Modelul matematic al autovehiculului aflat în mişcare rectilinie..... 9. Validarea modelelor matematice şi analiza incertitudinilor... 9.1 Elemente generale............................................................................. 9.2 Studiul experimental al dinamicităţii în condiţii de incertitudine (metode clasice).................................................................................. 9.3 Studiul stochastic al dinamicităţii în condiţii de incertitudine.......... 9.4 Studiul dinamicii autospecialei prin aplicarea analizei robuste........ 9.5 Studiul dinamicii autospecialei prin metoda intervalelor.................. 9.6 Stabilirea timpului de demaraj a autospecialei pe baza analizei robuste................................................................................................. 9.7 Influenţa unor factori asupra dinamicităţii........................................ 10. Concluzii finale. Contribuţii.......................................................... 10.1 Concluzii finale.............................................................................. 10.2 Contribuţii...................................................................................... 11. Bibliografie........................................................................................

99 100 116 116 116 122 127 128 131 137 137 139 140 150 152 155 160 170 170 176 180 183 186 190 197 201 201 203 207

INTRODUCERE Performanţele deosebite obţinute de autovehiculele actuale nu ar fi fost posibile fără abordări teoretice temeinice, care să pătrundă în intimitatea proceselor dinamice şi fără desfăşurarea unor cercetări experimentale de fineţe, care să permită investigarea fenomenelor din ce în ce mai complexe care însoţesc funcţionarea acestora. Utilizatorul oricărui tip de autovehicul este confruntat încă de la achiziţionarea sa cu problema complexă a mentenanţei acestuia. Complexitatea problemei constă în faptul că aceasta prezintă mai multe componente dintre care cele mai importante sunt de natură managerială, organizaţională şi instituţională, economico-financiară, tehnologică şi de pregătire a personalului. Managementul mentenanţei produselor şi utilajelor complexe a cunoscut abordări teoretice şi îndeosebi practice diverse. S-a început cu realizarea unor intervenţii atunci când au apărut defectările, procedeu încă utilizat şi în prezent mai ales de către persoanele fizice. Apoi au apărut intervenţiile planificate, mai ales în cazul organizaţiilor mari şi la produse foarte scumpe, procedeu care este utilizat şi în prezent. Apoi s-a ajuns la o îmbinare nuanţată a intervenţiilor planificate şi a celor predictibile, acestea din urmă fiind stabilite în baza unor diagnosticări complexe şi de regulă planificate. Oricare procedeu este utilizat, scopul general este acelaşi; obţinerea unei stări de operativitate corespunzătoare în timp cât mai scurt şi cu eforturi economice şi umane cât mai reduse. Împăcarea acestor deziderate, de natură contradictorie, este posibilă doar printr-un management inteligent, bine organizat şi riguros. În prezenta lucrare sunt avute în vedere unele elemente ale dezideratelor menţionate. Prezenta teză de doctorat este structurată pe 10 capitole. În cadrul ei sunt prezentate elementele principale ale stadiului actual cunoscut în domeniu, elementele teoretice necesare tratării subiectului propus, cât şi problematica achiziţiei şi prelucrării datelor experimentale aferente cu produse software actuale şi performante. Practic lucrarea este compusă din două părţi. În prima parte (teoretică; §2-5) este prezentat stadiul actual privind mentenanţa autospecialelor de stins incendii în cadrul reglementărilor existente, analiza tehnică şi economică a procesului şi sunt propuse modalităţi şi reglementări noi în domeniu. În partea doua (experimentală; §6-9) se prezintă o modalitate de diagnosticare a stării tehnice a motorului de tracţiune a autospecialei având în vedere demarajul acesteia în etajul 2, cu plecarea de pe loc, cu măsurarea timpului în care este parcurs un anumit spaţiu, marcat în prealabil. În cadrul tezei a fost utilizat sistemul englez de numeraţie, cu (.) punct pe post de virgulă zecimală şi (,) virgulă pe postul de separare a miilor/milioanelor. 6

Capitolul 1 este destinat unei analizei privind starea generală a parcului de autovehicule existent în dotarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă. Sunt de asemenea trecute în revistă reglementările principale care stau la baza sistemului de mentenanţă utilizat în prezent. Situaţia la zi a sistemului poate fi sumar caracterizată astfel:  autospecialele de stins incendii noi (moderne), achiziţionate recent, reprezintă un procentaj puţin semnificativ în raport cu întregul parc existent;  deşi au rulaje nu prea mari, autospecialele de stins incendii prezintă uzuri pronunţate şi nu corespund din punct de vedere tehnic decât parţial cerinţelor actuale. Având o fiabilitate redusă (MTBF mic) acestea implică o anumită nesiguranţă operaţională;  menţinerea acestor autovehicule în utilizarea curentă se face cu mari cheltuieli, în special pe zona de mentenanţă;  reglementările actuale din zona mentenanţei nu mai corespund tehnologiilor moderne;  cu toate aceste vicisitudini achiziţia unor autospeciale moderne ar putea fi amânată pentru moment. Menţinerea încă un anumit timp la utilizator a autospecialelor existente (soluţie provizorie) are o anumită justificare având în vedere că:  rulajul efectiv la circa 70 % din autospeciale existente este sub 100,000 kmEC;  cheltuielile de utilizare, care le includ şi pe cele de mentenanţă, sunt mai mici în raport cu cele similare la autospecialele noi (carburanţi-lubrifianţi, piese şi subansamble mai ieftine);  achiziţia implică importuri, de autospeciale sau subansamble foarte scumpe care sunt greu de suportat din punct de vedere financiar;  pentru a mai menţine în stare operaţională actualul parc, până ce el va fi înlocuit treptat, în zona mentenanţei sunt necesare unele modificări organizatorice şi de natură tehnologică, în special pe zona operaţiunilor de diagnosticare preventivă;  de pe acum sunt necesare eforturi care să permită ca operaţiunile de mentenanţă ce urmează a se efectua la noile autovehicule care intră deja în parcul inspectoratului, să se execute în special prin metode de diagnosticare preventivă. Capitolul 2 se ocupă în principal de problema strategiilor de mentenanţă care se aplică la autospecialele de stins incendii, având în vedere că acestea reprezintă circa 80 % din parcul auto al inspectoratului. La început este prezentată o caracterizare generală a condiţiilor de utilizare, acestea constând din faptul că autospecialele de stins incendii staţionează permanent încărcate la sarcina maximă; trebuie să plece rapid în caz de urgenţă; motorul de tracţiune funcţionează frecvent la regimuri critice în primele momente ale deplasării; sunt utilizate în diverse condiţii de climă, 7

relief, stare a vremii, fluctuaţia conducătorilor auto este mare. Apoi se prezintă cele trei niveluri de mentenanţă care este aplicată în prezent la autospecialele de stins incendiu cu detalierea principalelor activităţi ce se execută în cadrul acestora. Capitolul 3 este destinat prezentării mentenanţei bazată pe fiabilitate, acesta fiind un instrument care permite optimizarea acţiunilor de mentenanţă. Criteriile avute în vedere sunt în general securitatea, disponibilitatea şi costurile mentenanţei. Sunt prezentaţi apoi indicatorii de fiabilitate considerând că una din cele mai convenabile şi mai utilizate legi de repartiţie în domeniul autovehiculelor este legea lui WEIBULL, în varianta biparametrică şi respectiv triparametrică. Sunt prezentate criteriile care trebuie respectate la culegerea datelor de la utilizatori precum şi pregătirea acestora. În cadrul capitolului este prezentat un studiu de caz, având în vedere rulajul, exprimat în kmEC, parcurs până la defectare considerând numai motoarele autospecialelor avute în observare şi cuprinse în trei seturi de date considerate reprezentative, precum şi un set de date pentru aceleaşi motoare, dar care echipează autocamioane. Pentru prelucrarea respectivelor date a fost elaborat un program Matlab cu ajutorul căruia au fost determinaţi parametrii modelului WEIBULL precum şi funcţiile de repartiţie, de fiabilitate şi de rată a defectărilor. Concluziile rezultate în urma calculelor au pus în evidenţă suficient de clar faptul că motoarele care echipează autospecialele de stins incendii sunt mai solicitate în raport cu cele care sunt utilizate pe autocamioane. Atât motoarele de tracţiune cât şi autospeciala în ansamblu prezintă valori reduse ale MTBF. Capitolul 4 este destinat analizei comparate a strategiilor de mentenanţă care se utilizează frecvent la autovehicule. Sunt prezentate:  costurile şi alţi indicatori de natură economică;  indicatorii de fiabilitate şi eficienţă ai mentenanţei;  parametrii tehnici. Sunt prezentate concluziile care se desprind din analiza costurilor curente cu mentenanţa, aferente unei unităţi judeţene de pompieri din care rezultă că aproximativ 47 % din cheltuielile bugetare sunt destinate salarizării. Evident ce rămâne nu este decât parţial suficient pentru cheltuielile materiale şi pentru servicii. Situaţia este şi mai relevantă dacă este avută în vedere structura cheltuielilor materiale şi serviciilor; în ultimii trei ani au fost cheltuite circa 50 % din fonduri au fost cheltuite pentru hrănire şi doar 13 % pentru mentenanţă plus carburanţi. Restul fondurilor au reprezentat 17 % cheltuieli pentru întreţinere (încălzire, iluminat, apă, canal, salubritate, poştă, telefon, etc.), 15 % echipament, 1 % cazarmare şi 4 % alte cheltuieli. Concluzia studiului arată că optimizarea activităţii de mentenanţă prin costuri în momentul de faţă este o activitate dificilă. Este avut în vedere faptul că în primul rând fondurile alocate nu acoperă nevoile reale. 8

Capitolul 5 este destinat analizei implicaţiilor implementării unei noi strategii de mentenanţă la autospecialele de stins incendii precum şi unele reglementări care sunt strict necesare în domeniu. Sunt analizate, la nivelul unui an calendaristic, lucrările principale care trebuiesc executate precum şi necesarul de personal aferent, considerând trei variante de executare a respectivelor lucrări. Este prezentată o scurtă, dar sugestivă analiză financiară pe zona de mentenanţă pentru perioada 1994-2005. În cadrul capitolului este prezentată structura precum şi descrierea sumară a capitolelor unui nou act normativ în domeniul mentenanţei autovehiculelor din dotarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă. O atenţie aparte este dată în acest capitol stabilirii stării tehnice a autovehiculelor de intervenţie în cadrul lucrărilor de mentenanţă precum şi sistemului de diagnosticare tehnică a autovehiculelor. Sunt trecute în revistă diferite aspecte teoretice şi practice precum şi metode şi proceduri de diagnosticare. Se scoate în evidenţă o concluzie importantă care a rezultat din experienţa curentă. Aceasta arată că circa 90 % dintre autovehiculele de intervenţie nu mai dezvoltă puterea nominală a motorului de tracţiune, în mare măsură din cauza gradului avansat de uzură a grupului piston-cilindru, transmisiei, etc. Printre metodele de diagnosticare prezentate este şi cea cunoscută şi sub denumirea de „punere sub sarcină şi viteză” , metodă care este avută în vedere la realizarea părţii experimentale a tezei. Capitolul 6 are ca problematică pregătirea autospecialelor de stins incendiu pentru încercările din teren, realizarea lanţului de măsurare necesar pentru executarea testelor propuse şi prelucrarea generală a seriilor dinamice achiziţionate. Este prezentat sumar planul încercărilor şi codificarea probelor experimentale realizate în teren. Sunt prezentate succint principalele componente ale lanţului de măsurare, cu caracteristicile şi particularităţile lor. Lanţul de măsurare, conceput într-o manieră simplă, a permis achiziţionarea în teren a trei fişiere de date în format digital. Respectivele fişiere au conţinut seriile dinamice, cu un număr mare de realizări ale: a) vitezei absolute a autovehiculului, măsurată cu o instalaţie de tipul „roata 5-a”; b) turaţiei motorului de tracţiune, măsurată cu un traductor de turaţie de tip inductiv; c) poziţiei comenzii acceleraţiei motorului, măsurată cu un traductor rezistiv de tip „ruletă”. Sunt prezentate unele aspecte referitoare la caracterizarea generală a rezultatelor obţinute experimental. Astfel seriile dinamice, nefiltrate la achiziţionare, au fost în prealabil prelucrate în scopul caracterizării generale a acestora precum şi a verificării corectitudinii şi acurateţei lor. În acest scop, prin utilizarea unor produse software actuale şi de înaltă performanţă, în 9

mediul de programare Matlab, au fost executate prelucrări precum au fost cele de: 1) verificarea existenţei în cadrul acestora a unor erori grosolane datorate în special modului în care a funcţionat lanţul de măsurare; 2) demonstrarea necesităţii exprese de a se executa o filtrare digitală în cadrul procesului de prelucrare a respectivelor serii dinamice precum şi a celei mai potrivite proceduri de urmat pentru filtrare ; 3) verificarea intervalelor de încredere în care se situează realizările seriilor dinamice; 4) verificarea încadrării datelor în legea de distribuţie Gauss prin aplicarea testelor Kolmogorov-Smirnov şi Lilliefors; 5) simularea nivelului de încredere între diverse corelaţii a semnalelor din cele trei fişiere de date; 6) a fost stabilită o metodologie prin care datele experimentale achiziţionate în teren să poată fi utilizate ulterior cu ajutorul unor software-uri specializate. Capitolul 7 prezintă rezultatele obţinute prin prelucrarea seriilor dinamice achiziţionate în timpul executării testărilor din teren. În cadrul său sunt prezentate:  elementele teoretice strict necesare abordării unei analize moderne în timp, în frecvenţă şi în timp-frecvenţă;  rezultatele şi concluziile care se impun în urma analizei seriilor dinamice obţinute în condiţii diferite de drum şi funcţionale. Cu această ocazie s-a demonstrat că: a) seriile dinamice experimentale prezintă autocorelări foarte bune; b) există corelări bune între diferite mărimi şi mai puţin bune între altele. S-a constatat pe ansamblu o corelaţie mai bună între viteză şi turaţie decât între viteză şi poziţia pedalei de acceleraţie; c) seriile dinamice conţin „zgomote” acceptabile; cu câteva excepţii acestea au valori ale semnalului util de peste 90 % din semnalul total; d) există componente neliniare în toate seriile experimentale, acestea fiind de circa 5-7 % în cazul vitezei absolute a autospecialei. Analizele menţionate s-au executat utilizând produse software moderne, în speţă mediul de programare Matlab şi o serie de toolbox-uri adiacente. S-a apelat la acest mediu de programare având în vedere marile sale capabilităţi de analiză precum şi cele de reprezentări grafice foarte facile. Principalele concluzii au constat în faptul că seriile dinamice trebuie filtrate software şi că acestea conţin multe neliniarităţi, fapt ce impune tehnici de analiză adecvate. Capitolul 8 prezintă proceduri şi rezultate obţinute în stabilirea modelelor matematice pe baza datelor achiziţionate în timpul experimentărilor 10

din teren, modele necesare în special pentru analiza incertitudinilor care au apărut în procesul de achiziţie a datelor. Au fost utilizate mai multe modele matematice Au fost avute în vedere două aspecte de bază şi anume:  obţinerea unor erori cât mai mici între seria dinamică experimentală şi seria care a fost predicţionată (eroare COV minimă);  obţinerea unor ecuaţii diferenţiale, în general de tip liniar, care să reproducă cât mai fidel în funcţie de timp, seria dinamică experimentală. Cât priveşte algoritmii utilizaţi cu cele mai bune rezultate în procesul de identificare, aceştia au fost ARMAX şi cei neuronali (NNARMAX) În general modelele matematice obţinute nu sunt complexe, ordinul ecuaţiilor diferenţiale sau a structurilor utilizate fiind de 2 sau 3. S-a demonstrat că modelele matematice de tip polinomial şi în special cele de tip reţele neuronale prezintă cea mai bună calitate a identificării (erorile COV cel mai reduse). Au fost utilizate produse software (toolbox-uri) foarte actuale care au permis diverse optimizări în procesul de identificare. A fost elaborat un model matematic simplificat în cazul mişcării rectilinie a autospecialei de stins incendii. În cadrul său a fost elaborat un submodel pentru variaţia, funcţie de viteză, a coeficientului global de rezistenţă la rulare a autospecialei pe beton orizontal aflat în stare bună. Capitolul 9 este destinat prezentării unei probleme de importanţă în practica cercetării şi în special în interpretarea rezultatelor experimentale, anume cea referitoare la analiza robustă a dinamicii autospecialei de stins incendii. În cadrul acestuia s-a determinat/precizat: a) care este valoarea medie precum şi împrăştierile timpului de demaraj pe distanţa de 40 de m, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, luând în considerare incertitudinile determinate ca în statistica clasică (regula 2σ ); b) existenţa unei bune concordanţe între înregistrările experimentale, simulările bootstrap a acestora precum şi valorile determinate cu statistica clasică; c) răspunsul dinamic al autospecialelor în probele de demaraj, considerând incertitudinile sub forma unor anvelope care mărginesc domeniul acestora. Acest lucru a permis o mai bună clarificare a valorii medii a timpilor de demaraj necesari pentru estimarea stării tehnice a motorului de tracţiune; d) care este valoarea medie precum şi împrăştierile timpului de demaraj pe distanţa de 40 de m, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, luând în considerare incertitudinile ca împrăştieri determinate sub forma unor anvelope. Cu această ocazie s-a demonstrat că experimentările se pot executa şi cu autospeciala goală dar manifestând o grijă aparte faţă de filtrarea seriilor dinamice experimentale; 11

e) care sunt influenţele poziţiei pedalei de acceleraţie şi respectiv a turaţiei asupra dinamicităţii autospecialelor în cazul probelor de demaraj, numai în etajul 2, prin analiza funcţiei de sensibilitate. Capitolul 10 prezintă concluziile generale şi contribuţiile principale aduse în studiul teoretic şi experimental privind mentenanţa autospecialelor de stins incendii. * *

Doresc să aduc călduroase mulţumiri în mod deosebit conducătorului meu ştiinţific, domnul gl.bg.(r) prof.univ.dr.ing. Ioan FILIP, pentru ajutorul permanent acordat la întocmirea lucrării de faţă precum şi pentru încurajările adresate în unele momente de cumpănă care au existat pe parcursul elaborării ei. Ţin să aduc mulţumiri călduroase domnului mr.conf.univ.dr.ing. Valentin VÂNTURIŞ, pentru ajutorul neprecupeţit pe care mi l-a dat la pregătirea şi efectuarea probelor experimentale. De asemenea, mulţumesc domnului colonel prof.univ.dr.ing. Minu MITREA, şeful catedrei de Autovehicule Militare şi Logistică, precum şi cadrelor didactice din catedră, pentru sugestiile oferite în vederea finalizării lucrării de doctorat precum şi pentru ajutorul acordat de către catedra pe care o conduce, în logistica executării părţii experimentale . În sfârşit, dar nu în ultimul rând, mulţumesc familiei mele care m-a susţinut permanent şi mi-a creat condiţiile necesare pentru elaborarea acestei teze de doctorat.

1. Consideraţii privind starea actuală a automobilelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă 1.1 Generalităţi Trăim astăzi într-o lume în care sunt resimţite tot mai frecvent urmările dezechilibrelor cauzate de acţiunile umane asupra mediului înconjurător. Dezastrele naturale s-au amplificat ca număr şi în mod special prin amploarea urmărilor pricinuite de acestea. Colectivităţile umane, care continuă să devină din ce în ce mai aglomerate în oraşe-metropole, nu respectă anumite reglementări statuate şi desfăşoară tot mai des acţiuni a căror urmări duc uneori la incendii catastrofale sau alte genuri de dezastre. Pe de altă parte acţiunile teroriste obligă instituţiile publice cu atribuţiuni în domeniu să desfăşoare tot felul de intervenţii, adesea nemaiîntâlnite. Iată numai câteva direcţii în care instituţii abilitate ale statului trebuie să intervină din ce în ce mai des. Acest lucru trebuie făcut datorită de cele mai 12

multe ori amploarei şi urmărilor pe care fenomenul nedorit le produce în timp scurt sau în condiţii şi locaţii neprielnice. Orice intervenţie presupune neapărat personal şi mijloace tehnice specializate. În acest sens a fost creat şi funcţionează Inspectoratul General pentru Situaţii de Urgenţă. În conformitate cu Hotărârea Guvernului României nr.1490 din 9 septembrie 2004 Inspectoratul General pentru Situaţii de Urgenţă asigură, la nivel naţional, punerea în aplicare într-o concepţie unitară a legislaţiei în vigoare în domeniile apărării vieţii, bunurilor şi a mediului împotriva incendiilor şi dezastrelor, precum şi al realizării măsurilor de protecţie civilă şi gestionarea situaţiilor de urgenţă. Inspectoratul General pentru Situaţii de Urgenţă are printre atribuţiile sale şi pe următoarele:  asigură coordonarea aplicării unitare, pe întreg teritoriul ţării, a măsurilor şi acţiunilor de prevenire şi gestionare a situaţiilor de urgenţă;  coordonează planificarea resurselor necesare gestionării situaţiilor de urgenţă la nivel naţional şi elaborează proiectul planului de asigurare cu resurse umane, materiale şi financiare pentru astfel de situaţii;  elaborează regulamentul-cadru privind organizarea, atribuţiile, funcţionarea şi dotarea comitetelor, centrelor operaţionale şi centrelor operative pentru situaţii de urgenţă. Pentru punerea în aplicare a celor mai multe dintre intervenţiile pe care le desfăşoară, formaţiunile sale care sunt dispuse în teritoriu, au nevoie de o multitudine de mijloace tehnice. Dintre acestea se detaşează în prezent prin număr dar şi prin costurile care rezultă în urma utilizării, autospecialele de stins incendii precum şi alte mijloace dispuse pe autovehicule rutiere.

1.2 Clasificarea mijloacelor tehnice pentru intervenţie în situaţii de urgenţă Principalele categorii de mijloace tehnice pentru intervenţie în situaţii de urgenţă sunt autovehicule de intervenţie, nave, aeronave, utilaje, echipamente şi accesorii. Dintre acestea autovehiculele au ponderea cea mai mare, numărul lor se situează în prezent la cifra de circa 2500 de unităţi. Autovehiculele de intervenţie sunt vehicule rutiere autopropulsate, de construcţie specială, care dispun de instalaţii, echipamente, accesorii şi materiale pentru intervenţia în situaţii de urgenţă. În cazul intervenţiilor la incendii, accidente, catastrofe şi calamităţi naturale acestea pot fi folosite direct (când se lucrează cu agregatele din dotarea lor) sau indirect (când asigură îndeplinirea unor acţiuni şi operaţii ajutătoare). La clasificarea autovehiculelor de intervenţie se iau în considerare câteva criterii, cum ar fi capacitatea de încărcare cu substanţe de stingere, felul substanţelor de stingere cu care se poate acţiona, tipul şasiului de bază etc. 13

Utilajele de intervenţie au o construcţie specială, destinată să asigure folosirea eficientă la intervenţie. Ele se transportă pe roţi, prin remorcare cu autocamioane, autospeciale sau tractoare, iar pe distanţe scurte, prin împingere de către oameni sau prin purtare pe braţe. Accesoriile de intervenţie reprezintă o gamă largă de aparate, dispozitive, echipamente şi produse care se folosesc în acţiunile de stingere a incendiilor şi de salvare a oamenilor de la incendii, accidente, catastrofe şi calamităţi. În prezent parcul auto este format în proporţie de 82 % din autovehicule de intervenţie şi de 18 % din autovehicule de transport, ceea ce corespunde unui grad de înzestrare de 62 % (Fig.1.1). 18% Autovehicule de interventie Autovehicule de transport

82%

Fig.1.1 - Structura parcului auto după destinaţie Din punct de vedere al vechimii în utilizare (exploatare) 8 % din autovehiculele de intervenţie sunt cuprinse între 0 şi 5 ani, 12 % între 5 şi 10 ani şi 80 % au peste 10 ani vechime (Fig.1.2). 80%

15%

50-100 mii kmEC

până la 5 ani 5-10 ani

150-200 mii kmEC

39%

Fig.1.2 - Clasificarea autovehiculelor de intervenţie după vechimea în utilizare

100-150 mii kmEC

31%

peste 10 ani

12%

0-50 mii kmEC

peste 200 mii kmEC

Fig.1.3 - Clasificarea autovehiculelor de intervenţie după rulajul efectuat de la începutul utilizării

Din punct de vedere al rulajului 39 % sunt cuprinse între 0-50 mii kmEC, 31 % între 50-100 mii kmEC, 15 % între 100-150 mii kmEC, 6 % între 150200 mii kmEC şi 9 % peste 200 mii kmEC (Fig. 1.3). Prin kilometrii echivalenţi + cumulaţi (kmEC) se înţelege suma dintre km efectivi parcurşi înmulţiţi cu un coeficient de corecţie şi km cumulaţi (care reprezintă orele de funcţionare ale instalaţiilor speciale transformate în kilometri) 14

Se observă că deşi majoritatea mijloacelor de intervenţie nu sunt foarte vechi ele sunt totuşi grupate în primul interval de rulaj ceea ce presupune în primul rând o uzură morală şi apoi una fizică. Din punct de vedere al vechimii în utilizare 5 % din mijloacele de transport sunt cuprinse între 0 şi 5 ani, 41 % între 5 şi 10 ani şi 54 % au peste 10 ani vechime (Fig.1.5). 54%

12%

18% 20%

până la 5 ani 5-10 ani

50-100 mii kmEC 100-150 mii kmEC

21%

peste 10 ani

41%

0-50 mii kmEC

150-200 mii kmEC peste 200 mii kmEC

29%

Fig.1.5 - Clasificarea autovehiculelor de transport Fig.1.6 - Clasificarea autovehiculelor de transport după vechimea în utilizare după rulajul efectuat de la începutul utilizării

Din punct de vedere al rulajului 20 % sunt cuprinse între 0-50 mii kmEC , 29 % între 50-100 mii kmEC, 21 % între 100-150 mii kmEC, 12 % între 150200 mii kmEC şi 18 % peste 200 mii kmEC (Fig.1.6). O analiză tehnico-economică a situaţiei actuale privitoare la autovehiculele de stins incendii din înzestrarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă este imperios necesară, dar ea nu constituie obiectul prezentei lucrări. În cele ce urmează sunt prezentate numai unele puncte de vedere privitoare la o astfel de analiză, fără pretenţia unor concluzii absolut pertinente. Având în vedere datele sintetice care rezultă din Fig.1.2 şi Fig.1.5 se poate afirma fără nici o rezervă că actualul parc de autovehicule ar trebui înlocuit din motive legate de vechimea acestuia. Însă o înlocuire a lui ridică în principal probleme de costuri. Deci într-o primă estimare costurile de înlocuire a parcului actual se cifrează undeva într-o zonă de circa 307,500,000 €. Suportarea acestei sume devine dificilă chiar în condiţiile repartizării ei pe 5-6 ani. O durată mai lungă devine nerezonabilă având în vedere pe de o parte cerinţele operaţionale stringente, iar pe de altă parte o şi mai mare îmbătrânire a parcului actual. Mai trebuie avute în vedere şi alte probleme. Una dintre ele constă în faptul că actualul parc de autospeciale, cu toate că are un număr mare de ani de utilizare, nu prezintă rulaje foarte mari. Conform Fig.1.3, circa 70 % dintre autospecialele din parc au în prezent un rulaj de până în 100,000 kmEC, care nu poate fi considerat foarte mare, cu atât mai mult dacă este vorba de rulajul efectiv. Dacă starea tehnică a parcului actual este privită la modul general şi este avut în vedere în mod special rulajul, se poate formula o concluzie anume că ar fi raţional ca acesta să mai poată fi utilizat în continuare un anumit interval de timp. În contradicţie însă cu acest punct de vedere se situează în special 15

fiabilitatea redusă a autospecialelor aflate în prezent în serviciu (a se vedea unele detalii în §3). Sunt multiple cauze care conduc la această situaţie, evident legate de conceperea şi proiectarea lor precum şi de materialele şi tehnologiile care au fost utilizate la producerea acestora când au fost fabricate. Având în vedere cele de mai sus se impune cu tărie o concluzie, anume că dacă s-ar asigura o mentenanţă mai riguroasă (adecvată) bazată în special pe diagnosticarea preventivă, coroborată cu asigurarea unor lucrări de reparaţii de bună calitate şi cu folosirea de materiale şi piese corespunzătoare precum şi cu o utilizare executată de un personal calificat, este posibilă folosirea în continuare a parcului existent pentru un anumit interval de timp, aceasta reprezentând o soluţie provizorie. Este evident că pentru a se formula o decizie finală referitoare la acest punct de vedere sunt necesare analize mai detaliate şi înainte de toate trebuie avute în vedere cerinţele de perspectivă apropiată şi mai îndepărtate precum şi posibilităţile şi oportunităţile financiare.

Având în vedere cele menţionate anterior, prezenta lucrare încearcă o analiză relativ exhaustivă a mentenanţei autospecialelor existente în parcul actual, atât ca tehnologie cât şi ca reglementări. Astfel în lucrare se prezintă necesitatea stringentă a executării unor lucrări de diagnosticare preventivă, în special la motorul de tracţiune, la care trebuie asociate şi acţiuni de utilizare a unor materiale tehnice, inclusiv carburanţi-lubrifianţi de bună calitate. Problema capitală constă însă în pregătirea personalului şi în mod deosebit în schimbarea opticii privind mentenanţa în ansamblul ei atât de către factorii de decizie dar şi de către personalul operaţional şi cel din mentenanţă (propriu sau care execută lucrări externalizate). Este necesar un studiu detaliat referitor la costuri în special, dar şi la unele elemente de natură tehnologică privind activităţile de mentenanţă. În paralel cu acestea sunt necesare şi activităţi de pregătire a personalului şi a logisticii aferente pentru asigurarea mentenanţei la autospecialele noi care deşi puţine, acestea există în înzestrarea inspectoratului.

1.3 Strategia actuală de mentenanţă a autovehiculelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă Chiar dacă diversitatea parcului nu este prea mare, uzura pronunţată a acestuia precum şi starea de operativitate cvasipermanentă a lui fac ca activităţile de mentenanţă, cu deosebire a autospecialelor, să se execute cu unele dificultăţi. Dacă la cele de mai sus se mai adaugă şi o finanţare insuficientă în domeniu se poate aprecia că respectivele activităţi se desfăşoară cu mari greutăţi. Acesta este principalul motiv pentru care în prezenta teză se încearcă găsirea unor proceduri relativ simple, de scurtă durată, dar satisfăcătoare, prin 16

care să se poată estima starea de uzură a motoarelor care echipează majoritatea autospecialelor de stins incendii. Mentenanţa autovehiculelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă, aşa cum este prezentată în actele normative în vigoare în prezent, cuprinde două mari categorii de lucrări: 1. lucrări de asistenţă tehnică; 2. lucrări de reparaţii. Asistenţa tehnică a autovehiculelor este definită ca totalitatea verificărilor, operaţiilor de întreţinere şi lucrărilor periodice care se execută cu scopul de a preîntâmpina şi înlătura defecţiunile şi dereglările mecanismelor şi ansamblelor componente, pentru menţinerea acestora în stare operativă un timp cât mai îndelungat şi folosirea lor în deplină siguranţă şi cu maximă eficienţă. Repararea autovehiculelor este definită ca totalitatea lucrărilor ce se efectuează pentru restabilirea, în cel mai scurt timp, a stării tehnice a autovehiculelor defecte sau deteriorate, la nivelul condiţiilor tehnice stabilite. În prezent lucrările de mentenanţă se execută conform prevederilor a două acte normative: a) „Norme tehnice privind exploatarea, întreţinerea, repararea, scoaterea din funcţiune, declasarea şi casarea autospecialelor, aparaturii, mijloacelor şi echipamentelor de prevenire şi stingere a incendiilor”, pentru autovehiculele de intervenţie din următoarele grupe: de lucru cu apă şi spumă, de lucru cu pulberi, de lucru cu jet de gaze arse, pentru evacuarea fumului, gazelor şi de luminat şi pentru intervenţie şi salvare de la înălţimi; b) „Normativele tehnice privind înzestrarea unităţilor Ministerului Administraţiei şi Internelor cu mijloace de transport, exploatarea şi repararea acestora”, pentru celelalte grupe de autovehicule de intervenţie, cum ar fi: autospeciale stat major, autospeciale control tehnic de prevenire a incendiilor, autocamioane de intervenţie etc.

1.3.1. Sistemul de mentenanţă al autovehiculelor de intervenţie conform “Normelor tehnice privind exploatarea, întreţinerea, repararea, scoaterea din funcţiune, declasarea şi casarea autospecialelor, aparaturii, mijloacelor şi echipamentelor de prevenire şi stingere a incendiilor” Lucrările de asistenţă tehnică, au caracter preventiv, planificat şi obligatoriu, lucru ce implică urmărirea executării lor necondiţionat, la îndeplinirea normelor de timp (rulaj) stabilite. In cadrul lucrărilor de asistenţă tehnică sunt incluse două categorii de operaţii: a) operaţii de întreţinere, prin care se asigură îngrijirea curentă a autovehiculelor în scopul menţinerii lor în stare normală de funcţionare şi curăţenie pe timpul exploatării; 17

b) operaţii preventive, care descoperă şi înlătură la timp eventualele defecţiuni de ordin funcţional şi uzuri fizice ale pieselor, pentru evitarea oricăror rămâneri în pană pe timpul utilizării la intervenţii. Operaţiile de întreţinere şi cele preventive, periodicitatea executării lor, precum şi personalul care le execută sunt prezentate în detaliu în teză. In prezent, introducerea în reparaţie, conform normativelor în vigoare, se face cel mai târziu la apariţia uzurilor maxime admisibile, stabilite în documentaţiile tehnice, deoarece exploatarea mijloacelor respective după apariţia unor uzuri avansate este apreciată ca neeconomicoasă şi chiar periculoasă sub aspectul siguranţei în funcţionare. Reparaţiile se execută de regulă, după îndeplinirea normelor de funcţionare, stabilite diferenţiat pentru fiecare tip de produs, pe baza recomandărilor făcute de întreprinderile constructoare şi a experienţei acumulate pe timpul exploatării autovehiculelor în condiţii specifice activităţii de prevenire şi stingere a incendiilor. Activitatea de reparaţii se organizează şi se desfăşoară pe baza planului anual de asistenţă tehnică şi reparaţii întocmit la nivelul unităţii. In funcţie de amploarea uzurilor şi deteriorărilor suferite pe timpul intervenţiilor, precum şi de volumul manoperei necesare repunerii în stare de funcţionare, la autovehiculele de intervenţie se execută, în baza “Normelor tehnice privind exploatarea, întreţinerea, repararea, scoaterea din funcţiune, declasarea şi casarea autospecialelor, aparaturii, mijloacelor şi echipamentelor de prevenire şi stingere a incendiilor”:  reparaţii periodice;  reparaţii generale;  reparaţii capitale. Periodicitatea lucrărilor de reparaţii care se execută la autovehiculele de intervenţie este prezentată în detaliu în teză. Necesitatea reparaţiilor se stabileşte de către şeful serviciului logistic la propunerea şefului de garaj, pe baza stării tehnice reale a autovehiculelor, având în vedere normele de funcţionare aferente fiecărei categorii de reparaţii. Reparaţiile capitale şi reparaţiile generale se execută în cadrul Bazei de Reparaţii a Tehnicii de Intervenţie sau în alte unităţi specializate din economia naţională, în limita fondurilor financiare aprobate. Reparaţiile periodice mici şi reparaţiile accidentale se execută în atelierele proprii ale unităţilor.

1.3.2. Sistemul de mentenanţă al autovehiculelor de intervenţie conform “Normativului privind asigurarea tehnică de autovehicule a unităţilor Ministerului Administraţiei şi Internelor” Normativul tehnic privind asigurarea tehnică de autovehicule a unităţilor Ministerului Administraţiei şi Internelor stabileşte următoarele lucrări de întreţinere: a) întreţinerea tehnică (ITZ); 18

b) ziua de verificare şi întreţinere a tehnicii (ZVITA) c) revizia tehnică 1 (RT 1); d) revizia tehnică 2 (RT 2). Periodicitatea executării acestor lucrări ca şi personalul care le execută este prezentată în detaliu în teză. * *

Din cele prezentate mai sus se pot desprinde cu uşurinţă câteva concluzii privitoare la starea generală a parcului existent de autovehicule din dotarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă:  în mod deosebit autospecialele de stins incendii prezintă uzuri pronunţate şi nu corespund din punct de vedere tehnic decât parţial cerinţelor actuale;  menţinerea acestor autovehicule în utilizarea curentă se face cu mari cheltuieli, în special pe zona de mentenanţă a acestora;  reglementările actuale în special din zona mentenanţei nu mai corespund tehnologiilor moderne;  pentru a mai menţine în stare operaţională actualul parc, până ce el treptat va fi înlocuit, sunt necesare unele modificări organizatorice şi de natură tehnologică;  de pe acum sunt necesare eforturi care să permită ca operaţiunile de mentenanţă ce urmează a se efectua la noile autovehicule care intră deja în parcul inspectoratului, să se execute în special prin metode de diagnosticare preventivă. Având în vedere aceste concluzii de bază, lucrarea îşi se propune câteva scopuri cum sunt cele care urmează:  analiza succintă a fiabilităţii şi a actualului sistem de mentenanţă, luând în considerare autospecialele de stins incendii produse în ţara noastră;  propunerea unor îmbunătăţiri a reglementărilor în domeniul organizării şi desfăşurării lucrărilor de mentenanţă;  demonstrarea teoretică şi în special prin încercări experimentale prelucrate cu produse software actuale, privind posibilitatea estimării prin proceduri simple şi la îndemâna echipajului autospecialei, a stării tehnice a motorului de tracţiune a acesteia.

2. Sisteme şi strategii de mentenanţă utilizate frecvent în domeniul automobilelor Mentenanţa reprezintă un ansamblu de activităţi destinate a menţine sau a restabili un bun material într-o stare sau în condiţii date de siguranţă în funcţionare, pentru a îndeplini funcţiunea cerută. Aceste activităţi sunt o combinaţie de activităţi tehnice, administrative şi manageriale. Analizele efectuate în continuare şi punctele de vedere exprimate se vor referi la autovehiculele de intervenţie, având în vedere că, aşa cum s-a prezentat 19

în §1, ele reprezintă 82 % din structura parcului auto din dotare. A fost aleasă această categorie şi datorită condiţiilor mai deosebite în care aceste autovehicule sunt utilizate: staţionarea permanentă încărcate la sarcină maximă; rapiditatea ieşirii în caz de urgenţă; funcţionarea motorului la regimuri critice în primele momente ale deplasării; utilizarea lor în diverse condiţii de climă, relief, stare a vremii etc; fluctuaţia conducătorilor auto şi altele. Din punct de vedere al complexităţii activităţilor desfăşurate, literatura de specialitate menţionează:  activităţi de mentenanţă de nivel 1  activităţi de mentenanţă de nivel 2  activităţi de mentenanţă de nivel 3

a. Activităţi de mentenanţă de nivel 1 La acest nivel se întâlnesc activităţi de mentenanţă relativ simple, care sunt executate de operatorii de producţie, în cadrul procesului de automentenanţă. În unităţi acest nivel va fi reprezentat de activităţi de mentenanţă simple, efectuate la nivelul subunităţilor de intervenţie de către conducătorii auto care încadrează autovehiculele de intervenţie în situaţii de urgenţă, sub supravegherea şefului de garaj, în cadrul unui proces de automentenanţă. Conform actelor normative în vigoare şi competenţelor deja stabilite, la acest nivel se pot executa lucrări ca: verificarea şi îngrijirea zilnică; spălarea şi curăţirea generală a autovehiculului; gresarea şi ungerea autovehiculului; schimbarea uleiului la motor, transmisie; controlul tehnic; revizia tehnică lunară; revizia tehnică de gradul 1. La acestea se mai pot adăuga şi alte activităţi cum sunt: efectuarea curăţeniei în garaje şi pe locurile de parcare a autovehiculelor; păstrarea ordinii şi disciplinei în garaje; întocmirea unor fişe de urmărire în utilizare care să conţină date tehnice referitoare la rulajele efectuate, timpii de funcţionare a instalaţiilor speciale, defecţiuni, timpii de imobilizare, etc; sesizarea mentenorilor privind defecţiunile mai complexe apărute. Îndeplinirea acestor sarcini nu reclamă din partea conducătorilor auto o pregătire de specialitate deosebită, fiind necesară doar implicarea cu seriozitate în menţinerea autospecialelor pe care aceştia sunt încadraţi în stare normală de funcţionare. Mijloacele utilizate pentru îndeplinirea acestor obiective sunt cele din dotarea fiecărui autovehicul împreună cu cele din dotarea atelierelor de reparaţii organizate la nivelul subunităţilor.

b. Activităţi de mentenanţă de nivel 2 Acest gen de activităţi vor fi efectuate de către mentenori, specializaţi în prestarea de activităţi de întreţinere şi reparaţii cum ar fi: activităţi curente corective, intervenţii preventive sistematice cu grad ridicat de dificultate, amplasări - reamplasări ale utilajelor. 20

În unităţi acest nivel este reprezentat de activităţi de mentenanţă mai complexe, care trebuie să fie efectuate de un personal cu o pregătire de specialitate adecvată. Acest personal este prevăzut distinct în ştatele de organizare ale unităţilor şi are atribuţii numai pe linia activităţilor de mentenanţă. Ca şi în cazul nivelului 1, şi aici, conform actelor normative în vigoare se execută lucrări de: mentenanţă preventivă sistematică (revizie tehnică de gradul 2, reparaţie periodică etc.) şi de mentenanţă corectivă (reparaţii accidentale). La acestea se mai pot adăuga şi lucrări de îmbunătăţire a performanţelor instalaţiilor speciale ce echipează autovehiculele de intervenţie prin modernizări ori adoptări de soluţii noi.

c. Activităţi de mentenanţă de nivel 3 La acest nivel se realizează consultanţa şi supervizarea activităţilor de mentenanţă de mare dificultate sau cu grad redus de repetitivitate, apărute în mod excepţional. Ele cad fie în sarcina experţilor din compartimentul de mentenanţă, fie a celor din terţe firme sau a constructorilor utilajelor sau instalaţiilor respective, pe perioada de garanţie sau post garanţie. În unităţi acest nivel va fi reprezentat de activităţi de mentenanţă cu grad sporit de complexitate şi cu volum mare de muncă. Ele vor fi efectuate de personal specializat şi cu mijloacele din dotarea bazei centrale de reparaţii. În această categorie intră: reparaţiile generale; reparaţiile capitale; reparaţiile accidentale de mare complexitate. Faţă de cele trei nivele de mentenanţă prezentate anterior apreciez că s-ar mai putea crea un nivel, intermediar între nivelul 2 şi nivelul 3. Acest nivel ar fi reprezentat de activităţi de mentenanţă corectivă cu grad redus de repetitivitate la nivelul unei unităţi judeţene. El ar putea fi încadrat cu personal specializat, cu pregătire tehnică adecvată şi cu mijloace specifice care să fie în măsură să execute lucrări de reparaţii ale principalelor ansamble şi subansamble (motor, cutie de viteze, cutie de distribuţie, punţi motoare şi nemotoare, pompe centrifuge, tunuri de refulare a apei şi spumei, generatoare electrice, instalaţii de comandă hidraulice etc.) şi rodajul acestora. Personalul necesar ar putea fi organizat la nivel regional, situaţie în care sunt deservite mai multe unităţi. De asemenea la acest nivel s-ar putea executa cu bune rezultate privind economiile de resurse materiale şi financiare, declasările şi casările autovehiculelor, mici lucrări de fabricaţie ca şi inspecţii tehnice periodice. Am propus acest nivel plecând de la următoarele considerente: 1. dificultatea asigurării la nivelul fiecărei unităţi judeţene a personalului specializat care să acopere o gamă largă de meserii – mecanici auto, tinichigii auto, vopsitori, tapiţeri, specialişti în sisteme şi instalaţii hidraulice, specialişti în transmisii mecanice, specialişti în instalaţii de producere a curentului electric fixe sau mobile etc.; 2. dificultatea asigurării unei dotări corespunzătoare la nivelul fiecărei unităţi judeţene cu aparatură de diagnosticare, bancuri de rodaj (motoare, cutii de viteze, punţi etc.), bancuri de centicubat pompe de injecţie, 21

ştanduri de verificare a instalaţiilor de frânare, cabine de vopsitorie, aparatură pentru verificarea sistemului de direcţie etc.; 3. repartiţia mai eficientă a fondurilor pentru asigurarea pieselor de schimb şi materialelor de întreţinere necesare acestor categorii de lucrări şi care sunt cu consumuri reduse şi cu mişcări lente; se evită astfel blocarea nejustificată a unor fonduri în piese auto; 4. posibilitatea creării unor nuclee de diagnosticare care să realizeze o urmărire în exploatare, la nivel regional, a autovehiculelor de intervenţie, permiţând acumularea unor informaţii deosebit de utile atât în procesul de mentenanţă cât şi în cel al proiectării sau modernizării autovehiculelor. Se poate observa că oricare din activităţile de mentenanţă prezentate, la orice nivel, pot fi executate atât în unităţile din structura Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă cât şi la agenţi economici specializaţi. Aceste două direcţii de acţiune se constituie de fapt în două posibile strategii pure de mentenanţă.

3. Mentenanţa bazată pe fiabilitate 3.1 Elemente generale Mentenanţa este considerată de mult timp ca un rău necesar. Interesul mentenanţei se bazează pe faptul că defecţiunea reprezintă un lucru negativ, nedorit şi că ea trebuie înlăturată cu orice preţ. Pentru autovehiculele de intervenţie, a căror capacitate de intervenţie trebuie menţinută permanent la cote apropiate de cele maxime, se pune problema identificării unor minime lucrări de mentenanţă care să asigure performanţele autovehiculului. De asemenea aici trebuie avut în vedere şi asigurarea securităţii personalului care deserveşte instalaţiile acestuia. Majoritatea lucrărilor de specialitate tratează mentenanţa din punctul de vedere al unor unităţi de producţie şi mai puţin din cel al unor unităţi de utilizare (exploatare) [B2, B3, B4, B6, B7, C10, C11, C12, C13, C14, C16, G2, H4]. Mentenanţa bazată pe fiabilitate este un instrument care permite optimizarea acţiunilor de mentenanţă. Criteriile avute în vedere sunt în general securitatea, disponibilitatea şi costurile mentenanţei. Aplicarea demersului mentenanţei bazate pe fiabilitate poate provoca o scădere a activităţilor de mentenanţă preventivă, cărora le pot lua locul activităţile de mentenanţă corectivă, cu implicaţiile corespunzătoare asupra elementelor organizatorice, de resurse umane şi financiare.

3.2 Fiabilitatea autovehiculelor de intervenţie 3.2.1 Generalităţi Termenul de fiabilitate este definit în STAS 8174/1-74 ca fiind aptitudinea unui produs de a-şi îndeplini funcţia specificată, în condiţii date şi 22

de-a lungul unei durate date. În strânsă legătură cu fiabilitatea este definită şi mentenabilitatea ca aptitudinea unui produs, în condiţii de date de utilizare, de a putea fi menţinut sau restabilit în starea de a-şi îndeplini funcţia specificată, atunci când mentenanţa se efectuează în condiţii date, cu procedee şi remedii prescrise [XX14, XX15]. O altă noţiune aflată în strânsă corelaţie cu primele două este disponibilitatea, care conform STAS 8174/3-77 este aptitudinea unui produs de a-şi îndeplini funcţia specificată, la un moment dat sau într-un interval de timp dat. Indicatorii de fiabilitate sunt definiţi în STAS 10307-75, în care se prezintă şi formulele de calcul teoretic şi de estimare statistică pentru aceştia. În cazul încercărilor efectuate pe parcurs prin parametrul timp se înţelege rulajul parcurs, exprimat în kmEC (kilometri echivalenţi cumulaţi). Din punct de vedere al teoriei fiabilităţii autovehiculul reprezintă un sistem complex, cu numeroase subsisteme structurate predominant în serie, motiv pentru care defectarea unei singure verigi importante întrerupe starea de funcţionare a autovehiculului. Considerat în ansamblu autovehiculul este un sistem reparabil, dar multe din sistemele lui sunt nereparabile, astfel că în caz de defectare trebuiesc înlocuite. Din această cauză, atât unii indicatori de fiabilitate, cât şi metodele de încercare apar sub aspecte diferite, după cum se referă la autovehicul ca un tot sau la componentele acestuia. Cel mai intuitiv indicator pentru aprecierea fiabilităţii unui autovehicul este timpul (rulajul) mediu de funcţionare între două defectări constructive „m”; în cazul componentelor nereparabile acest indicator devine timpul (rulajul) mediu de funcţionare până la defectare. Acest indicator are semnificaţie concretă atât în faza de fabricare cât şi în cea de utilizare a autovehiculului şi se poate determina pe baza datelor de evidenţă a defectărilor survenite în timp, în raport cu rulajul efectuat.

3.2.2. Indicatori de fiabilitate Un element de bază în determinarea indicatorilor de fiabilitate îl reprezintă funcţia de repartiţie a timpului de funcţionare. Una din cele mai convenabile şi mai utilizate legi de repartiţie în domeniul autovehiculelor este legea lui WEIBULL. În varianta biparametrică [I4], legea este exprimată cu ajutorul relaţiei:

F ( t ) =1 −e

−( λt )

(3.1)

în care: t - este parametrul timp în sensul mai larg (ore, kilometri, cicluri) ; β - parametrul de formă a modelului (valoare constantă) ; λ - parametrul de scară (valoare constantă). 23

Pornind de la relaţia (3.1) rezultă următorii indicatori de fiabilitate în cazul repartiţiei Weibull biparametrice:  rata (intensitatea) de defectare: Z ( t ) = βλt β−1

(3.4)

 media timpului de funcţionare, care pentru situaţiile când repararea poate fi asimilată cu înlocuirea, reprezintă valoarea medie a timpului de funcţionare între două defectări succesive (MTBF): 1  Γ +1÷ β MTBF =  1 

(3.5)

λ β unde Γ este funcţia gamma a lui Euler. Constantele β şi λ ale repartiţiei Weibull, corespunzătoare unui set de rezultate experimentale, se pot determina analitic sau utilizând diagrama probabilistică Weibull. În cele ce urmează s-a utilizat numai metoda analitică, aceasta prezentând o acurateţe şi o grafică net superioare metodei grafice.

Culegerea datelor se va face în conformitate cu STAS 10911-77.

3.3 Studiu de caz pentru determinarea fiabilităţii operaţionale la o familie de autovehicule de intervenţie Autovehiculele de intervenţie sunt un sistem complex atât datorită diversităţii de subsisteme componente (mecanice, hidraulice, pneumatice, electrice etc.) cât şi diversităţii mari de producători din industria orizontală care furnizează materialele, piesele, subansamblele şi ansamblele care intră în compunerea subsistemelor. Este cunoscut faptul că fiabilitatea unui sistem depinde de fiabilitatea componentelor sale, ceea ce ar însemna în cazul autovehiculelor de intervenţie încercarea de reducere a complexităţii constructive în vederea obţinerii unei fiabilităţi cât mai ridicate. Principalii factori care influenţează condiţiile de utilizare ale autovehiculelor de intervenţie sunt:  funcţionarea motoarelor autovehiculelor la regimuri critice ca urmare a timpului mic scurs între primirea semnalului de urgenţă şi sosirea la locul intervenţiei;  funcţionarea în orice condiţii de climă şi indiferent de starea vremii;  deplasarea indiferent de starea drumurilor şi configuraţia terenului;  funcţionarea în diverse regimuri de sarcină cu schimbări dese ale acestora;  diversitatea personalului de exploatare a autovehiculelor (militari în termen, subofiţeri, militari angajaţi pe bază de contract etc.). Statistica ocupă un rol important printre instrumentele de fundamentare a deciziilor privind strategiile de mentenanţă aplicabile autovehiculelor de intervenţie. Debutul în rezolvarea acestor probleme îl reprezintă alegerea corectă 24

a modelului statistic destinat să reprezinte comportamentul în exploatare a autovehiculelor de intervenţie.

3.3.1 Stabilirea ipotezelor Având în vedere că unul din elementele posibile ale unui program de fiabilitate îl constituie încercările de fiabilitate voi efectua o încercare de determinare a fiabilităţii operaţionale pe trei loturi de autovehicule de intervenţie. Informaţiile vor fi culese de la autospeciale de lucru cu apă şi spumă folosite în acţiuni de stingere a incendiilor de orice natură şi salvări de persoane. Se are în vedere analiza defectărilor care pot conduce la situaţia în care autospeciala de stins incendiu: o din cauza defectării unor organe / subansamble autospeciala nu poate pleca la intervenţie sau ajunsă acolo nu-şi poate îndeplini una dintre misiunile specifice; o motorul autospecialei, deşi funcţionează, nu asigură deplasarea cu parametrii dinamici stabiliţi sau la locul de intervenţie nu poate să furnizeze energie suficientă pentru acţionarea utilajelor pe care le antrenează. În analizele ce urmează am în vedere cele două situaţii în mod separat, cu toate că defectarea motorului / neasigurarea parametrilor de cuplu sau turaţie poate fi inclusă în prima dintre acestea. Programul de mentenanţă preventivă şi corectivă care s-a efectuat pe timpul încercării a fost acela prevăzut în mod curent în normativele tehnice în vigoare şi a fost efectuat de personalul tehnic de pe locul de muncă. Ca durată relevantă de încercare a fost stabilit un parcurs de 3000 kmEC, rulaj ce reprezintă în medie jumătate din rulajul anual al unei astfel de autospeciale. De regulă în acest interval se execută 6 lucrări de mentenanţă preventivă (câte una pe lună) de către personalul care are în primire autospeciala, sub supravegherea şefului de garaj.

3.3.2 Estimarea parametrilor modelului Weibull Se consideră forma modelului biparametric [I4]. Iniţial se procedează la estimarea parametrilor β şi λ. În vederea liniarizării se aplică operaţia de dublă logaritmare relaţiei (3.1) şi prin aplicarea metodei celor mai mici pătrate (MCMMP) rezultă în final: yi ∑ ln 2 xi − ∑ ln xi ∑ yi ln xi ∑ aˆ = (3.6) 2 2 n∑ ln xi − ∑ ( ln xi )

n ∑ yi ln xi − ∑ yi ∑ ln xi βˆ = 2 n∑ ln 2 xi − ∑ ( ln xi ) Parametrul λ rezultă din relaţia (3.8): 25

(3.7)

λˆ = e aˆ

(3.8)

În relaţiile (3.6-3.7) toate sumele se calculează în limitele 1 la n, unde n reprezintă numărul de evenimente din setul de date analizat.

3.3.3 Pregătirea datelor pentru prelucrare Pentru culegerea datelor primare s-a utilizat un model de „Fişă de urmărire în exploatare”, respectând recomandările din STAS 10911-77 privind conţinutul raportului de exploatare. Pe baza acestor informaţii s-a întocmit raportul de încercare în conformitate cu STAS R12007/1-81. În Tab.3.4 se prezintă rulajul cumulat, exprimat în kmEC, parcurs până la defectare de autospecialele avute în observare, precum şi un set de date pentru autocamioane echipate cu acelaşi motor. Autospecialele precum şi autocamioanele au fost considerate ca ansamblu. Rulajul cumulat, în kmEC, parcurs până la defectare de autospecialele avute în observare, precum şi un set de date pentru autocamioane echipate cu acelaşi motor, ca şi valorile pentru motoarele autovehiculelor avute în observare, este prezentat în detaliu în teză. Din fişele de urmărire în utilizare se poate evalua şi ponderea diferitelor grupe constructive în numărul total de evenimente. Se poate remarca ponderea relativ mare a grupelor motor, frână şi transmisie ceea ce se justifică având în vedere condiţiile dure de exploatare a acestor categorii de autovehicule (Fig.3.1). 30% 25% motor

20%

frână

Procent de 15% defectare

transmisie pornire

10%

direcţie

5% 0%

suspensie 1 Grupe constructive

Fig.3.1 - Repartiţia defecţiunilor pe grupe constructive În scopul susţinerii celor prezentate mai sus, s-a efectuat şi o analiză a unui set de autocamioane, care faţă de autovehiculele de intervenţie au un regim de utilizare mai puţin sever. Şi în cazul autocamioanelor a rezultat că grupa motor prezintă cele mai frecvente defectări. De asemenea se poate remarca ponderea relativ mare a grupelor motor şi pornire, dar şi o creştere şi o grupare a defecţiunilor pe transmisie, alimentare şi răcire, faţă de cele constatate la autovehiculele de intervenţie. Aceasta se datorează şi misiunilor specifice de 26

transport.

3.3.4 Estimarea indicatorilor de fiabilitate Pentru determinarea indicatorilor de fiabilitate se pleacă de la estimarea parametrilor modelului Weibull, pentru început în varianta biparametrică. În acest scop a fost elaborat un program sursă MATLAB, care pe lângă valorile respectivilor parametrii realizează şi grafica funcţiilor în cauză. Valorile respectivilor parametrii ( β şi λ ) sunt înscrise direct pe grafice, la fel ca valoarea MTBF. Ulterior va fi avută în vedere şi varianta triparametrică a modelului.

Fig.3.2 - Funcţiile de repartiţie a autospecialelor şi camioanelor (ans)

Fig.3.4 - Rata defectărilor autospecialelor şi a autocamioanelor (ans) În Fig.3.2-3.4 se prezintă, sub formă grafică rezultatele obţinute în situaţia când sunt avute în vedere autospecialele şi autocamioanele considerate ca ansamblu, iar în Fig.3.5-3.7 când analiza este executată numai pentru motoarele respectivelor autovehicule.

Fig.3.5 - Funcţiile de repartiţie a motoarelor autospecialelor şi autocamioanelor

Fig.3.7 - Rata defectărilor motoarelor autospecialelor şi a autocamioanelor În continuare se execută o estimare a indicatorilor de fiabilitate luând în considerare modelul Weibull în varianta triparametrică [I4]. În analiza care urmează sunt avute în vedere aceleaşi eşantioane (fişiere) de date ca şi în cazul variantei Weibull biparametrice. Ca şi în cazul respectiv, valorile parametrilor 28

sunt trecute direct pe grafice. Singura deosebire majoră faţă de modelul Weibull biparametric, constă în faptul că estimarea parametrilor s-a executat prin metoda verosimilităţii maxime(MVM) [I4, B4, C10, M4]. În Fig.3.9 este reprezentat graficul funcţiei de repartiţie pentru cele patru eşantioane luate în analiză.

Fig.3.9 - Funcţiile de repartiţie a autospecialelor şi autocamioanelor (ans) Dacă se iau în considerare graficele din Fig.3.2-Fig.3.4 precum graficele din Fig.3.9-Fig.3.11, se poate formula o singură concluzie de interes, anume că valorile MTBF în cazul modelului Weibull triparametric sunt mai reduse în raport cu cele care au rezultat în cazul modelului Weibull biparametric. Respectivele valori mai scăzute sunt totuşi mai mici faţă de situaţia în care la acestea s-ar adăuga mărimea parametrului de localizare (reperaj) γ .

Fig.3.11- Rata defectărilor autospecialelor şi a autocamioanelor (ans) În situaţia concretă nu se respectă prevederea din [I4], care precizează „că durata medie de viaţă a unui element observat este egal crescătoare cu valoarea parametrului γ ”. O posibilă cauză ar putea consta în faptul că volumul eşantioanelor este destul de redus. Analiza de fiabilitate Weibull triparametric, în situaţia când sunt luate în considerare numai motoarele care echipează autospecialele, nu a scos în evidenţă deosebiri notabile faţă de situaţia modelului Weibull biparametric. * * * 1. Având în vedere rezultatele obţinute, în cazul când sunt avute în vedere autospecialele şi autocamioanele, considerate ca ansamblu, se pot formula următoarele concluzii:  autovehiculele de intervenţie supuse analizei şi considerate ca ansamblu, sunt în măsură să îndeplinească misiunile specifice însă în condiţii precare, fiabilitatea acestora fiind foarte redusă. Se are în vedere aici rata ridicată a probabilităţii apariţiei defecţiunilor, mai ales în situaţia autospecialelor (în medie respectiva rată este de 1.0x10-3 defectări pe kmEC sau mai mare);  media timpului de bună funcţionare (MTBF), se încadrează în limite acceptabile având în vedere că în jurul acestui rulaj autospecialelor li se execută o revizie tehnică trimestrială, ocazie cu care se pot depista, înlocui sau repara piesele, subansamblele şi ansamblele care nu mai prezintă garanţie în funcţionare şi care dacă nu ar fi rezolvate ar duce la imposibilitatea îndeplinirii misiunilor;  totuşi valoarea redusă a MTBF conduce la concluzia că autospecialele se află în apropierea perioadei de expirare a timpului lor de utilizare. Analiza valorilor rezultate în urma studiului, impun cu necesitate ca la un rulaj care se apropie ca valoare de MTBF, să se execute o diagnosticare a stării tehnice a motoarelor autospecialelor;  datele menţionate sunt relevante şi se pot folosi în planificarea lucrărilor de mentenanţă, aprovizionarea cu piese de schimb şi materiale, dimensionarea stocurilor, pregătirea personalului, dotarea atelierelor de asistenţă tehnică şi reparaţii pe diferite nivele în funcţie şi de complexitatea lucrărilor etc; 2. Dacă sunt avute în vedere numai motoarele, concluziile care pot fi formulate sunt: - rata defectării în cazul autocamioanelor este mai mică în raport cu cea a autospecialelor. Explicaţia rezultă imediat având în vedere gradul mai redus de solicitare a acestora; - cu excepţia setului 3, la restul seturilor care conţin date pentru motoarele autospecialelor, rata defectărilor este mare (la rulaje apropiate de MTBF, aceasta este de circa 1.0x10-3 defectări pe kmEC sau mai mare, deci asemănătoare cu situaţia când autospecialele se consideră ca ansamblu). 30

4. Analiza comparată a strategiilor de mentenanţă. Optimizări 4.1 Costurile sistemelor de mentenanţă Activitatea de mentenanţă presupune combinarea după anumite reguli şi în anumite proporţii a utilizatorilor (resursele umane, mijloacele şi obiectele muncii) implicaţi în scopul realizării de produse sau servicii. Specificul activităţii face ca unele costuri de mentenanţă să fie adeseori neprevăzute, datorită apariţiei defecţiunilor după legi statistice nu întotdeauna cunoscute. Eficienţa acestui gen de activitate se măsoară şi prin costuri. Costurile activităţii de mentenanţă [I2] se pot clasifica după mai multe criterii, astfel:     

modul de evidenţiere în timp; aria de extindere; modul de provenienţă; destinaţie; tipul de sistem de mentenanţă.

În funcţie de sistemele de mentenanţă corectivă cunoscute se pot evidenţia următoarele categorii de costuri: 1) costul total mediu de mentenanţă curativă pe unitatea de timp (C11) p + P  lei  C11 = (4.1) MTBF  ora  în care : p - costul unei intervenţii preventive (lei); P - costul suplimentar, suportat în cazul defectării autovehiculului (lei); MTBF - media timpului de bună funcţionare, respectiv media intervalului de timp scurs între două defectări succesive (determinat statistic) (ore). 2) costul total mediu de mentenanţă paliativă pe unitatea de timp (C12) Dacă se consideră că mentenanţa paliativă nu se deosebeşte de cea curativă decât prin rezultate, se poate folosi următoarea formă de exprimare: p + P′  lei  C12 = (4.2) MTBF ′  ora  în care : P' - costul suplimentar, suportat în cazul defectării autovehiculului (mai mare decât P) (lei); MTBF' - media timpului de bună funcţionare (mult mai mică decât MTBF obţinut iniţial) (ore). Având în vedere sistemele de mentenanţă preventivă cunoscute se pot evidenţia următoarele categorii de costuri: 3) costul total mediu de mentenanţă sistematică pe unitate de timp (C21) 31

C21 =

p + P ×F( t )  lei   ora  m( t )

(4.3)

în care: F(t) - probabilitatea de defectare a elementului critic considerat în perioada de serviciu t. La sfârşitul acestei perioade va fi necesară o intervenţie corectivă; m(t) - durata medie de utilizare a elementului critic considerat (ore). Durata m(t) este inferioară perioadei T de înlocuire a elementului critic; dacă survine avaria trebuie considerat cazul mentenanţei corective cu m (t) MTBF costul total mediu de mentenanţă condiţională pe unitatea de timp (C22). p+g  lei  C22 = (4.5) K c ×MTBF  ora  în care: g - costul de aplicare al mentenanţei condiţionale, exprimat ca sumă a cheltuielilor de achiziţionare a senzorilor necesari pentru detectare, citire, decodificare şi a mijloacelor de interpretare a datelor culese; KC - coeficient de intervenţie condiţională, care conform literaturii de specialitate creşte MTBF (este supraunitar). 4) costul total mediu de mentenanţă previzională pe unitatea de timp(C23) p+g  lei  C23 = (4.6) K p ×MTBF  ora  în care: KP - coeficient de intervenţie previzională, care de asemenea creşte MTBF. Având în vedere strategiile aplicabile în domeniul mentenanţei alegerea tipului de mentenanţă în funcţie de cost se va face ţinând cont de:  costul de înlocuire sau intervenţie preventivă (p);  costul de intervenţie după defectare (P);  media timpului de bună funcţionare;  costul aparatelor necesare în sistemul de mentenanţă condiţională (g);  durata normată de utilizare a autovehiculului considerat (T). Din literatura de specialitate [B2, B4, C12, C13, I5, R1, S6, V5, V6] rezultă câteva direcţii privind alegerea celui mai convenabil sistem de mentenanţă:  cea mai economică politică de mentenanţă este cea de tip previzional (C23), cu condiţia ca perioada de utilizare a autovehiculului să fie suficient de mare pentru a permite amortizarea echipamentelor suplimentare necesare;  pentru aceeaşi perioadă de timp T, cea mai costisitoare politică este cea curativă (C11), conducând la o creştere puternică în timp a costurilor;  în cazul depăşirii duratei normate de funcţionare, costurile de mentenanţă devin excesiv de mari (C12) şi au o tendinţă de creştere accentuată, în condiţiile scăderii continue a mediei timpului de bună funcţionare; 32

4.2 Eficienţa activităţii de mentenanţă Eficienţa activităţii de mentenanţă se manifestă în timp, iar ameliorarea continuă a acestei activităţi este foarte importantă. Pentru aceasta este necesară promovarea unei activităţi de mentenanţă moderne şi a unei strategii coerente în acest domeniu. Din analiza indicatorilor bugetari de calcul ai activităţii de mentenanţă, cu aplicabilitate pentru domeniul autovehiculelor de intervenţie se poate aprecia că sunt indicatorii I1 , I3 , I5 şi I7 . Indicatorului I1 poate reprezenta proporţia dintre costurile de mentenanţă şi bugetul alocat unei unităţi. Indicatorul I3 poate reprezenta imaginea modului de repartizare a cheltuielilor cu mentenanţa utilajelor folosite în procesul tehnologic (Cm) la numărul de autovehicule de intervenţie reparate (Q). Indicatorul I5 în condiţiile în care costul global redus reprezintă costul de achiziţie la care se adaugă costul mentenanţei şi costul de eliminare, semnifică repartizarea costului global redus al autovehiculelor pe fiecare intervenţie (Q numărul de intervenţii la care participă autovehiculul). Pe măsura creşterii uzurii autovehiculului de intervenţie costul global redus creşte ca valoare, iar numărul intervenţiilor va scădea. Indicatorul poate servi ca jalon pentru calculul vârstei optime de înlocuire a autovehiculului. Indicatorul I7 semnifică gradul de tehnologizare al atelierelor de întreţinere şi reparaţii aflate pe diferite nivele de complexitate. O dotare de un slab nivel tehnic va conduce la costuri ridicate ale mentenanţei, în timp ce asigurarea unor echipamente tehnologice corespunzătoare poate reduce semnificativ costurile mentenanţei.

4.3 Optimizarea/ameliorarea mentenanţei În prezent, strategia adoptată în domeniul mentenanţei prevede realizarea majorităţii activităţilor de mentenanţă cu mijloace proprii, un procent foarte mic fiind rezervat serviciilor externe (revizii în cadrul staţiilor autorizate de inspecţie tehnică, prelucrări mecanice complexe – rectificări de arbori cotiţi, verificări şi calibrări de pompe de injecţie şi injectoare etc.)

47%

14%

Salarii Materiale Alte cheltuieli

39%

Fig.4.2 - Structura bugetului unei unităţi pentru intervenţie în situaţii de urgenţă 33

Într-o unitate judeţeană de mărime medie (Fig.4.2), în ultimii trei ani, în structura bugetului, ponderea cea mai mare a fondurilor alocate este cea destinată salarizării personalului cca 47 %, urmată de cheltuielile materiale şi serviciile 39 % şi 14 % alte naturi de cheltuieli. Din totalul cheltuielilor de personal (Fig.4.3) 36 % sunt alocate personalului din compartimentul pregătire de luptă şi operaţii, 33 % personalului care execută activităţi de mentenanţă, 14 % personalului din cadrul inspecţiei de prevenire, 11 % servicii(transmisiuni, armament, echipament, hrănire şi cazarmare) şi 6 % la financiar contabilitate. Ca pondere în totalul personalului majoritatea, 37 % o reprezintă cel din structurile de mentenanţă, urmat de 32 % stat major, 14 % servicii, 12 % inspecţie şi 5 % financiar contabilitate. 40 35 30 25 Personal Buget

20 15 10 5 0

Stat major Mentenanta

Inspectie

Servicii

Financiar

Fig.4.3 - Structura de personal şi cheltuielile cu salarizarea 15%

1% 4% Hrana

13%

Intretinere Mentenanta Echipare Cazarmare 17%

50%

Altele

Fig.4.4 - Repartizarea cheltuielilor materiale şi de servicii În ceea ce priveşte structura cheltuielilor materiale şi serviciilor aceasta a fost în ultimul an următoarea: 50 % hrănire, 17 % cheltuieli de întreţinere (încălzire, iluminat, apă, canal, salubritate, poştă, telefoane etc.), 13 % mentenanţă, 15 % echipament, 1 % cazarmare şi 4 % alte cheltuieli. Cheltuielile cu mentenanţa în ultimii trei ani au reprezentat circa 10 % la 15 % faţă de necesarul calculat în planurile materiale. O analiză pe kmEC a principalelor categorii de cheltuieli arată că în medie pentru aprovizionarea anuală a materialelor şi pieselor de schimb necesare s-au cheltuit circa 800 34

ROL/kmEC. Repartizând cheltuielile pe numărul total al autovehiculele aflate în utilizare în cursul unui an de zile rezultă circa 4,140,000 ROL/autovehicul. Având în vedere specificul activităţii orice diminuare a bugetului necesar a fi alocat se regăseşte în activitatea practică. Deoarece de la misiunea specifică care este intervenţia la incendii, calamităţi naturale şi catastrofe, salvarea bunurilor materiale şi a vieţii oamenilor nu se poate face rabat, sunt afectate alte compartimente de activitate. Se reduc din acest motiv o serie de activităţi legate de instruire, antrenament în conducere, se diminuează plafonul cheltuielilor materiale legate de energie electrică, gaze naturale, apă, canal, legături telefonice, echipare etc. sau se suprimă pur şi simplu activităţi cum ar fi instrucţia în obiective, lucrări lunare sau trimestriale de revizii tehnice, lucrări de reparaţii de nivel mic etc. Optimizarea activităţilor de mentenanţă se poate realiza prin metode specifice de management legate de costul global şi costul global redus. Pe baza acestora se pot lua decizii privind acţiunile specifice de mentenanţă, vârsta optimă de înlocuire a autovehiculului şi oportunitatea achiziţionării sau modernizării unui autovehicul. Costul global redus reflectă modul în care politica de mentenanţă poate influenţa vârsta optimă de înlocuire. Deciziile în acest sens vor fi îndreptate spre realizarea unui cost global redus minim pe unitatea de timp. Optimizarea activităţii de mentenanţă prin costuri în momentul de faţă este o activitate dificilă. Se are în vedere în primul rând faptul că fondurile alocate nu acoperă nevoile reale ale unităţii şi deci nu există o imagine corectă a rezultatelor aplicării unei strategii de mentenanţă în condiţii date. Se poate afirma deci că optimizarea este preponderent teoretică, greu de realizat, este un proces închis care se opreşte la valoarea optimă şi apelează la obiective ideale. Alternativa optimizării o reprezintă ameliorarea care este o îmbunătăţire continuă a situaţiei existente. Este o activitate care se poate desfăşura în condiţiile unui buget ce nu ţine cont de nevoile reale ale unităţilor, este alocat arbitrar şi nu acoperă decât o mică parte din necesr.

5. Implicaţiile implementării unei noi strategii de mentenanţă. Unele reglementări necesare Implementarea unei noi strategii de mentenanţă la autovehiculele de intervenţie din dotarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă implică analizarea a cel puţin patru aspecte principale: 1) personalul de specialitate ocupat în activitatea de mentenanţă; 2) asigurarea materială şi financiară a activităţilor specifice; 3) elaborarea actelor normative care reglementează modul de funcţionare a sistemului; 4) stabilirea stării tehnice a autovehiculelor de intervenţie în cadrul lucrărilor de mentenanţă. 35

5.1 Personalul de specialitate ocupat în activitatea de mentenanţă În cadrul studiului efectuat s-au luat în calcul trei variante de planificare anuală şi executare a activităţilor de mentenanţă la autovehiculele din dotarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă (Tab.5.1). Prima variantă de desfăşurare a activităţilor de mentenanţă preventivă este cea folosită în prezent, următoarele două fiind gândite a se aplica în succesiunea prezentării lor, în etape succesive. Tab.5.1 LUNA Ianuarie Februarie Martie Aprilie Mai Iunie Iulie August Septembrie Octombrie Noiembrie Decembrie

Varianta I RT1 RTL RTL RT1 RTL RTL RT2 RTL RTL RT1 RTL RTL

Varianta II RT1 RT1 RT2 RT1 -

Varianta III RT2 -

Observaţii RTL - revizia tehnică lunară RT1 - revizia tehnică nr.1 (trimestrială) RT2 - revizia tehnică nr.2 (anuală)

Din examinarea tabelului rezultă că, în primul caz, într-un an de zile se execută 8 revizii lunare, 3 trimestriale şi o revizie anuală; în cea de a doua variantă reviziile lunare sunt eliminate rămânând de executat 3 revizii trimestriale şi o revizie anuală, iar în cea de a treia variantă s-au eliminat reviziile lunare şi trimestriale păstrându-se în execuţie doar revizia anuală. Variantele propuse au în vedere următoarele:  armonizarea sistemului de mentenanţă al autovehiculelor de intervenţie cu cel al autovehiculelor de transport;  diminuarea necesarului de personal pentru executarea acestor categorii de lucrări;  eliminarea situaţiilor neeconomicoase şi nerentabile în care după executarea unei revizii anuale sau trimestriale, în luna următoare se execută o revizie lunară;  folosirea mai judicioasă a personalului şi a resurselor materiale şi financiare. Intr-un an de zile pentru lucrările de mentenanţă la autovehiculele de intervenţie este necesară în medie o manoperă de : • 969,930 ore/om, în varianta I; • 758,330 ore/om, în varianta II; • 639,710 ore/om, în varianta III; Într-un an de zile, eliminând 104 zile, care reprezintă zilele de sâmbătă şi duminică, 6 zile sărbători legale, 25 zile în medie concediu de odihnă şi 40 zile 36

activităţi de pregătire militară (trageri, servicii de zi, convocări de pregătire profesională şi militară etc.), rămâne un număr mediu de 190 zile lucrătoare. Considerând ziua de muncă de 8 ore şi un număr de 40 unităţi militare pentru efectuarea lucrărilor de mentenanţă ar fi necesar, în medie, câte : • 16 persoane pentru fiecare unitate, în varianta I; • 12 persoane pentru fiecare unitate, în varianta II; • 11 persoane pentru fiecare unitate, în varianta III; Se observă că reducerea numărului de revizii la una singură pe an, conform celei de a treia variante propuse, duce la micşorarea cu 32 % a necesarului de personal, el putând fi redistribuit către lucrările de reparaţii necesare a se executa la nivel central, lucrări care reprezintă o pondere mult mai mare în cadrul activităţii de mentenanţă. Utilizarea parcului auto în condiţiile actualului sistem de mentenanţă, vine să confirme câteva ipoteze:  sistemul astfel conceput nu este adaptat la situaţia materială şi financiară concretă, fondurile alocate nefiind în măsură să acopere toate nevoile;  personalul prevăzut în ştatele de organizare şi încadrat la ora actuală nu acoperă în totalitate manopera necesară;  autovehiculele continuă să funcţioneze, cu o stare tehnică corespunzătoare şi după îndeplinirea normelor de timp sau de rulaj prevăzute în actualele acte normative pentru a intra în reparaţii;  actele normative în vigoare nu corespund nevoilor actuale pentru aplicarea unui sistem de mentenanţă eficient.

5.2 Asigurarea materială şi financiară Se observă deci că schimbarea sistemului de mentenanţă implică obligatoriu şi refacerea normelor de dotare cu utilaje, aparate şi scule de o manieră care să corespundă categoriilor de lucrări prevăzute a se executa la diferite nivele. 90 80 70 60

[%]

50 40 30 20 10 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Fig.5.1 Gradul de asigurare anuală a fondurilor pentru activitatea de mentenanţă 37

Desigur că nimic din toate acestea nu este posibil fără o susţinere financiară pe măsură. Din anul 1994 până în 2005, (Fig.5.1-5.2), fondurile financiare alocate pentru asigurarea unui coeficient de disponibilitate cât mai ridicat a parcului auto, au scăzut permanent, cu consecinţe nu tocmai greu de închipuit asupra capacităţii de intervenţie a unităţilor şi randamentului lor: 18 16 14 12 10

[8 6 4 2 0 1992

1993 1994 1995

1996 1997 1998

1999 2000 2001

2002 2003 2004

2005

Fig.5.2 Gradul de îndeplinire a planului anual de reparaţii În ceea ce priveşte activitatea de reparaţii care se execută centralizat, din analiza efectuată pe baza datelor existente se observă că în perioada anilor 19922005 necesarul de lucrări nu a putut fi acoperit decât într-o foarte mică măsură (maxim 17 %). Aceasta se datorează atât lipsei capacităţilor de reparaţii proprii, cât şi nealocării fondurilor necesare executării lucrărilor în ateliere specializate din economie. Peste toate acestea îşi pune bineînţeles amprenta şi sistemul de mentenanţă folosit, prin periodicitatea lucrărilor planificate.

5.3 Actele normative Schimbarea sistemului de mentenanţă ar aduce şi în acest domeniu modificări, începând cu categoriile de lucrări ce se execută, continuând cu tehnologiile de execuţie, care în prezent aproape lipsesc şi terminând cu normele de dotare a atelierelor de asistenţă tehnică şi reparaţii. Având în vedere structura actelor normative în vigoare, se propune elaborarea unui nou act normativ care să conţină reglementări ale activităţii specifice asigurării tehnice de mijloace destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă într-o concepţie unitară, fără ca personalul de specialitate să fie nevoit să apeleze la mai multe documente pentru rezolvarea situaţiilor specifice curente. În acest sens se propune elaborarea documentului „Normativ privind asigurarea tehnică a mijloacelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă din dotarea Ministerului Administraţiei şi Internelor”. Cu această delimitare a aplicabilităţii normativului, competenţa de aprobare este a ministrului resort. 38

Normativul ar putea fi organizat pe trei capitole, astfel:  Capitolul I - Asigurarea tehnică a mijloacelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă;  Capitolul II - Norme tehnice;  Capitolul III - Dispoziţii finale. Primul capitol ar trebui să conţină definiţii şi reglementări ale principalelor activităţi ce se desfăşoară în cadrul asigurării tehnice a mijloacelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă, organizat pe subcapitole astfel: 1. Principii generale. 2. Managementul asigurării tehnice de mijloace destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă. 3. Pregătirea de specialitate a personalului. 4. Înzestrarea cu mijloace destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă. 5. Utilizarea (exploatarea) mijloacelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă. 6. Mentenanţa mijloacelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă. 7. Aprovizionarea materialelor tehnice. Aspectele legate de aceste modificări au în vedere următoarele elemente principale: ⇒ armonizarea sistemului de mentenanţă a autovehiculelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă cu cel a autovehiculelor de transport din dotare; ⇒ reducerea necesarului de personal angrenat în activităţi de mentenanţă, care în condiţiile actuale, în fapt, nu este angajat; ⇒ diminuarea necesarului de reparaţii care în fapt, în actuala structură organizatorică şi cu alocaţiile bugetare existente, nu poate fi realizat; ⇒ optimizarea fluxului de lucrări şi eliminarea situaţiilor neeconomicoase în care după o reparaţie, indiferent de amploarea ei, chiar şi capitală, sau după o revizie tehnică anuală, în luna următoare se execută o nouă revizie; Al doilea capitol, aşa după cum rezultă şi din denumirea sa, trebuie să stabilească o serie de norme tehnice absolut necesare desfăşurării asigurării tehnice de mijloace destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă. Trebuie definite aici normele de consum carburanţi, lubrifianţi, unsori şi lichide speciale, normele de utilizare a bateriilor de acumulatori, anvelopelor şi camerelor de aer şi condiţiile lor de aplicare. De asemenea trebuie definite normele de consum materiale pentru efectuarea lucrărilor de mentenanţă în cadrul atelierelor de la nivelul unităţilor şi subunităţilor. Este necesar ca al treilea capitol să facă precizări la domeniul de aplicabilitate a actului normativ, la prevederile legale care se abrogă, la statutul anexelor actului normativ şi la modalităţile de modificare, îmbunătăţire sau completare a acestuia. Un sistem de mentenanţă eficient presupune o susţinere financiară pe măsură. Este cunoscut faptul că unul din dezavantajele sistemului de mentenanţă 39

actual este acela al costurilor ridicate, pe lângă cel al imobilizării pe durate mari de timp. În consecinţă orice descărcare a actualului sistem, în perioada următoare de tranziţie către un nou sistem de mentenanţă, duce la o scădere a necesarului de fonduri. În acest caz la o menţinere constantă a cotei alocate asistenţei tehnice şi reparării autospecialelor pragul de disponibilitate ar creşte corespunzător.

6. Cercetări experimentale 6.1 Probleme generale După cum a rezultat din capitolul trei al tezei, motorul autospecialei pentru intervenţie în caz de incendiu este foarte solicitat din punct de vedere dinamic şi termic. Drept consecinţă el prezintă şi cele mai frecvente defecţiuni care nu pot fi remediate de către echipaj la locul de intervenţie. Uzurile cele mai frecvent întâlnite sunt cele ale grupului piston-cilindru, sesizabile în general prin diminuarea puterii furnizată de către motor organelor de transmisie şi propulsie. Sunt cunoscute mai multe metode de determinare a nivelului de uzură a grupului piston-cilindru [A3, B2, G6, H1, H2, I5, M2, N3, S4]. În lucrare se propune o procedură foarte simplă de determinare a respectivului parametru, anume măsurarea timpului de demaraj, cu plecarea de pe loc în treapta doua, până la parcurgerea unui spaţiu de 40 m. Respectiva măsurare stă la îndemâna echipajului autospecialei. A fost aleasă această distanţă din considerentul că pentru parcurgerea ei este necesar un timp mediu de 10-11 secunde, aşa cum se va vedea la analiza şi prelucrarea rezultatelor înregistrate experimental. Tot cu această ocazie se va observa că în mod practic creşterea acceleraţiei autospecialei are loc în medie pe circa primele 5 secunde după plecarea de pe loc, dar atât timpul menţionat cât şi spaţiul, evident mai mic, se măsoară mai greu în teren. Demarajul trebuie să aibă loc pe un drum asfaltat, în stare bună şi cât mai orizontal cu putinţă. Condiţiile impuse pentru demaraje ca probe experimentale nu sunt greu de realizat în oricare unitate de pompieri. Având în vedere că acestea se execută pe distanţe foarte scurte, nu sunt prea costisitoare din punctul de vedere a consumului de carburanţi. Nici mărimea spaţiului nu este prohibitiv. În lucrare se va demonstra că măsurarea timpului de parcurgere a spaţiului menţionat va permite formularea unei concluzii suficient de pertinentă referitoare la starea tehnică a grupului piston-cilindru. În acest scop se va face o analiză complexă a dinamicii longitudinale a autovehiculului, considerând demarajul acestuia cu plinul de apă pentru stingerea incendiilor asigurat complet sau la demarajul autospecialei goală. Pentru o analiză completă a dinamicii longitudinale trebuie cunoscute o serie de constante ale autovehiculului precum şi minimum trei fişiere care 40

caracterizează parametrii de mişcare în timp a acestuia. Aceste fişiere trebuie să conţină date digitale care caracterizează variaţia în timp a:  turaţiei motorului de tracţiune;  poziţiei comenzii pompei de injecţie;  vitezei absolute de deplasare a autovehiculului. Pentru realizarea acestor fişiere autovehiculul a trebuit să fie echipat cu traductoare de măsurare corespunzătoare, care vor fi descrise sumar în cele ce urmează.

6.2 Echiparea autospecialelor pentru probe pe şosea Traductoarele de măsurare utilizate sunt plasate pe autospecială aşa cum se poate observa în Fig.6.1. Echiparea autospecialelor s-a făcut cu aparatura existentă în laboratoarele Catedrei de Autovehicule Militare şi Logistică din cadrul Academiei Tehnice Militare. Pentru testări au fost utilizate două autospeciale R12215, prima cu un rulaj de 21,421 kmEC, considerată ca având starea tehnică bună şi a doua cu un rulaj de 22,673 kmEC, relativ în aceiaşi stare. Scopul unei astfel de alegeri a fost acela de a se vedea dacă totuşi poate fi făcută decelarea între două motoare care au fost solicitate aproximativ la fel. Fiecare dintre ele a fost testată în varianta goală, când a avut masa de 12,500 kg şi în varianta plină cu apă, când a avut masa totală de 21,500 kg.

Fig.6.1 – Dispunerea pe autospecială a traductoarelor de măsurare Măsurarea cursei cremalierei pompei de injecţie s-a executat cu ajutorul unui traductor de tip potenţiometric, de construcţie „ruletă”, amplasat pe timoneria de comandă a pompei (Fig.6.2). 41

Fig.6.2 – Amplasarea traductorului pentru măsurarea deplasării cremalierei pompei de injecţie Pentru măsurarea vitezei absolute a fost utilizată o instalaţie „roata a 5-a” (Fig.6.3). Respectiva roată a acţionat un traductor de turaţie, aşa cum se observă în figură, identic cu cel utilizat pentru măsurarea turaţiei motorului.

Fig.6.3 – Dispunerea pe autospecială a „roţii a 5-a” 42

Măsurarea turaţiei motorului s-a executat cu traductorul de turaţie, acţionat de cablul de antrenare a turometrului de bord (Fig.6.4).

Fig.6.4 – Conexiunea mecanică a traductorului pentru măsurarea turaţiei motorului Cu precizările de mai sus lanţul de măsurare utilizat are configurarea schematică din Fig.6.5.

Fig.6.5 – Configurarea de ansamblu a lanţului de măsurare În Fig.6.6 este reprodusă parţial dispunerea pe autospecială a aparaturii utilizate la achiziţia datelor experimentale.

Fig.6.6 – Dispunerea aparaturii de achiziţie a datelor în cabina autospecialei Elementul cel mai important al completului de măsurare HOTTINGER l-a constituit puntea de măsurare DMC 9012 A (Fig.6.5). Această punte este echipată cu opt canale, din care două sunt specializate pentru măsurarea temperaturilor. În continuare se redau câteva caracteristici generale ale acesteia:  capacitate de memorare: 120,000 valori;  viteza maximă de măsurare: 4,800-9,600 măsurători pe secundă;  sensibilitate: 3mV/V-120 mV/V;  viteza de transfer a datelor: 2,500-3,100 valori pe secundă;  datele sunt achiziţionate simultan pe toate canalele utilizate;  semnalele de autocalibrare precum şi cel de echilibrare sunt automate;  se cuplează la un calculator tip MacIntosh prin interfaţă specializată;  este 100 % controlabilă cu ajutorul calculatorului.

6.3 Planul de testări În vederea executării probelor experimentale a fost conceput şi realizat un plan minim de testări (Tab.6.1). Partea realizată a acestuia a fost posibilă după executarea mai multor încercări de „probă” executate pentru verificarea aparaturii precum şi pentru instruirea şi antrenarea personalului participant, în special a conducătorului auto. Încercările experimentale au fost executate pe o şosea asfaltată şi orizontală. Ele au constat din demarajul complet în etajul 2, cu plecarea de pe loc. În paralel s-au executat şi unele demaraje complete (probele 16-18). Plecând de la realitatea că actualele metode şi produse software pentru prelucrarea 44

datelor experimentale nu implică un număr mare de serii dinamice, s-a recurs la un număr considerat rezonabil de date [C2, C3-4, D1, L4-7, N1, S8]. S-a avut însă în vedere ca acestea să conţină în general un număr mare de realizări. Tab.6.1 Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Numărul de realizări a probei şi rata de achiziţie 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 2048/150 8192/150

Codificarea probei A1G1 A1G2 A1G3 A1G4 A1P1 A1P2 A1P3 A2G1 A2G2 A2G3 A2G4 A2P1 A2P2 A2P3 A2P4 A1GT

17.

8192/150

A2GT

18.

8192/150

A2PT

Observaţii Autospeciala 1 goală Autospeciala 1 plină Autospeciala 2 goală Autospeciala 2 plină Demaraj complet autospeciala 1, goală Demaraj complet autospeciala 2, goală Demaraj complet autospeciala 1, plină

În procesul de achiziţie a datelor experimentale s-a avut în vedere ca acestea să aibă un număr mare de realizări/probă care să permită efectuarea unor analize cât mai complexe şi mai cuprinzătoare a rezultatelor.

6.4 Caracterizarea generală a seriilor dinamice experimentale Seriile dinamice care au rezultat în urma procesului de achiziţie a datelor după probele din teren, nu au fost în prealabil filtrate hardware sau software, urmând ca funcţie de necesităţi, filtrarea să se execute software în procesul de prelucrare a rezultatelor. În Fig.6.7 este prezentat graficul cu două axe, a vitezei absolute a autospecialei şi a spaţiului parcurs în procesul de demaraj numai în etajul 2, cu plecarea de pe loc, pentru proba A1G3 (autospeciala 1, fără apă, a treia probă din seria de patru). Dacă graficul spaţiului este lipsit de variaţii, cel al vitezei absolute conţine salturi moderate, mai mari sau mai mici. Tot la fel apare şi seria experimentală care conţine poziţia pedalei de acceleraţie şi turaţia motorului (Fig.6.8). 45

Fig.6.7 – Viteza absolută şi spaţiul parcurs de autospecială la demarajul în etajul 2 (proba A1G3)

Fig.6.8 – Poziţia pedalei de acceleraţie şi turaţia motorului (proba A1G3) Dacă se consideră aceiaşi serie dinamică (A1G3), dar filtrată, rezultă o situaţie mai aproape de realitate. În Fig.6.10 este prezentată doar acceleraţia autospecialei în procesul de demaraj. Analiza demarajului numai în etajul 2 cu plecarea de pe loc, a scos în evidenţă faptul că viteza maximă este atinsă în circa 3-4 s în cazul autospecialei goale şi în circa 4-5 s în cazul când aceasta este plină. Concluzia este una singură, ori procesul nu a fost corect înregistrat sau seria dinamică nu exprimă realitatea. Având în vedere experienţa altor 46

cercetători, în final se impune o filtrare a seriilor dinamice analizate. Asupra filtrării semnalelor se va reveni şi în continuare.

Fig.6.10 – Acceleraţia în procesul de demaraj (seria A1G3 filtrată) Pe de altă parte necesitatea filtrării este foarte bine scoasă în evidenţă dacă seriile experimentale sunt analizate privind existenţa în compunerea acestora a unor erori grosolane. Cu ajutorul toolbox-ul „findoutliers” din MATLAB se realizează o reprezentare grafică sintetică a unei serii experimentale marcând cuartilele, valoarea maximă, minimă şi modul de grupare al datelor [XX5]. De asemenea el permite evidenţierea erorilor grosolane de măsurare, aşa numitele ”outliers”, valori a căror probabilitate de apariţie în cadrul seriei este mai mică de 0,05 %. Pe grafic, acestea se regăsesc în afara intervalului cuprins între prima şi cea de-a patra cuartilă.

Fig.6.11 - Erorile „outliers (grosolane)” vabs în cazul K = 2 (proba A1G3) Pentru exemplificare (Fig.6.11) se consideră seria dinamică a vitezei absolute a probei A1G3 şi pentru început se consideră o filtrare Mitra în care numărul regresiilor este 2 (K = 2). Dacă se admite că valorile seriei care se găsesc în afara intervalului 2σ sunt erori „outliers (grosolane)”, rezultă un număr a acestora de 663 din totalul celor 2048 pe care le conţine seria, adică un procentaj de 32 %. Evident situaţia nu poate fi considerată ca acceptabilă.

Fig.6.12 - Erorile „outliers (grosolane)” vabs în cazul K = 50 (proba A1G3) În Fig.6.12 se prezintă rezultatul analizei când se execută o filtrare Mitra cu K = 50, pentru aceiaşi serie, situaţie în care numărul erorilor grosolane s-a redus la 8 (0.39 %). În această situaţie numărul erorilor grosolane poate fi 48

considerat ca acceptabil, acestea urmând a fi eliminate din seria analizată. Practic acestea sunt grupate în două zone (zona A şi zona B). În exemplul precedent, dacă se consideră K = 51, în seria filtrată nu mai apar erori grosolane. Concluziile prezentate mai sus se regăsesc şi în analiza altor serii experimentale, cu mici nuanţări a valorilor. Drept urmare în cele ce urmează în general se vor executa filtrări cu un număr mare de regresori K ≤ 50 în cazul vitezei absolute a autospecialelor şi cu un număr de regresori K ≤ 5 în cazul poziţiei pedalei de acceleraţie. În Fig.6.14 este prezentat graficul cu rezultatele analizei „findoutliers” pentru viteza absolută a autospecialelor (demarajul în etajul 2 pentru toate cele 15 probe experimentale). Se remarcă că în toate probele analizate valorile realizărilor nu se grupează numai în intervalul de încredere; acestea prezintă multe valori în afara acestui interval, chiar dacă ele nu reprezintă erori grosolane (zonele marcate cu culoare roşie). În general, procesele fizice se prezintă sub formă de colectivităţi a căror realizări individuale diferă de la una la alta. Această diversitate este determinată de cauze multiple. Dispersia, numită şi varianţă, are o importanţă deosebită în analiza influenţei diferiţilor factori asupra desfăşurării unui proces dinamic.

Fig.6.14 - Analiza „findoutliers” pentru viteza absolută a autospecialelor Cunoscută sub numele de analiză a varianţei (ANOVA – ANalyse Of VAriance), analiza dispersională reprezintă o metodă de studiu a influenţei factorilor care acţionează simultan asupra unui proces oarecare; la fel ca analiza de corelaţie, această metodă de studiu aparţine problematicii legăturilor dintre fenomene. Din punct de vedere statistic, analiza dispersională constă în compararea mediilor unor colectivităţi diferite şi verificarea ipotezei statistice asupra omogenităţii acestora. 49

Lucrarea [C3, I2] prezintă elementele de bază ale fundamentării matematice a metodei precum şi o serie de exemplificări practice. În cele ce urmează se prezintă doar rezultatul sumar a unor analize ANOVA, considerând serii dinamice experimentale a autospecialelor de stins incendii. Se poate remarca că în cazul autospecialei 2 mai multe serii experimentale au valorile încadrate în intervalul de încredere, iar dintre acestea cele mai multe sunt din grupul celor care se referă la încercările în care autospeciala a fost plină. În cazul autospecialei 1 încadrarea rezultatelor în intervalul de încredere este mai bună tot pentru probele când aceasta a fost plină. Trebuie remarcat că seriile dinamice a vitezei absolute au fost în prealabil filtrate Mitra (K = 50) la probele ambelor autospeciale. Cauza care a condus la astfel de rezultate constă în special în existenţa unor vibraţii mai pronunţate a autospecialei când aceasta este goală; rezervorul de apă al acesteia reprezintă o sursă însemnată de vibraţii când este gol. Deci, privit din acest unghi, încercările din teren ar fi bine să fie executate cu autospeciala plină. În Fig.6.20-6.21 se prezintă demarajul în etajul 2, cu plecarea de pe loc, a autospecialelor supuse încercărilor din teren (toate probele).

Fig.6.21 - Demarajul autospecialei 2 în etajul 2, cu plecarea de pe loc Analiza demarajului este utilă pentru determinarea valorii medii a timpului, care anterior a fost menţionat, valori care sunt utile în prelucrările ce urmează. Pe de altă parte cele menţionate mai sus scot în evidenţă cu pregnanţă faptul că în prelucrarea seriilor dinamice experimentale trebuie manifestată o atenţie aparte filtrării semnalelor [C2, D5, P1, R4, XX8, XX9]. Necesitatea apare atât din motive de existenţă a unor „zgomote” din lanţul de măsurare cât şi datorită unor neregularităţi existente inerent în calea de rulare. 50

În Fig.6.25 se prezintă graficul cu valoarea acceleraţiei în procesul de demaraj în etajul 2, cu plecarea de pe loc, pentru toate probele realizate (filtrate).

Fig.6.25 - Acceleraţia în demarajul din etajul 2 cu plecarea de pe loc (toate probele) Din aspectarea graficului din Fig.6.25 se poate constata în primul rând o grupare satisfăcătoare a rezultatelor. Apoi se observă că acceleraţiile devin practic nule (cu unele excepţii) după un timp de demaraj de circa 5-6 s. Valorile maxime sunt modeste, dar explicaţia este simplă; autospecialele au mase mari, mai ales când sunt pline cu apă, şi au puterea specifică mică. Şi în fine se constată că valorile maxime a acceleraţiilor au fost obţinute în primele 1-2 s. Intervalele de încredere pot fi determinate şi cu ajutorul toolbox-urilor polyfit şi polyconf din Matlab [XX1-XX6]. Ca exemplu se alege seria dinamică A2P4 şi se consideră un nivel de încredere de 95 % pentru viteza absolută a autospecialei funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie (Fig.6.30).

Fig.6.30 - Intervale de încredere a vitezei absolute - proba A2P4 În final se pot formula câteva concluzii generale, cum sunt:  lanţul de măsurare, deşi simplu, a fost eficient pentru scopul propus;  seriile dinamice experimentale sunt veridice;  „lungimea ” acestor serii este total satisfăcătoare;  filtrarea seriilor dinamice experimentale a respectivelor serii, executată digital şi în urma procesului de achiziţie din teren, s-a dovedit a fi obligatorie.

7. Analiza rezultatelor experimentale Prelucrarea şi interpretarea rezultatelor a fost executată în mediul de programare Matlab. S-a optat pentru acest mediu de programare datorită multiplelor facilităţi oferite de toolbox-urile pe care acesta le pune la dispoziţie precum şi pentru uşurinţa de reprezentare a rezultatelor sub formă grafică. Scopul principal al analizei rezultatelor experimentale constă în a verifica calitatea şi credibilitatea acestora. Trebuie avut în vedere faptul că partea experimentală a tezei şi-a propus să valideze o metodă simplă şi la îndemâna echipajului (unităţii de pompieri) de decelare timpurie a uzurii motoarelor prin probe de demaraj în primul etaj cu care autospeciala plecă de pe loc (etajul 2). Cum rezultatul testului implică decizii importante pe linia mentenanţei motorului în cauză, este evident că trebuie plecat de la nişte serii dinamice absolut credibile. Analizele care se prezintă în continuare au tocmai un astfel de scop.

7.1 Analiza în timp a rezultatelor experimentale Analiza în timp a rezultatelor obţinute pe cale experimentală oferă următoarele facilităţi principale [C4, C8, G1, XX2, XX5]:  aprecieri asupra caracterului variaţiei în timp a seriilor dinamice; 52

 stabilirea valorilor unor mărimi funcţionale ale autovehiculului şi

motorului, precum şi a performanţelor acestora;  determinarea parametrilor statistici pentru diferite mărimi funcţionale;  stabilirea caracterului neliniar al seriilor dinamice experimentale (deci a comportării neliniare a proceselor care au loc la funcţionarea autovehiculului). Cum se cunoaşte, o serie dinamică experimentală este formată dintr-o mulţime finită de valori discrete. În domeniul discret timpul are valori în mulţimea numerelor întregi (adică număr de valori: td =1,2,3, ...): td ∈ Z ; în domeniul continuu timpul are valori în mulţimea numerelor reale: t ∈ R . Ca urmare şi variaţiile mărimilor funcţionale pot fi reprezentate grafic în domeniul discret sau în domeniul continuu; în primul caz, pe axa absciselor poate apare timpul discret (număr valori) sau timpul continuu (de regulă exprimat în secunde).

7.1.1 Analiza comparativă în timp a datelor experimentale Analiza comparativă în timp a datelor experimentale permite deducerea unor concluzii privind dinamica autovehiculului în diferite situaţii de utilizare, deci şi în procesul de demaraj, în acest scop se apelează la calculul caracteristicilor statistice de un anumit ordin, din care aici se utilizează cele de ordinul I (care folosesc densitatea de probabilitate de ordinul I). Pe baza datelor experimentale şi utilizând relaţiile de calcul corespunzătoare se pot obţine caracteristicile statistice de ordinul I : media, dispersia, abaterea standard (RMS sau abaterea medie pătratică), valoarea minimă, valoarea maximă, norma 1, norma 2, norma infinit, etc. Caracteristicile statistice descriu funcţionarea unui sistem (ansamblu, element) în prezenţa unor procese aleatoare. În acest scop, o serie dinamică deterministă poate fi privită ca o realizare a unui proces aleator şi deci prelucrarea rezultatelor se face în mod corespunzător. Aşa după cum se ştie, pentru serii dinamice finite şi discrete se pot obţine estimări a mărimilor analizate. În continuare se prezintă unele exemple cu datele experimentale obţinute la încercările în teren a autospecialelor. Astfel, în Fig.7.2 se redau caracteristici statistice de ordinul I pentru seriile dinamice ale vitezei de deplasare, în cazul unei probe experimentale. Calculele s-au efectuat pe baza relaţiilor prezentate anterior. Pentru COV („Coefficient of Variation” – coeficientul de variaţie) s-a avut în vedere că acesta reprezintă raportul dintre abaterea standard şi valoarea medie a mărimii respective. Cu cât valoarea COV este mai redusă, cu atât erorile sunt şi ele mai reduse, având în vedere că dacă media pătratică σ este mai redusă ca valoare, COV scade; influenţa mediei y fiind mai mică.

Fig.7.2 - Caracteristici statistice de ordinul I, viteza absolută (proba A2G1) Dacă filtrarea Mitra a seriei dinamice a vitezei absolute este şi mai intensă (de la K = 50 la K = 500), COV se reduce de la valoarea de 35.14 % (Fig.7.2) la COV = 32.58 % ; deci reducerea nu este semnificativă. Aceasta înseamnă că seria dinamică, chiar mai intens filtrată, păstrează încă în mare măsură caracteristicile sale intrinseci.

Fig.7.3 - Norma 2 a valorilor vitezei absolute, toate demarajele în etajul 2 În Fig.7.3 este prezentată valoarea normei 2 a vitezei absolute a autospecialelor pentru toate probele de demaraj în etajul 2, cu plecarea de pe loc. Este de remarcat faptul că valorile normei 2 sunt de circa cinci ori mai mari comparativ cu cele ale vitezelor medii. Având în vedere acest fapt rezultă că norma 2 a vitezei precum şi media acesteia ar putea fi eventual folosită ca drept criteriu a dinamicităţii autovehiculului. 54

7.1.2 Analiza de corelaţie a datelor experimentale Deşi caracteristicile statistice de ordinul I se folosesc în mod frecvent, totuşi acestea nu dau o imagine completă asupra caracterului procesului aleator (sau a unei serii dinamice deterministe). Două serii dinamice experimentale pot avea aceeaşi medie şi aceiaşi dispersie, dar caracterul lor de variaţie poate fi diferit. Pentru a caracteriza structura internă a unei serii dinamice oarecare x(t), deci pentru a aprecia legătura dintre secţiunile acesteia, se utilizează funcţia de autocorelaţie, ce reprezintă o funcţie nealeatoare (analitică), care pentru o pereche de valori arbitrar aleasă (t1,t2), este egală cu speranţa matematică a produsului a două mărimi aleatoare centrate, corespunzătoare celor două secţiuni [C3, G9]: Rxx ( t1 , t2 ) = M { Xˆ (t1 ) Xˆ (t 2 )} = ∞ ∞

∫ ∫ { x1 − mx ( t1 )} { x2 − mx ( t2 )}

f 2 ( x1 , t1 ; x2 , t2 ) d x1 d x2

(7.11)

−∞−∞

în care f2(x1,t1;x2,t2) reprezintă densitatea de probabilitate de ordinul doi; funcţia de autocorelaţie se notează Rxx sau Rx. Dacă valorile medii sunt nule, adică există un proces aleator centrat, atunci se obţine funcţia de autocovarianţă Cxx. Ca şi pentru caracteristicile statistice de ordinul I, în mod similar şi la cele de ordinul al II-lea se pot calcula mărimile dacă seriile dinamice finite sunt formate din valori discrete. Astfel, în domeniul discret funcţia de autocorelaţie se determină cunoscând că cele n valori ale seriei dinamice xi sunt dispuse la intervale de timp egale h şi ca urmare xi = x(ih) ; considerând decalarea în timp rh , rezultă expresia funcţiei de autocorelaţie (în care m reprezintă decalarea maxim posibilă): 1 n−r Rxx (rh) = ( xi − mx ) ( xi + r − mx ) , r = 0...m (7.12) n − r i =1

∑

Spre exemplu, în Fig.7.7 se prezintă funcţia de autocorelaţie pentru proba A2P2. Graficul relevă o autocorelare temporală foarte bună, existând simetrii pe axa timpului discret (număr valori), iar variaţiile sunt lente către valoarea nulă. Simetria pe axa timpului discret este evidenţiată prin dublarea valorilor experimentale, astfel că graficul conţine atât datele curente (2048 valori), cât şi cele viitoare, previzionate.

Fig.7.7 – Autocorelarea datelor din seria dinamică a vitezei absolute (proba A2P2) Valoarea coeficienţilor de autocorelaţie a seriilor dinamice ale vitezei absolute a autospecialelor, serii dinamice obţinute în procesul de demaraj, cu plecarea de pe loc, în etajul 2, este unitară pentru toate probele. Acest fapt confirmă o corectă instrumentare, achiziţie a datelor şi o corectă filtrare a lor. De asemenea, mai trebuie precizat faptul că existenţa unor autocorelări temporale bune asigură garanţia utilizării în calcule de dinamică statistică a expresiilor funcţiilor de autocorelaţie şi a modelelor matematice stabilite, ce descriu dinamica autovehiculului. Proprietăţile statistice a două procese aleatoare X(t) şi Y(t) sunt caracterizate de funcţia de intercorelaţie (funcţia de corelaţie mutuală), notată Rxy(t1,t2), care pentru fiecare pereche de valori arbitrar aleasă a argumentelor t1 şi t2 se determină cu ajutorul expresiei:

{

}

Rxy ( t1 , t2 ) = M Xˆ (t1 )Yˆ (t 2 ) = ∞ ∞

∫ ∫ { x − mx ( t1 ) } { y − m y ( t2 )}

f 2 ( x, t1 ; y , t2 ) d x d y

(7.13)

−∞ −∞

în care x(t) şi y(t) reprezintă oricare două realizări, una a procesului aleator X(t) şi cealaltă a procesului Y(t), problema fiind aceeaşi pentru două serii dinamice deterministe. Funcţia de intercorelaţie caracterizează legătura statistică dintre două procese aleatoare X(t) şi Y(t) la diferite momente de timp, aflate unul faţă de celălalt la depărtarea τ. Valoarea Rxy(0) caracterizează această legătură la acelaşi moment de timp. Dacă procesele aleatoare X(t) şi Y(t) sunt independente statistic şi au valorile medii nule, atunci funcţia lor de intercorelaţie este zero; afirmaţia inversă nu este totdeauna adevărată. Aspectele sunt valabile şi pentru două serii dinamice deterministe. În mod similar, dacă cele două procese aleatoare (două serii dinamice) au 56

medii nule, atunci se obţine funcţia de intercovarianţă Cxy (funcţia de covarianţă mutuală). Cele prezentate la funcţia de autocorelaţie rămân valabile şi aici; aşadar, dacă graficul funcţiei de intercorelaţie este simetric faţă de originea timpului discret şi tinde lent către valoarea medie, respectiv valoarea nulă, atunci există o bună intercorelare temporală a datelor experimentale. În Fig.7.10 este prezentat graficul care reprezintă valorile coeficientului de intercorelaţie între viteza absolută şi turaţia motorului pentru toate probele de demaraj numai în etajul 2.

Fig.7.10 – Coeficientul de intercorelaţie a vitezei absolute cu turaţia motorului autospecialelor (toate demarajele din etajele 2)

7.2 Analiza spectrală a datelor experimentale Analiza spectrală a datelor include analiza în frecvenţă, analiza de coerenţă şi analiza în timp-frecvenţă a acestora. Analiza în frecvenţă a datelor experimentale reprezintă o extindere a analizei seriilor dinamice experimentale. În principal ea asigură următoarele [G9, S7, T3]:  stabilirea componentelor armonice cu aport energetic ridicat din seriile dinamice experimentale, adică a acelor armonici care au rol important în dinamica autovehiculului (seria Fourier fiind teoretic infinită);  compararea comportării în domeniul frecvenţei pentru diferite condiţii de deplasare ale autovehiculului;  determinarea frecvenţei de eşantionare în vederea stabilirii modelelor matematice ce descriu comportarea în regim dinamic în timp continuu a autovehiculului (a ecuaţiilor diferenţiale);  evidenţierea caracterului neliniar al comportării în regim dinamic a autovehiculului. 57

În mod uzual, în literatura de specialitate din domeniul autovehiculelor se utilizează analiza monospectrală a datelor. Deoarece în lucrarea de faţă se urmăreşte şi evidenţierea neliniarităţilor care însoţesc funcţionarea autovehiculelor, se vor aborda şi probleme de analiză bispectrală a datelor.

7.2.1 Analiza monospectrală a datelor În acest caz datele experimentale se prelucrează prin aplicarea transformatei Fourier clasice. Prin aceasta, se adoptă două ipoteze simplificatoare: se apreciază că autovehiculul constituie un sistem liniar şi se efectuează analiza spectrală a seriilor dinamice experimentale considerate staţionare, deci inclusiv cu spectrul de frecvenţe invariabil în timp. În cadrul lucrării de faţă ambele ipoteze vor fi eliminate, prima prin aplicarea analizei bispectrale, iar a doua prin utilizarea analizei în timp-frecvenţă.

Fig.7.11 – Spectrul de putere relativ şi rezultatul filtrării trece-jos a vitezei absolute (proba A1P3) În Fig.7.11a se prezintă spectrul de putere relativ (valorile curente împărţite la cea maximă) pentru viteza absolută a autospecialei la proba A1P3. Prin utilizarea toolbox-ului „magnify”, în partea din dreapta a Fig.7.11a, se prezintă un detaliu prin care s-a putut stabili mai precis frecvenţa de eşantionare la care se obţine o plajă admisă de 3 % ; în cazul concret η = 42.5 Hz . Dacă respectiva frecvenţă este mai mare nu există nici un impediment, cu condiţia să nu apară fenomenul de „antiliassing”.

7.2.2 Analiza polispectrală a datelor În practică a fost dovedit faptul că sistemele tehnice sunt preponderent neliniare şi că în seriile dinamice experimentale, care redau anumite procese care apar la funcţionarea acestora, apar inerent zgomote generate de aparatura de măsurare, traductoarele încorporate etc. Din aceste motive a apărut necesitatea folosirii şi a altor tehnici de investigare decât transformata Fourier clasică şi anume a analizei polispectrale a datelor. Analiza polispectrală utilizează momente statistice de ordin superior şi 58

constă în generalizarea autocorelaţiei seriilor dinamice, prin folosirea cumulanţilor, care reprezintă combinaţii neliniare ale acestor momente. Cea mai importantă consecinţă a existenţei unei componente neliniare în datele experimentale o constituie necesitatea ca dinamica autovehiculului să fie descrisă şi de modele matematice neliniare.

Fig.7.15 - Valorile semnalului util şi a zgomotului vitezei absolute din toate probele experimentale Aşa cum s-a mai arătat anterior, viteza absolută a autospecialelor a prezentat unele suspiciuni privind existenţa unor zgomote. Pentru elucidarea situaţiei s-a executat o analiză mai detaliată (Fig.7.15-Fig.7.16). Au fost considerate seriile dinamice experimentale ale demarajului, numai în etajele 2, cu plecarea de pe loc.

Fig.7.16 – Analiza zgomotelor vitezei absolute din seria dinamică A2G2 59

În Fig.7.16 este reprezentată analiza de detaliu a zgomotelor aferente vitezei absolute a autospecialei din seria dinamică A2G2. De remarcat că semnalul util are o valoare mai redusă faţă de datele din Fig.7.15; cauza constând în faptul că de această dată seria a fost filtrată Mitra (K = 50). Se observă că prin filtrare unele componente sunt rejectate şi ca atare şi semnalul util maxim îşi reduce valoarea. În Fig.7.17 se prezintă, în procente, care este ponderea componentelor neliniare din seriile experimentale ale vitezei absolute a autospecialelor, în procesul de demaraj, numai în etajul 2, cu plecarea de pe loc.

Fig.7.17 – Componentele neliniare din viteza absolută (toate probele de demaraj în etajul 2) După cum rezultă în graficul din Fig.7.15-Fig.7.16, toate probele analizate conţin componente neliniare. Procentajul cel mai mare îl au seriile dinamice ale vitezei absolute a autospecialelor goale, în raport cu cele pline. Explicaţia constă în masa, respectiv momentele de inerţie mai mari, care contribuie la reducerea anumitor frecvenţe a vibraţiilor autospecialelor. În Fig.7.17 mărimea procentuală a părţii liniare a seriei experimentale, rezultă ca diferenţă în raport cu partea neliniară (diferenţă din 100 %). Deci în seriile dinamice experimentale există atât „zgomote” diverse cât şi componente neliniare. Cele două procese trebuie tratate cu atenţie deosebită şi cu produse software adecvate. În caz contrar rezultatele analizelor efectuate pot fi în mare măsură alterate. Alte aspecte privind analiza rezultatelor experimentale vor fi tratate şi în capitolele care urmează. * *

Cu toate că aşa cum s-a constatat mai sus seriile dinamice experimentale analizate conţin şi unele „zgomote”, acestea au fost filtrate în diverse procese de 60

prelucrare şi în consecinţă acestea nu au alterat concluziile la care s-a ajuns. Ca atare se poate concluziona că datele experimentale achiziţionate sunt corecte şi credibile.

8. Stabilirea modelelor matematice pe baza datelor experimentale 8.1 Probleme generale Este dovedit practic că autovehiculele se utilizează într-o plajă foarte mare de regimuri funcţionale. De aceea, oricât de mare ar fi amploarea cercetărilor experimentale, nu pot fi surprinse toate situaţiile posibile de funcţionare în care acestea se pot găsi în timpul utilizărilor. Din aceste motive, dinamica oricărui ansamblu sau subansamblu a autovehiculului se tratează după o metodologie conformă cu teoria sistemelor. Această abordare utilizează ecuaţia de funcţionare a sistemului analizat, căruia i se aplică la intrare aceleaşi tipuri de mărimi şi se determină răspunsul acestuia în timp, în frecvenţă şi în timp-frecvenţă; se obţin astfel performanţele dinamice ale sistemului. În acest mod se asigură compararea performanţelor a două autovehicule de acelaşi tip, dacă acestea sunt perturbate cu aceleaşi mărimi la intrare. Din acest unghi trebuie privită şi încercarea din lucrarea de faţă. Analiza şi interpretarea rezultatelor se efectuează având la bază multe elemente şi tehnici actuale din teoria şi identificarea sistemelor precum şi algoritmi de calcul specifici. La stabilirea modelului matematic au fost avute în vedere mai multe ipoteze simplificatoare, cum sunt:  nu există patinări în ambreiajul autospecialei;  lipsesc alunecările dintre propulsor şi sol;  pedala de comandă a ambreiajului autospecialei se eliberează instantaneu. Utilizând modelul matematic este posibilă obţinerea unor predicţii, care reprezintă o simulare prin care se încearcă reproducerea unui proces de un anumit număr de ori, în condiţii identice de desfăşurare. Pentru calcule sunt necesare:  seriile de date ale mărimilor de intrare şi ieşire rezultate din determinări experimentale anterioare;  modelul matematic al procesului, obţinut printr-o metodă (toolbox) de identificarea a sistemelor;  orizontul de predicţie; el stabileşte de câte ori se reproduce procesul. Pe parcursul capitolului sunt utilizate cele mai reprezentative toolbox-uri de identificare a sistemelor din cele multe care sunt utilizate în prezent [A1, C6, D1, D3, D4, F4, H3, K1, L4-7, N1, P1, Q1, XX4]. În prezent, procedeul când iniţial se elaborează un model matematic şi apoi prin testări experimentale se constată gradul de concordanţă dintre acestea 61

şi model, este pe cale de a fi abandonat. Principalul motiv constă în faptul că elaborarea unui model sofisticat devine foarte laborioasă şi deseori implică adoptarea a prea multe ipoteze simplificatoare, care alterează mai mult sau mai puţin rezultatele. În cadrul acestui capitol se urmăreşte în mod deosebit demonstrarea faptului că practic se pot aplica o serie de algoritmi care permit stabilirea de modele matematice credibile, care să justifice o metodă simplă, la îndemâna organelor tehnice de specialitate, să predicţioneze, cu o probabilitate suficient de ridicată, gradul de uzură al grupului piston-cilindru a motorului autospecialei de stins incendii. Pe baza modelării matematice, aşa cum se va demonstra în §9, va rezulta un anumit grad de încredere în valoarea timpului care se măsoară în procesul de demaraj pe o distanţă de 40 m, în baza căruia să se poată predicţiona gradul de uzură a motorului de tracţiune a autospecialei.

8.2 Serii dinamice discrete. Autoregresii Datele experimentale constituie serii discrete finite cărora de regulă nu li se poate stabili o expresie a termenului general. Din acest motiv în domeniul discret se apelează la relaţii de recurenţă şi la regresii. O serie experimentală discretă se poate exprima sub o formă generală, de exemplu pentru o mărime oarecare x: x(k ) = f ( x(k − 1), x(k − 2),..., x( k − n)) (8.1) După cum se constată, valoarea curentă a mărimii x se exprimă în funcţie de valorile din trecut ale acesteia. Relaţia (8.1) poate fi o recurenţă liniară sau neliniară; fiecare termen al expresiei (8.1) constituie un regresor.

Fig.8.2 – Viteza absolută a autospecialei, autoregresii de ordinul 4 şi 6 (proba A1G2) 62

Spre exemplu, în Fig.8.2 se prezintă, suprapus, seria dinamică experimentală a vitezei autospecialei de la proba A1G2, precum şi cea obţinută prin recurenţă liniară, adică autoregresii de ordinul 4 şi respectiv de ordinul 6. În plus, pe grafic sunt prezentaţi coeficienţii ai ai autoregresiilor, precum şi eroarea COV obţinută din recurenţă.

8.3 Modele matematice liniare Pentru studiul teoretic al dinamicii autovehiculului trebuie stabilit mai întâi modelul matematic care descrie funcţionarea acestuia în condiţiile existenţei unor perturbaţii impuse din condiţiile de utilizare sau apreciate de către specialist. La stabilirea modelului matematic se adoptă însă unele ipoteze simplificatoare şi se fac aproximaţii asupra parametrilor sistemului analizat, ceea ce conduce la descrieri matematice incomplete (aşa-numita dinamică neglijată) şi la îndepărtări faţă de realitate. Pentru a se elimina aceste neajunsuri, în mod frecvent stabilirea modelului matematic se prefigurează teoretic şi se definitivează pe baza datelor obţinute la încercările experimentale. Cu problematica stabilirii modelului matematic pe baza datelor experimentale se ocupă identificarea sistemelor (proceselor); modelele matematice obţinute pot fi liniare sau neliniare, discrete (ecuaţii cu diferenţe) sau continui (ecuaţii diferenţiale), parametrice (expresii analitice) sau neparametrice (grafice). În lucrarea de faţă vor fi prezentate succint modele parametrice liniare şi neliniare, în domeniul discret şi în cel continuu [C5-C7, C1, F2, U1]. Pentru un sistem SISO (Single Input Single Output), cu mărimea de ieşire y şi cu mărimea de intrare u (ambele măsurate, deci cunoscute), recurenţa (8.1) ia următoarea formă generală: y (k ) = f ( y (k − 1),..., y ( k − n), u (k − 1),..., u ( k − m))

(8.5)

unde m ≤ n . Pentru un sistem MISO (Multiple Input Single Output), cu mărimea de ieşire y şi cu variabilele de intrare u1 şi u2, toate trei fiind măsurate, recurenţa (8.1) devine: y (k ) = f ( y (k − 1),..., y ( k − n), u1 (k − 1),..., u1 ( k − m), u2 ( k − 1),..., u 2 ( k − s))

(8.6)

în care m ≤ n ; s ≤ n . Pentru un sistem monovariabil la intrare şi monovariabil la ieşire (SISO), forma generală a modelului liniar utilizat pentru identificarea parametrilor este: A(q ) y (t ) =

B (q) C (q) u (t − nk ) + e(t ) F (q) D(q ) 63

(8.8)

în care: y(t) - mărimea de ieşire în timp discret, (deci este un vector); u(t) mărimea de comandă în timp discret (un vector); e(t) - perturbaţia, care simbolizează eroarea de modelare, acţiunea exterioară necunoscută etc, t variabila timp discret (număr valori), cu valori în mulţimea numerelor întregi. În plus, în expresia (8.8), mai intervin cinci polinoame de argument q, ai căror coeficienţi rezultă prin identificare: A(q ) = 1 + a1q −1 + a2 q −2 + ⋅ ⋅ ⋅ + ana q − na

(8.9)

B (q ) = b1 + b2 q −1 + b3 q −2 + ⋅ ⋅ ⋅ + bnb q − nb +1

(8.10)

C ( q) = 1 + c1q −1 + c2 q −2 + ⋅ ⋅ ⋅ + cnc q − nc

(8.11)

D( q) = 1 + d1q −1 + d 2 q −2 + ⋅ ⋅ ⋅ + d nd q − nd

(8.12)

F (q ) = 1 + f1q −1 + f 2 q −2 + ⋅ ⋅ ⋅ + f nf q − nf

(8.13)

În aceste relaţii operatorul de întârziere (argumentul q, sau echivalentul său z dacă se utilizează transformata Z din domeniul discret) are expresia, de exemplu pentru mărimea de intrare u(t): q −i u (t ) = u (t − i )

(8.14)

iar na, nb, nc, nd, nf reprezintă ordinul fiecăruia din cele cinci polinoame. În plus, în relaţia (8.8) mărimea nk constituie numărul elementelor întârzietoare pe relaţia intrarea-ieşirea sistemului (de regulă nk = 0). Formei generale (8.8), utilizată şi de toolboxul „Identificarea sistemelor” al programului Matlab [XX2], îi corespunde schema din Fig.8.3, unde s-a considerat cazul obişnuit nk = 0.

Fig.8.3 – Schema structurală utilizată la identificarea unui sistem În schema structurală din Fig.8.3 sunt prezentate mărimile de intrare şi de ieşire, funcţiile de transfer aferente şi este aplicat principiul superpoziţiei (principiul suprapunerii efectelor), propriu sistemelor liniare: y (t ) = W yu (q)u (t ) + W ye (q)e(t ) 64

(8.15)

în care apar mărimile respective şi funcţiile de transfer corespunzătoare, explicitate în schema din Fig.8.3. Se vor exemplifica în continuare algoritmii de identificare a sistemelor prin stabilirea unor modele matematice pe baza datelor experimentale obţinute la încercările în teren a autospecialei de stins incendii. Pentru început se va stabili ecuaţia diferenţială care exprimă variaţia în timp a vitezei de deplasare a autovehiculului V în funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie ξ , la proba A2P3, adoptând un model matematic parametric liniar cu ajutorul algoritmului de identificare ARMAX. La acesta, se adoptă ordinul optim al ecuaţiei cu diferenţe, adică cel care asigură minimizarea funcţiei obiectiv (8.8). Trebuie remarcat că identificarea asigură şi cea mai adecvată structură a modelului matematic al dinamicii autovehiculului. Conform rezultatelor obţinute prin execuţia toolbox-ului „n4sid”, respectivul ordin este 2 (s-au ales na = 2; nb = 2; nc = 1; nk = 0). Cu aceste precizări se execută ARMAX cu „Identificarea sistemelor” din Matlab. Rezultatele sunt prezentate în Fig.8.5. Pe grafic sunt redaţi şi coeficienţii funcţiei de transfer, în cele două situaţii discret (argument z) şi continuu (argument s). Pe baza coeficienţilor din Fig.8.5, se pot scrie funcţiile de transfer, ecuaţia cu diferenţe şi ecuaţia diferenţială ce descriu dinamica autospecialei în cazul probei A2G3. Plecând de la valorile coeficienţilor care sunt afişaţi implicit de către toolbox-ul ARMAX, se poate obţine imediat ecuaţia cu diferenţe (8.19) precum şi ecuaţia diferenţială (8.20).

Fig.8.5 – Rezultatele identificării ARMAX, viteza absolută funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie (proba A2G3) 65

V ( k ) − 1.992V ( k − 1) + 0.9919V ( k − 2) = 0.003825ξ( k ) − 0.0003792ξ( k − 1) (8.19) V ′′(t ) + 0.8189V ′(t ) + 0.6706V (t ) = −0.0001905ξ′′(t ) + 0.03778ξ′(t ) + 0.06289ξ (t ) (8.20) Ecuaţia diferenţială (8.20) constituie modelul matematic al dinamicii autospecialei în domeniul continuu pentru proba experimentală A2G3, oferind valorile vitezei de deplasare în funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie. Procedând la fel ca şi în cazul identificării vitezei absolute rezultă ecuaţia cu diferenţe (8.21) precum şi ecuaţia diferenţială (8.22) care descrie legea de variaţie în timp a turaţiei motorului funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie. n(k ) − 2.003n(k − 1) + 1.003n(k − 2) = −0.008643ξ(k ) + 0.004465ξ( k − 1) (8.21) n′′(t ) − 0.3225n′(t ) − 0.7217 n(t ) = 0.003272ξ′′(t ) − 0.4458ξ′(t ) − 41.71ξ(t ) (8.22) Pentru stabilirea modelului matematic al dinamicii autospecialei care implică şi stabilirea vitezei absolute vabs în funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie ξ şi de turaţia motorului n, se consideră proba A2P4. Fiind două mărimi de intrare se utilizează relaţia valabilă pentru un sistem MISO, unde coeficienţii B1 aparţin turaţiei, iar B2 sarcinii motorului, rezultatul identificării fiind prezentat în Fig.8.7. Ca şi în cazurile anterioare, în grafic sunt prezentaţi coeficienţii descrierii matematice în domeniul discret (cu argumentul z) şi în cel continuu (cu argumentul s), precum şi eroarea de modelare când se consideră rezidualul.

Fig.8.7 – Rezultatele identificării ARMAX, vitezei absolute funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie şi de turaţia motorului(proba A2P4) Conform Fig.8.7, ecuaţia diferenţială care oferă valorile vitezei absolute în funcţie de poziţia ξ a pedalei de acceleraţie şi de turaţia motorului n , respectiv derivatele acestora, în cazul probei A2P4, este: 66

V ′′(t ) + 0.39V ′(t ) + 0.643V (t ) = −0.000415n′(t ) + (8.23) +0.000536n(t ) + 0.0132ξ′(t ) + 0.0288ξ(t ) Eroarea de modelare (identificare), în cazul de mai sus a fost considerată eroarea la norma 2. Este de observat valoarea, practic nulă, a acesteia. Ca şi în cazurile anterioare, identificarea s-a făcut cu o precizie foarte ridicată. Acest fapt înseamnă că seriile dinamice experimentale, care au fost filtrate înainte de identificarea modelului respectiv, pot fi considerate veridice şi corect filtrate. Este de menţionat faptul că în identificare este important dacă se utilizează sau nu rezidualul. Drept exemplu în Fig.8.8 se prezintă rezultatele simulării vitezei absolute a autospecialei în procesul de demaraj a acesteia în etajul 2, cu plecarea de pe loc, cu rezidual şi fără rezidual. Este de observat că eroarea COV este sensibil mai redusă atunci când se utilizează rezidualul.

Fig.8.8 - Identificarea cu şi fără rezidual

Fig.8.10 – Erorile de simulare a vitezei absolute, fără considerarea rezidualului 67

În Fig.8.10 se prezintă o sinteză a simulării fără rezidual în cazul vitezei absolute a autospecialei, luând în considerare toate probele de demaraj a acesteia în etajul 2, cu plecarea de pe loc. În Fig.8.11 se prezintă o sinteză similară dacă este luat în considerare şi rezidualul. Din Fig.8.11 se constată că erorile de simulare sunt acceptabile la COV, de 0.42 % sau mai reduse, când se ţine cont de rezidual, în timp ce (Fig.8.10) cu doar două excepţii, respectivele erori COV, când nu se are în vedere rezidualul, nu pot fi considerate ca acceptabile.

Fig.8.11 - Erorile de simulare a vitezei absolute, când se ţine cont de rezidual Trebuie neapărat remarcat faptul că erorile care rezultă în procesul de simulare, chiar dacă se ţine cont de rezidual, sunt mai mari în raport cu cele care au rezultat în procesul de modelare (identificare). Modelele matematice neliniare sunt prezentate în detaliu în teză.

8.5 Modele matematice polinomiale În acest caz modelele neliniare ce descriu dinamica autovehiculului se obţin în mod similar celor liniare, prezentate anterior la identificarea parametrică liniară. În consecinţă, în cazul neliniar, algoritmii de identificare sunt corespondenţi celor liniari. Spre exemplu, modelului parametric liniar ARMAX îi corespunde modelul parametric neliniar NARMAX (Neliniar AutoRegresiv cu Medie Alunecătoare controlat cu intrări eXogene). Modul de stabilire a ecuaţiilor neliniare şi determinarea erorii de identificare sunt similare celor din domeniul liniar. Pentru un sistem neliniar, la care mărimea de ieşire y(t) şi mărimea de intrare u(t) se cunosc, constituind serii dinamice experimentale discrete, modelul parametric neliniar NARMAX are forma generală [C4, C8, D3, D4]. 68

y (k ) =

m n y , nu

∑∑ ∑θ

∏ y(k − ni ) ∏ u(k − ni ) + θ

p , m − p (n1 ,..., nm )

m = 0 p = 0 n1 , nm

i =1

0,0

(8.24)

i = p +1

unde: n y , nu

≡ g...g∑ ∑∑

n1 , nm

n1 = 1

(8.25)

nm = 1

în care ny este limita superioară pentru sumarea factorilor în regresorii y(k-ni), iar nu constituie limita superioară pentru sumarea factorilor în regresorii u(k-ni). În expresia (8.24), θ(. ) reprezintă vectorul necunoscut al parametrilor, (θ0,0 este termenul liber), care se obţine pe baza datelor experimentale y(k). În plus, se constată că în cazul general fiecare termen de ordinul m poate conţine un factor de ordinul p în regresorii y(k-ni) şi un factor de ordinul (m-p) în regresorii u(k-ni); de asemenea, se remarcă faptul că recurenţa (8.25) conţine o sumă de termeni neliniari în gama 1 ≤ m ≤ r .

Fig.8.14 – Viteza absolută funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie model neliniar, proba A1P2 În Fig.8.14 este prezentat rezultatul identificării cu un model neliniar a vitezei absolute a autospecialei, în condiţiile prezentate pe grafic, unde sunt redaţi şi coeficienţii respectivi pentru o structură de model p*m = 2*1 în expresia generală (8.24); aceasta înseamnă că sunt un număr de coeficienţi (p+1)*(m+1) = 3*2 = 6 (ca în Fig.8.14), ultimul fiind θ0,0. De asemenea, în Fig.8.14 sunt prezentate erorile de modelare în cazul modelului neliniar şi al celui liniar; se constată că nu se poate accepta un model liniar, eroarea de identificare la un model liniar de 52 % fiind mult prea mare. În plus, în partea inferioară a graficului este prezentată expresia modelului polinomial neliniar ce descrie dinamica autospecialei în cazul probei A1P2. După cum se remarcă, conform structurii adoptate a modelului, există un 69

regresor curent ξ (k) al mărimii de intrare – poziţia clapetei de acceleraţie şi un regresor imediat anterior V(k-1) celui curent V(k) al mărimii care rezultă, adică viteza autovehiculului.

8.6 Modele matematice având la bază reţele neuronale În prezent reţelele neuronale sunt foarte mult utilizate în identificarea şi controlul sistemelor (proceselor) de orice tip. Folosirea frecventă a reţelelor neuronale la procesele neliniare se justifică prin faptul că au capacitatea de „autoorganizare (autoinstruire)”; din acest motiv se şi spune că reţelele neuronale sunt cele ce definesc cel mai bine sistemele „inteligente”, ceea ce de altfel justifică şi denumirea de „neuronal”, de la denumirea neuronului biologic. În principiu, algoritmii care utilizează reţele neuronale pentru stabilirea modelelor matematice (pentru identificarea sistemelor) sunt aceeaşi ca cei proprii metodelor parametrice liniare; spre exemplu, corespondentul algoritmului ARMAX este NNARMAX (Neural Network AutoRegressive Moving Average with eXogenous Inputs). Deosebirea esenţială dintre cele două categorii de algoritmi este aceea că reţelele neuronale utilizează diverşi algoritmi de învăţare (autoinstruire), prezentând astfel flexibilitate în identificare (flexibilitate la variaţia mărimilor). Consecinţa foarte importantă a acestei proprietăţi este că la reţelele neuronale coeficienţii descrierilor matematice sunt variabili în timp (ca la funcţiile spline), nu constanţi ca la modelele parametrice liniare. Modelarea cu RN are o particularitate care constă în faptul că la fiecare rulare a programului, fără ca datele de intrare a seriei dinamice analizate să se modifice, rezultatele obţinute diferă. Acest fapt are loc deoarece toolbox-ul care rezolvă problema se „autoinstruieşte” de la o rulare la alta.

Fig.8.20 – Rezultatul optimizării TRAINLM, identificare 70

cu structura 5*5 (proba A1P1) Optimizarea identificării se poate face cu toolbox-ul TRAINLM, care pentru fiecare valoare de performanţă aleasă, ciclează un anumit număr de rulări (Fig.8.20). Din analiza datelor se constată că în general erorile de modelare COV sunt foarte mici ( de la 0.0000008 la 0.0009871) şi practic pot fi acceptate pentru oricare dintre structuri. Trebuie făcută remarca că valorile COV au fost determinate după prima rulare şi în consecinţă este de aşteptat ca respectivele valori să se modifice după alte rulări. Oricum, identificarea cu RN conduce la rezultate foarte bune din punct de vedere a calităţii identificării. După prezentarea mai multor algoritmi de modelare (de obţinere a modelelor matematice) se poate pune întrebarea firească, la ce pot fi utile astfel de analize în cadrul prezentei teze ? Răspunsul este unul simplu; cu ajutorul modelelor se poate stabili cât este de realistă metoda propusă de stabilire experimentală a parametrilor motorului de pe autospeciale prin încercări de demaraj în etajul 2, cu plecarea de pe loc. Practic afirmaţia anterioară se va demonstra în §9 în cadrul căruia se vor analiza incertitudinile (gradul de precizie, de siguranţă) care apar în procedura de determinarea a timpului de demaraj a autospecialei, pe asfalt orizontal şi în stare bună, pe spaţiul de 40 m. În analiza incertitudinilor se utilizează algoritmul de identificare liniară (modelare) a sistemelor ARMAX, care a fost prezentat în mod detaliat în §8.3. Tot atât de bine se pot utiliza şi alţi algoritmi de identificare cum ar fi de exemplu cei de identificare care au la bază reţelele neuronale.

8.7 Modelul matematic al autovehiculului aflat în mişcare rectilinie Se consideră pentru început modelul cu o masă inerţială (modelul cu un volant), foarte mult utilizat în literatura de specialitate [G4, G5, P2, P3], dar care nu ia în considerare acţiunea conducătorului auto (deci nu este o abordare sistemică), jocurile din elementele mecanice, elasticitatea arborilor şi/sau amortizarea la răsucire (frecarea uscată şi/sau vâscoasă), funcţionarea ambreiajului, patinarea roţilor etc. Modelul matematic cu o masă inerţială este exprimat prin ecuaţia diferenţială:  d v(t ) g  M e (t ) it ηt = − G ψ ( t ) − R ( t ) (8.28) a a   dt δGa  rr 

în care: v – viteza de deplasare; δ – coeficientul maselor în mişcare de rotaţie; Ga – greutatea automobilului; it – raportul total de transmitere; ηt – randamentul transmisiei; ψ – coeficientul total de rezistenţă la rulare; Ra – rezistenţa aerului; rr – raza de rulare; Me – momentul motor efectiv. După cum se constată din ecuaţia (8.28), s-a avut în vedere că automobilul este echipat cu transmisie mecanică, iar rezistenţele la deplasare 71

variază în timp. S-a mai considerat ca ipoteze simplificatoare faptul că lipsesc patinările din ambreiaj şi dintre pneu şi sol. În consecinţă viteza de deplasare este tocmai viteza absolută a autospecialei. Cu datele cunoscute ale motorului D2156 HMN8 [XX16], au fost determinaţi coeficienţii caracteristicii statice prin modelarea acesteia sub forma funcţională printr-un polinom de gradul doi. Prin utilizarea comenzii „mm2pdfit” din toolboxul Mastering al programului de prelucrare Matlab, s-a obţinut expresia generală a momentului static, având în ordine coeficienţii b1, b2 , b3 , b4 , b5 şi b6 . Plecând de la respectivii coeficienţi s-au calculat caracteristicile statice ale motorului.

Fig.8.25 - Caracteristicile statice de moment ale motorului D2156 HMN8 În Fig.8.25 este reprezentată caracteristica statică plană a momentului motorului D2156 HMN8.

Fig.8.29 - Demarajul autospecialei (model teoretic cu un volant) 72

În Fig.8.29 se prezintă demarajul teoretic al autospecialei executat în treapta II-a până realizează o viteză de 5-6 m/s, viteză care asigură o deplasare de cel puţin 40 m. Se poate remarca o asemănare satisfăcătoare cu graficul din Fig.8.7. Având în vedere cele prezentate mai sus se constată că dinamica longitudinală a automobilului trebuie descrisă de o ecuaţie diferenţială cu coeficienţi variabili. * *

La finalul acestui capitol pot fi formulate câteva concluzii, dintre care cele mai importante sunt:  identificarea sau realizarea unui model matematic plecând de la date experimentale, are ca principal scop obţinerea unei descrieri (coeficienţi) care să facă posibilă obţinerea unor predicţii adică o simulare în funcţie de timp. Prin simulare se încearcă reproducerea unui anumit proces, de un anumit număr de ori, în condiţii identice de desfăşurare, identice cu cele la care a avut loc achiziţia seriei experimentale analizată;  modelul matematic poate fi util la analize diverse cum ar fi cele utilizate în cadrul analizei robuste, a analizelor privind incertitudinile care apar la achiziţionarea seriilor dinamice experimentale a unor procese, etc. ;  în prezent sunt cunoscute şi aplicate o multitudine de algoritmi precum şi toolbox-uri adiacente care realizează identificarea. O identificare este cu atât mai performantă cu cât eroarea COV a acesteia este mai redusă. Unele toolbox-uri conduc la erori de identificare, practic apropiate de zero;  dintre modelele cele mai uzitate în prezent, se pot cita aici cele neliniare precum şi cele care au la bază reţelele neuronale. În cadrul acestora din urmă are loc şi o optimizarea a identificării care se face cu toolbox-ul TRAINLM. Cu acest toolbox, pentru fiecare valoare de performanţă aleasă, se realizează o ciclare a numărului de rulări pentru realizarea unei valori minime a erorii de identificare.

9. Validarea modelelor matematice şi analiza incertitudinilor 9.1 Elemente generale După cum se cunoaşte solicitarea puternică a motorului de tracţiune a autovehiculului apare în procesul de demaraj. Dintre parametrii care caracterizează acest proces complex, cel mai uşor de măsurat sunt timpul şi spaţiul de demaraj. Aceştia vor fi avuţi în vedere cu predilecţie în continuare. 73

Pentru început în scopul obţinerii unor parametrii informativi, se execută o prelucrare simplă a mai multor serii dinamice care reprezintă acelaşi proces de demaraj. Acest gen de prelucrare sugerează ca în practică să se execute testări suficient de simple în urma cărora să se poată decela rapid starea tehnică, în special a motorului de tracţiune. Stabilind valori suficient de precise pentru timpul de demaraj în etajul 2, cu plecarea de pe loc, urmată apoi de parcurgerea a 40 m, se pot face corelaţii între respectivii timpi şi starea tehnică a motorului de tracţiune. Aşa cum se va observa în graficele care urmează, timpul de 11-12 s în care se parcurge un spaţiu de 40 m, pare mare. Dar nu trebuie scăpat din vedere faptul că autovehiculul are o masă mare şi o putere specifică a motorului mică.

Fig.9.3- Demaraj pe 40 m (probele A2G1-A2G4, autospeciala 2, goală) În urma examinării datelor din centralizatorul timpilor de demaraj, în etajul 2, cu plecarea de pe loc, pentru o distanţă de 40 m (prezentat în teză în tab.9.1) se poate constata că:  valorile medii pentru cele două autospeciale, o indică pe cea de a doua ca având un timp de demaraj mai scurt în raport cu prima ;  în cazul probelor individuale (nr.crt. 1-15) decelarea între cele două autospeciale este destul de greu de făcut. Totuşi cea de a doua este favorită în raport cu prima; Se poate formula totuşi o concluzie preliminară, anume că pentru rezolvarea în bune condiţii a sarcinii propuse, este necesar să se dispună de o autospecială nouă, o autospecială „etalon”. După cum se cunoaşte, în studiul dinamicii autovehiculelor, a sistemelor reale în general, apar incertitudini de diferite tipuri. Astfel, valorile parametrilor constructivi sunt apreciate cu aproximaţii şi variază pe timpul funcţionării (de exemplu datorită uzurilor), iar perturbaţiile din partea căii de rulare sunt necunoscute, ceea ce conduce la incertitudini şi în aprecierea mărimilor 74

funcţionale; se poate spune deci că în studiul dinamicii autovehiculului nimic nu se cunoaşte cu precizie. Este suficient, de exemplu, să se amintească faptul că datele referitoare la masa autovehiculului, coeficientul aerodinamic, raza de rulare, suprafaţa frontală, rezistenţele la deplasare, coeficientul maselor în mişcare de rotaţie, elasticitatea arborilor transmisiei şi la altele sunt apreciate cu o anumită aproximaţie, deoarece valorile reale nu sunt niciodată cunoscute precis. În literatura de specialitate, dinamica autovehiculelor este descrisă de modele matematice mai simple sau mai complexe, în funcţie de scopul propus de către cercetător. Astfel, dacă se doreşte o analiză simplă, atunci şi modelul matematic va adopta mai multe ipoteze simplificatoare, iar rezultatele vor fi mai puţin conforme cu realitatea. În schimb, atunci când se urmăreşte o abordare sistemică, o analiză calitativă a unui proces sau cu pătrunderi în intimitatea fenomenologică a acestuia, modelul va avea un grad sporit de complexitate, dar totodată va creşte amploarea incertitudinilor asupra adoptării parametrilor modelului şi din acest motiv este necesară o validare pe cale experimentală.

9.2 Studiul experimental al dinamicităţii în condiţii de incertitudine (metode clasice) În această situaţie se utilizează în mod nemijlocit datele experimentale şi se au în vedere diferite incertitudini asupra mărimilor funcţionale, aplicând concepte ale statisticii clasice. Conform acesteia, incertitudinile sunt luate în considerare prin diferite forme, cel mai adesea prin operarea cu intervale de încredere [Ţ1]. După cum se cunoaşte din statistică, cel mai frecvent se impune un nivel de semnificaţie α = 0.05, adică se adoptă nivelul de încredere de 95 %. Dacă se consideră o variabilă oarecare x, cu mx şi D constituind media şi dispersia ca estimatori nedeplasaţi ai acesteia, atunci, intervalul de încredere, de exemplu pentru media µ a mărimii x (care are n valori), este dată de probabilitatea: Pr  mx − µ ≤ α  ≥ 0.95 (9.1) sau, aplicând teorema limită centrală, de exemplu pentru o distribuţie normală: mx − tα / 2, n −1 σ / n < µ < mx + tα / 2, n −1 σ / n (9.2)

(

)

(

)

Cum în cadrul tezei este avut în special în vedere demarajul autospecialei în etajul 2, cu plecarea de pe loc, analiza se concentrează asupra mărimilor de bază care-l caracterizează anume spaţiul, viteza şi acceleraţia. Dacă se are în vedere viteza absolută a autospecialei, existenţa intervalelor de încredere pentru viteza medie (deci luarea în considerare a incertitudinilor asupra acesteia), conduce în mod evident la dinamicităţi diferite. Astfel, de exemplu pentru proba A2G3 (Fig.9.7), intervalul superior este caracterizat de o dinamicitate superioară celei experimentale cu 10.24 %, iar cel inferior cu o înrăutăţire identică. Pentru această probă, prin luarea în considerare 75

a incertitudinilor, viteza medie nu constituie o singură valoare, ci se găseşte în plaja 3.372 – 3.544 m/s. Cele prezentate sunt reliefate în Fig.9.7, unde s-au utilizat definirea şi aprecierea cantitativă a incertitudinilor din STAS 2872/1-86, aici cu 2σ, unde σ reprezintă abaterea medie pătratică.

Fig.9.7 - Intervale de încredere în cazul 2σ pentru viteza absolută (proba A2G3) Dacă se doreşte o apreciere şi mai drastică a incertitudinilor, deci o situaţie şi mai acoperitoare privind dinamicitatea în condiţii reale de utilizare, atunci se pot aplica plaje de valori 3σ sau 4σ . Estimarea incertitudinilor precum şi analiza principalelor urmări care le generează se face în scopul de a se pregăti precum şi de a executa măsurătorile care se efectuează în vederea estimării rapide a stării tehnice a motorului de tracţiune a autospecialei de stins incendii, în deplină cunoştinţă de cauzele care le produc sau le influenţează.

Fig.9.11 - Intervale de încredere în cazul 2σ pentru timpul de demaraj pe spaţiul de 40 m (proba A1P2) 76

Trebuie remarcat că analiza incertitudinilor prin metoda statisticii clasice combinată cu tehnica „decupării” unei anumite porţiuni din seria dinamică experimentală de interes, este benefică pentru a studia respectiva zonă într-o manieră mai intimă. Spre exemplu este de interes cunoaşterea valorilor acceleraţiei într-un proces de demaraj pe anumite zone corespunzătoare etajelor cuplate în transmisie sau a consumului de combustibil în anumite situaţii specifice de funcţionare. Procedura furnizează de fiecare dată valori mult mai pertinente în raport cu valorile medii, iar valorile normelor 2 dau informaţii preţioase privind energia proceselor analizate.

9.3 Studiul stochastic al dinamicităţii în condiţii de incertitudine Anterior au fost analizate dinamicitatea în condiţii de incertitudine prin aplicarea conceptelor statisticii clasice, respectiv cu ajutorul intervalelor de încredere. Trebuie însă observat că aceste intervale de încredere sunt bazate strict pe datele experimentale ale unei probe oarecare, deci fără a efectua nici-un fel de predicţii asupra altor probe desfăşurate în aceleaşi condiţii. De asemenea, mai trebuie reamintit faptul că statistica clasică se bazează pe legea numerelor mari, care solicită foarte multe valori; aşadar, în cazul unor probe mai reduse ca număr sau chiar unicat, rezultatele obţinute pot fi mai mult sau mai puţin îndoielnice. În sfârşit, mai trebuie observat că statistica clasică operează cu un număr de legi de distribuţie cunoscute. Dar, aşa cum s-a mai menţionat, în prelucrarea datelor experimentale (§ 6.4) a arătat că acestea nu se supun unor legi de repartiţie din cele cunoscute în statistica clasică. Au fost enumerate astfel trei motive pentru care abordările actuale ale dinamicii unui sistem apelează la tehnici neconvenţionale de studiu, cele mai folosite fiind algoritmii bootstrap şi tehnicile bayesiene [C9, E1, M6], în continuare abordându-se doar primii. Tehnicile bootstrap, adoptate relativ recent în cazurile în care statistica clasică nu se poate aplica, constau în reeşantionarea seriei dinamice experimentale (reeşantionarea fiind o altă denumire pentru bootstrap) pe baza unor legi de distribuţie stochastice, deci nu din cele clasice uzual folosite (normală, Weibull etc.); cele mai utilizate au la bază procese Markov, metoda Monte Carlo ş.a. După cum se remarcă, algoritmii bootstrap consideră fiecare probă ca fiind irepetabilă, ceea ce este adevărat, fiind cunoscut faptul că niciodată nu se pot obţine două rezultate absolut identice. Pentru a permite o comparaţie asupra stabilirii intervalelor de încredere prin algoritmul bootstrap şi prin statistica clasică considerând 2σ , în Fig.9.14 este prezentată analiza robustă a probei A2P4 pentru turaţia motorului în procesul de demaraj. După cum se remarcă din grafic, algoritmul bootstrap stabileşte intervalele de încredere cu o precizie mai mare, curbele aferente statisticii clasice fiind în exteriorul celorlalte. Din valorile medii înscrise în grafic se poate formula aceiaşi concluzie. În urma analizei bootstrap se observă 77

că valorile medii oscilează cu circa o rotaţie pe minut în raport cu valoarea medie a probei experimentale, în timp ce analiza prin statistica clasică, având în vedere 2σ , diferenţele respective sunt de circa 50 RPM. Pe marginea celor prezentate anterior se poate concluziona că analiza bootstrap poate fi un ajutor preţios în caracterizarea seriilor dinamice experimentale din punctul de vedere a nivelului de încredere.

Fig.9.14 - Valori medii - turaţia motorului, înregistrare experimentală, simulări bootstrap şi determinate cu statistica clasică (proba A2P4)

9.4 Studiul dinamicii autospecialei prin aplicarea analizei robuste După cum se cunoaşte studiul sistemic impune stabilirea modelului matematic pe baza datelor experimentale, folosind algoritmi de identificare specifici. În plus, prin luarea în considerare a incertitudinilor, coeficienţii modelului matematic (ecuaţie cu diferenţe, ecuaţie diferenţială, funcţie de transfer etc.) sunt situaţi în anumite intervale de valori; ca urmare şi soluţia ecuaţiei diferenţiale (viteza, consumul de combustibil etc.) se găseşte într-un interval de valori. Un exemplu de dinamică robustă a autovehiculului, numită şi dinamică în prezenţa incertitudinilor, este redat în Fig.9.15 unde se prezintă limitele superioară şi inferioară a demarajului (răspunsului) autospecialei 1 goală respectiv plină, pornind de la modelul matematic al variaţiei vitezei în timp, în funcţie de poziţia pedalei de acceleraţie. Graficele confirmă scăderea dinamicităţii la deplasarea autospecialei pline, în toate situaţiile funcţionale; se observă scăderea la ambele norme 2. 78

Fig.9.15 - Răspunsul demarajului autospecialei 1, goală/plină Din graficul din Fig.9.15 se mai pot remarca valori destul de mari a incertitudinilor, privind vitezele absolute a autospecialei puse în evidenţă în special în zona creşterii acestora de la începutul demarajului, adică până la scurgerea unui timp de 5-6 s. Cea mai importantă concluzie constă în faptul că după scurgerea timpului de 5-6 s, adică după cvasiuniformizarea mişcării, incertitudinile se reduc substanţial. Deci timpul pentru măsurarea spaţiului de demaraj trebuie în principiu să aibă cel puţin astfel de valori. Altă observaţie este că se poate utiliza cu succes şi testarea autospecialelor goale, cu respectarea timpilor de demaraj corespunzători. Şi în cazul în care la identificare se ţine seama de seria experimentală a turaţiei motorului, concluziile anterioare sunt aproape identice. Se micşorează doar mărimea incertitudinilor, din cauza faptului că seria experimentală este mai „liniştită” în raport cu cea a care reprezintă poziţia pedalei de acceleraţie.

9.5 Studiul dinamicii autospecialei prin metoda intervalelor Aşa cum s-a menţionat, în studiul dinamicii automobilului se adoptă diverşi parametri sau mărimi, care de cele mai multe ori se apreciază cu o anumită aproximaţie, aşa cum este cazul coeficientului aerodinamic, suprafeţei frontale, momentelor de inerţie, razei de rulare, masei automobilului etc; în plus, anumiţi parametri se modifică pe timpul utilizării, influenţând astfel dinamica automobilului. Aşadar, este logic să se adopte parametrii în anumite limite, deci într-un interval real; spre exemplu, masa automobilului nu este totdeauna cea nominală, prevăzută în cartea tehnică, ci variază în funcţie de numărul pasagerilor şi de încărcătura transportată la un moment dat. 79

Rezultă deci că pentru a studia dinamica automobilului ar trebui utilizate ecuaţii diferenţiale cu coeficienţii încadraţi în anumite intervale. O asemenea descriere utilizează conceptul de interval aritmetic real, precum şi regulile de operare cu asemenea intervale [C6]. Spre exemplu, ecuaţia diferenţială neliniară (8.32), care este reprodusă în chenarul de mai jos fiind scrisă sub două forme: d v(t ) g = dt δGa

 M e (t ) it ηt  − G ψ ( t ) − R ( t ) a a   rr  

;

v′ =

g δGa

 M e it ηt 2 − G ψ − kSv a    rr 

poate fi rescrisă şi într-o formă care are termenii A1, A2 , A3 , aceştia conţinând nişte valori incerte, aşa cum acestea vor fi definite în continuare v′ =

ηt ψ kS M eit g − g − gv 2 δGa rr δ δG { { {a A1

(9.6)

În continuare se exemplifică cele prezentate mai sus folosind datele autospecialei R12215 DFA, considerând o deplasare a acesteia în treapta a II-a, cu raportul total de transmitere it = 57.34268 şi având raza de rulare rr = [rrm ; rrp ] = [0.480;0.500] . Dacă în ecuaţia diferenţială (9.6) dacă se adoptă:  randamentul transmisiei ηt =[ ηtm; ηtp] = 0.82-0.92;  coeficientul aerodinamic k=[km;kp]=0.2-0.3;  greutatea autovehiculului depinde de masa proprie (masa autospecialei goale) şi masa totală (masa autospecialei pline); în cartea tehnică masa ma este situată în plaja de valori 12,50021,500 kg (şi Ga = mag = [Gam;Gap] = 12,2625-210,915 N. Considerând unghiul de pantă α = 0 şi că demarajul are loc pe o şosea asfaltată, în stare bună, ecuaţia diferenţială (9.6) devine: v′ + [11.8472 ×10−8 ;48.851 ×10−8 ]v 2 = [1.117 ×10−3 ;1.25322 ×10−3 ]M e − − [46.4994 ×10−3 ;103.986 ×10−3 ]

(9.20)

La cele prezentate mai sus trebuie menţionat că intervalele de valori ale parametrilor (care sugerează incertitudini) pot rezulta din considerente de performanţe, din experienţă/practică, din impunerea anumitor condiţii (de exemplu pentru limitarea unor valori maxime ale consumului de combustibil, noxelor, solicitărilor etc.). În Fig.9.18 este prezentat graficul obţinut prin aplicarea relaţiei (9.6), în care momentul motor variază după o lege impusă (se poate adopta şi constant 80

sau oricum altfel, în acest exemplu fiind constant pe porţiuni de timp, dar variabil pe ansamblu; se observă şi în medalion). Din aspectarea graficului din Fig.9.18 se pot constata în principal că alura acestuia este numai în parte asemănătoare cu graficele din Fig.9.15-9.17. Acest lucru este firesc deoarece ecuaţia (9.20) reprezintă în ultimă instanţă asumarea tuturor ipotezelor dinamicii longitudinale ale autovehiculului considerat cu o masă inerţială (modelul cu un volant);

Fig.9.18 – Viteza autospecialei utilizând metoda intervalelor 700 Nm, pentru t ∈ [0;0.5] ∪ [3;5]  M e (t ) = 580 Nm, pentru t ∈ [1;3] 400 Nm, pentru t ∈ [5;15]  Datele alese corespund cu cele ale autospecialei. A fost avut în vedere faptul că aşa cum s-a văzut demarajul acesteia, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, realizează în general atingerea unei viteze de circa 4-5 m/s într-un timp de 4-6 s. Aceste date au fost şi ele avute în vedere la aplicarea relaţiei (9.6). După cum se observă din graficul menţionat, variaţia vitezei, cu luarea în vedere a unor incertitudini care corespund datelor luate din literatura de specialitate (relaţiile 9.8-9.17), este apropiată de rezultatele obţinute pe cale experimentală.

9.6 Stabilirea timpului de demaraj a autospecialei pe baza analizei robuste Aşa după cum s-a mai prezentat, din punct de vedere practic în această teză se urmăreşte ca printr-o procedură simplă să se poată furniza un răspuns suficient de pertinent privind starea tehnică a motorului de tracţiune care 81

echipează autospecialele de stins incendii de tipul R12215 DFA. Proba constă într-un demaraj, numai în etajul 2, cu plecarea de pe loc. Acesta are loc pe un drum asfaltat, în stare bună şi pe teren orizontal. După plecarea de pe loc se cronometrează timpul de demaraj pe primii 40 de metri. Funcţie de rezultatul obţinut, echipajul poate să concluzioneze asupra stării tehnice şi de uzură a motorului de tracţiune. Dacă spaţiul de 40 m se poate măsura şi jalona în teren, suficient de precis iar cu eforturi minime se poate măsura şi timpul, chiar executând mai multe probe şi mediind timpii obţinuţi, se pune totuşi problema cât de precisă trebuie să fie măsurarea timpului de demaraj, care aşa cum s-a văzut în §6.2 trebuie să fie în zona de 11-13 s. În acest scop prin aplicarea analizei robuste se stabileşte modelul matematic al dinamicii autospecialei (identificare ARMAX urmată de o simulare cu rezidual) iar pe baza unor probe experimentale finite ca număr, se extrapolează concluziile pentru orice alte încercări în condiţii asemănătoare de deplasare a autospecialei. Problematica elaborării unui model matematic al demarajului autospecialei a fost pe larg tratată în §8. Aici trebuie să se demonstreze cât de precis trebuie măsurat timpul de demaraj pe distanţa de 40 de metri şi în mod deosebit care trebuie să fie certitudinea/incertitudinea asupra valorii obţinute. În acest scop se execută o analiză a incertitudinilor asupra timpului de demaraj măsurat pentru serii de probe executate în aceleaşi condiţii generale, adică pentru aceiaşi autospecială în situaţia demarajului goală/plină. Sunt avute astfel în vedere grupele de probe A1G1-A1G4, A1P1-A1P3, A2G1-A2G4 şi respectiv A2P1-A2P4 (Tab.6.1). Pentru început se prezintă (Fig.9.19) acceleraţia în procesul de demaraj pentru grupul de probe A2G1-A2G4 (4 probe), ştiut fiind faptul că valorile acceleraţiei hotărăsc în ultimă instanţă timpul de demaraj.

Fig.9.19 - Incertitudinea acceleraţiei în procesul 82

de demaraj (probele A2G1-A2G4) După cum se poate observa în graficul din Fig.9.19 abaterile caracterizate de anvelopele superioară respectiv inferioară, în raport cu semnalul original sunt practic egale şi insignifiante ca valori. Cât priveşte semnalul original, acesta reprezintă media aritmetică a acceleraţiilor care au rezultat prin prelucrarea seriilor experimentale înregistrate la încercările din teren. Cele mai concludente sunt valorile obţinute pentru norma 2, de unde se observă cât de apropiate/egale sunt respectivele valori, în ordine, pentru anvelopa inferioară (AI), semnalul original (dv/dt) şi pentru anvelopa superioară (AS). În cazul probelor A2P1-A2P4 valoarea medie a acceleraţiilor este mai redusă, situaţie care se explică prin faptul că masa autospecialei este mai mare, aceasta fiind plină, fenomen care se repercutează şi în valorile normei 2 determinate pentru respectivele probe. Şi în acest caz normele 2 sunt practic egale pentru semnalul original cât şi pentru cele două anvelope a incertitudinilor. Şi în cazul autospecialei 1 (probele A1G1-A1G4 respectiv A1P1-A1P3) rezultatele sunt asemănătoare şi ele nu se mai reproduc aici.

Fig.9.21 Incertitudinea timpului de demaraj (probele A1G1-A1G4) Analiza incertitudinilor privind timpul de demaraj (Fig.9.21) permite concluzionarea că pentru deplasarea pe un spaţiu de 40 m este suficient de cert un timp de 11.9 s (rotunjit td = 12 s ). Respectivul timp reprezintă media timpului de demaraj pentru cele 4 probe analizate. El poate fi considerat cert prin faptul că abaterile valorilor date de anvelopele incertitudinilor sunt egale ca valoare în norma 2 şi foarte apropiate, ca valoare, de media de timp menţionată. Tab.9.2 Autospeciala Autospeciala 1 2 Goală 11.9 10.71 83

Plină 12.8 11.24 Se poate remarca că timpul mediu de demaraj (Tab.9.2, cu valori în [s]) în etajul 2 cu plecarea de pe loc, pe un drum asfaltat orizontal şi în stare bună, are valori relativ apropiate în cazul celor două autospeciale. Este de observat că autospeciala 2 prezintă o stare tehnică ceva mai bună în raport cu autospeciala 1. Pe de altă parte demarajul doar în etajul 2 nu poate decela suficient de bine diferenţa în situaţia gol/plin având în vedere că diferenţa între timpii medii de demaraj sunt foarte mici, fapt ce impune o măsurare precisă a acestora. Concluzia care se degajă constă în faptul că este mai practic să se execute demaraje doar cu autospeciala de încercat aflată doar în starea goală, acest lucru reducând timp şi carburanţi. Problema cea mai delicată care rămâne constă în faptul că sunt necesare date iniţiale privind demarajul unor autospeciale „etalon”, adică cu starea tehnică bine cunoscută din punct de vedere al uzurii (autospeciale noi şi cu diferite grade de uzură funcţie de rulaj). Dacă este îndeplinit acest deziderat, timpul mediu de demaraj stabilit prin analiza robustă pentru autospeciala testată în cadrul procesului de utilizare efectivă, are o probabilitate de realizare mai mare de 95 % în raport cu valorile măsurate la autospeciala avută ca „etalon”. La finalul acestei analize se pune întrebarea firească, care este valoarea timpului de demaraj, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, care să deceleze o stare tehnică acceptabilă sau iminent periculoasă a motorului de tracţiune D 2156 HMN8, care echipează autospeciala de stins incendii ? Pentru formularea răspunsului sunt necesare următoarele precizări:  prelucrarea complexă a probelor experimentale, executate cu cele două autospeciale, care au avut rulaje foarte apropiate şi ca atare stări tehnice a motoarelor de tracţiune relativ aceleaşi, a demonstrat că este posibilă decelarea valorilor de timp de demaraj totuşi diferite;  pentru determinarea valorii corecte a timpului de demaraj, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, este necesar ca:  să se execute, probe de demaraj cu o autospecială nouă, care să asigure o medie statistică bună şi să se determine respectiva medie a timpului de demaraj;  cu o autospecială, la care motorul de tracţiune este în prealabil încercat pe stand şi care dezvoltă o putere de circa 65-70 % din puterea nominală maximă, se reiau testele de demaraj, pe cât este posibil în aceleaşi condiţii ambientale;  se determină media timpului de demaraj şi în funcţie de respectiva valoare se ia decizia privind starea tehnică a motorului autospecialei care are motorul de tracţiune cu o stare mai avansată de uzură;  cu valorile timpului de demaraj, care au fost obţinute în cazul autospecialei cu motorul de tracţiune nou şi a celei cu motorul uzat, se pot realiza nomograme pentru determinarea stării de uzură a motorului 84

care este testat. Pentru realizarea respectivelor nomograme se execută teste repetate pentru a se asigura valori statistice cât mai credibile;  pentru a realiza predicţii cât mai corecte, sunt necesare corecţii a nomogramelor funcţie de elemente ambientale specifice de utilizare a autospecialelor (diferenţe notabile de teren, temperaturi medii, etc); * *

Rezultatele care au fost obţinute sunt într-o oarecare măsură contradictorii în sensul că incertitudinile sunt mai mari în cazul când sunt analizate viteza respectiv spaţiul, pentru acelaşi set de probe experimentale. Explicaţia constă în faptul că valorile spaţiului au fost obţinute prin integrarea vitezei absolute, executarea respectivei operaţiuni fiind executată la achiziţionarea datelor în teren. Ori se cunoaşte că prin operaţiunile de integrare datele capătă unele „neteziri”. Având în vedere că este mult mai uşor de măsurat spaţiul decât viteza, se recomandă acest gen de măsurare.

10. Concluzii finale. Contribuţii 10.1 Concluzii finale Aşa cum s-a precizat de-a lungul lucrării mentenanţa autovehiculelor de intervenţie, prin întreaga sa complexitate de concepte şi acţiuni, trebuie să presupună mai mult decât ceea ce se înţelege în mod curent prin activitatea de „întreţinere şi reparaţii”. Studiile efectuate în acest domeniu au condus la următoarele concluzii finale:  în condiţiile actualei crize economico-financiare mentenanţa autovehiculelor de intervenţie a cunoscut un proces de involuţie;  strategiile de mentenanţă folosite în prezent urmăresc în mod special supravieţuirea serviciului;  este necesară o analiză continuă a mentenanţei, care să stea la baza deciziilor privind desfăşurarea în viitor a acestei activităţi;  conceptul de „Mentenanţă bazată pe Fiabilitate” este puţin cunoscut, secvenţe din el fiind aplicate sporadic în activitatea zilnică;  managementul mentenanţei se desfăşoară cu accent doar pe latura tehnică a activităţii;  strategia care poate conduce la rezultate bune în activitatea de mentenanţă este cea a mentenanţei bazate pe fiabilitate, care presupune acţiuni susţinute pe cele patru componente: tehnică, economică, resurse umane şi organizaţională;  datele privind istoricul comportării în utilizare a autovehiculelor de intervenţie se evidenţiază sporadic şi deseori incomplet, fără a fi centralizate şi ulterior analizate; 85

costurile mentenanţei nu se cunosc decât ca valoare globală; o evidenţă detaliată a acestora nu există;  criteriul de bază în achiziţionarea autovehiculelor noi îl constituie preţul, eventual unele performanţe tehnice şi în mică măsură sau de loc fiabilitatea, disponibilitatea etc;  nu se constituie un buget al mentenanţei, astfel încât deciziile în domeniu nu au de cele mai multe ori suport economic;  fondurile alocate mentenanţei nu sunt corect direcţionate, majoritatea consumându-se în salarii şi mai puţin în modernizarea activităţii;  nu se evaluează mentenanţa prin indicatori specifici;  cu toate aceste vicisitudini, ca o soluţie provizorie, este posibil ca actualul parc să fie utilizat în continuare un interval scurt de timp. În acest scop în zona mentenanţei sunt necesare în schimb unele măsuri de natură organizatorică şi tehnice; Se poate considera că o cauză a acestor neajunsuri o constituie lipsa de informare şi pregătirea neconformă cu cerinţele actuale a cadrelor de specialitate din domeniul mentenanţei. Analizele efectuate în cadrul tezei au permis :  definirea a patru indicatori bugetari de calcul a eficienţei activităţii de mentenanţă a autovehiculelor de intervenţie în situaţii de urgenţă;  definirea unui nou nivel de mentenanţă a mijloacelor destinate intervenţiei în situaţii de urgenţă;  definirea conceptului de mentenanţă bazată pe fiabilitate sub patru componente: tehnic, organizaţional, economic şi al resurselor umane;  stabilirea elementelor specifice de constituire a bazei de date în vederea determinării fiabilităţii operaţionale a autovehiculelor de intervenţie în situaţii de urgenţă;  propunerea unui nou sistem de mentenanţă şi aplicarea strategiei de mentenanţă bazată pe fiabilitate;  elaborarea unor noi acte normative pentru reglementarea activităţii de mentenanţă;  stabilirea categoriilor de costuri specifice activităţii de mentenanţă a autovehiculelor de intervenţie în situaţii de urgenţă;  formularea unei concluzii referitoare la posibilitatea utilizării în continuare a actualului parc de autospeciale, în condiţiile perfecţionării mentenanţei preventive în special la motoarele de tracţiune ale acestora. Problemele cu care se confruntă personalul de mentenanţă sunt complexe, iar dificultatea lor este accentuată de nivelul scăzut al fondurilor financiare alocate acestei activităţi. În prezent se încearcă micşorarea cheltuielilor efectuate la nivelul ordonatorilor terţiari de credite, pe seama reducerii cheltuielilor de mentenanţă. Această tendinţă duce treptat la scăderea coeficientului de operativitate a autovehiculelor de intervenţie şi la creşterea riscului neîndeplinirii misiunilor specifice. 

Din aceste motive apreciez că mentenanţa este o problemă a tuturor factorilor de răspundere din unităţi, dar şi din instituţiile statului care susţin întrun fel sau altul această activitate şi ar fi necesare următoarele măsuri: 1) introducerea în instituţiile de învăţământ postliceal şi superior a disciplinei „mentenanţă” şi continua perfecţionare a acestora acolo unde ele există; 2) completarea disciplinelor tehnice cu capitole actualizate privind strategiile de mentenanţă a autovehiculelor; 3) actualizarea capitolelor din disciplinele cu profil managerial şi economic cu concepte privind managementul mentenanţei; 4) elaborarea şi editarea de cărţi, manuale care să familiarizeze personalul care îşi desfăşoară activitatea în domeniul autovehiculelor cu noile concepte ale mentenanţei; 5) mai bună informare a personalului de mentenanţă cu probleme specifice prin cursuri postuniversitare sau de perfecţionare a pregătirii; 6) stabilirea unor obiective şi strategii clare ale mentenanţei autovehiculelor de intervenţie, pornind de la importanţa îndeplinirii misiunilor; 7) demararea unui proces continuu de ameliorare a mentenanţei Este necesar să se stabilească proceduri de complexitate diferită care să permită diagnosticarea rapidă şi suficient de precisă a stării tehnice a autovehiculelor de intervenţie în situaţii de urgenţă. Aceste proceduri trebuie să se execute flexibil în funcţie de rulaj; planificat sau atunci când există suspiciunea apariţiei unor defecţiuni. În atenţie trebuie să se afle în primul rând motoarele de tracţiune. În lucrare se prezintă o procedură de diagnosticare a stării tehnice a motoarelor de tracţiune, simplă şi la îndemâna echipajului/atelierului de unitate. Ea constă în demaraje executate numai în etajul 2, cu plecarea de pe loc şi măsurarea timpului în care demarajul are loc pe o distanţă de 40 m. Obţinerea de date cu suficientă relevanţă nu a fost posibilă decât parţial, din cauza faptului că nu s-a dispus de autospeciale „etalon” atât în stare nouă cât şi cu diverse grade de uzură a motorului de tracţiune.

10.2 Contribuţii 1. A fost executată o analiză suficient de exhaustivă a actualului sistem de mentenanţă aplicat la autovehiculele de intervenţie în situaţii de urgenţă aflate în înzestrarea Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă. Plecând de la situaţia la zi au fost propuse unele măsuri de natură managerială şi tehnice în scopul perfecţionării activităţilor de mentenanţă la respectivele autovehicule; 2. S-a demonstrat necesitatea lărgirii conceptului de mentenanţă bazată pe fiabilitate sub patru componente: tehnic, organizaţional, economic şi al resurselor umane; 87

3. A fost demonstrată procedura de organizare a culegerii şi prelucrării unor seturi de date care să ofere rapid informaţii despre valorile ratei defectării motoarelor de tracţiune a autospecialelor precum şi a altor parametri caracteristici, prin utilizarea legii de distribuţie Weibull (variantele biparametrică şi triparametrică); 4. În scopul fundamentării teoretice dar mai cu seamă practică a unei proceduri de determinare a stării tehnice a motorului de tracţiune tipul D2156 HMN8 al unei autospeciale de stins incendiu, a fost conceput un lanţ de măsurare simplu şi un plan de desfăşurare a testărilor care a permis achiziţionarea în teren a trei fişiere de date în format digital. Respectivele fişiere au conţinut seriile dinamice, cu un număr mare de realizări (2048 sau mai mare) ale: i. vitezei absolute a autovehiculului, măsurată cu o instalaţie de tipul „roata a 5-a”; ii. turaţiei motorului de tracţiune, măsurată cu un traductor de turaţie de tip inductiv; iii. poziţiei comenzii acceleraţiei motorului, măsurată cu un traductor rezistiv de tip „ruletă”. 5. Seriile dinamice nefiltrate la achiziţionare, au fost în prealabil prelucrate în scopul caracterizării generale a acestora precum şi a verificării corectitudinii şi acurateţei lor. În acest scop, prin utilizarea unor produse software actuale şi de înaltă performanţă, în mediul de programare Matlab, au fost executate prelucrări precum au fost cele de: 1) verificare a existenţei în cadrul acestora a unor erori grosolane datorate în special modului în care a funcţionat lanţul de măsurare; 2) demonstrarea necesităţii exprese de a se executa o filtrare digitală în cadrul procesului de prelucrare a respectivelor serii dinamice precum şi a celei mai potrivite proceduri de urmat pentru filtrare ; 3) verificarea intervalelor de încredere în care se situează realizările seriilor dinamice; 4) verificarea încadrării datelor în legea de distribuţie Gauss prin aplicarea testelor Kolmogorov-Smirnov şi Lilliefors; 5) simularea nivelului de încredere între diverse corelaţii a semnalelor din cele trei fişiere de date; 6) a fost stabilită o metodologie prin care datele experimentale achiziţionate în teren să poată fi utilizate ulterior cu ajutorul unor software-uri specializate. 6. Seriile dinamice au fost apoi prelucrate prin analiza lor: în timp, în frecvenţă şi în timp frecvenţă, utilizând toolbox-uri adecvate acestor genuri de prelucrări. Cu această ocazie s-a demonstrat că: a) seriile dinamice experimentale prezintă autocorelări foarte bune; b) există corelări bune între diferite mărimi şi mai puţin bune între altele. S-a constatat pe ansamblu o corelaţie mai bună între viteză şi turaţie decât între viteză şi poziţia pedalei de acceleraţie; 88

c) seriile dinamice conţin „zgomote” acceptabile; cu câteva excepţii acestea au valori ale semnalului util de peste 90 % din semnalul total; d) există componente neliniare în toate seriile experimentale, acestea fiind de circa 5-7 % în cazul vitezei absolute a autospecialei. 7. Au fost elaborate mai multe modelări (identificări) matematice pentru legea de variaţie în timp a vitezei absolute a autospecialei. S-a demonstrat necesitatea acestei activităţi având în vedere că respectivele modele sunt necesare la studii de analiză robustă a dinamicităţii autospecialei şi de determinare a împrăştierii valorilor timpului de demaraj, în etajul 2, pe distanţa de 40 m. S-a demonstrat că modelele matematice de tip polinomial şi în special cele de tip reţele neuronale prezintă cea mai bună calitate a identificării (erorile COV cele mai reduse). Au fost utilizate produse software (toolbox-uri) foarte actuale care au permis diverse optimizări în procesul de identificare. A fost elaborat un model matematic simplificat în cazul mişcării rectilinie a autospecialei de stins incendii. În cadrul său a fost elaborat un submodel pentru variaţia, funcţie de viteză, a coeficientului global de rezistenţă la rulare a autospecialei pe beton orizontal aflat în stare bună. 8. S-a executat un studiu de analiză robustă a dinamicităţii autospecialei de stins incendii, cu care ocazie s-a determinat/precizat: a) care este valoarea medie precum şi împrăştierile timpului de demaraj pe distanţa de 40 m, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, luând în considerare incertitudinile determinate ca în statistica clasică (regula 2σ ); b) existenţa unei bune concordanţe între înregistrările experimentale, simulările bootstrap a acestora precum şi valorile determinate cu statistica clasică; c) răspunsul dinamic al autospecialelor în probele de demaraj, considerând incertitudinile sub forma unor anvelope care mărginesc domeniul acestora. Acest lucru a permis o mai bună clarificare a valorii medii a timpilor de demaraj necesari pentru estimarea stării tehnice a motorului de tracţiune; d) care este valoarea medie precum şi împrăştierile timpului de demaraj pe distanţa de 40 de m, în etajul 2 cu plecarea de pe loc, luând în considerare incertitudinile ca împrăştieri determinate sub forma unor anvelope. Cu această ocazie s-a demonstrat că experimentările se pot executa şi cu autospeciala goală dar manifestând o grijă aparte faţă de filtrarea seriilor dinamice experimentale; e) s-au clarificat modalităţile de determinare a unor nomograme pentru stabilirea stării tehnice a motorului de tracţiune al autospecialelor cu o anumită uzură; f) care sunt influenţele poziţiei pedalei de acceleraţie şi respectiv a turaţiei asupra dinamicităţii autospecialelor în cazul probelor de demaraj, numai în etajul 2, prin analiza funcţiei de sensibilitate. 89

* *

Teza de doctorat prefigurează şi unele posibile direcţii de analiză teoretică şi încercări experimentale precum şi de aprofundări ulterioare. Printre acestea pot fi enumerate:  reluarea încercărilor experimentale cu prelucrarea rezultatelor deja puse la punct, dar utilizând autospeciale „etalon” respectiv noi şi cu anumite grade de uzură cunoscute. În această situaţie se va putea preciza mai clar care este timpul de demaraj în corelaţie cu starea tehnică a motorului de tracţiune a autospecialei;  în cazul dotării cu autospeciale moderne, echipate cu motoare asistate electronic, sunt necesare testări periodice (planificate) care să permită decelarea timpurie a unor posibile defecţiuni;  în cazul autospecialelor noi, echipate cu motoare şi alte subansamble asistate electronic, prin testări planificate şi întocmirea unor bănci de „date de stare tehnică” să se realizeze o predicţie a rezervei de resursă pe termen mediu, la început cel puţin pentru motorul de tracţiune.

BIBLIOGRAFIE A 1. Anders, V. ş.a. - MODEL SELECTION IN NEURAL NETWORKS, Neural Networks, 12(2), pp.309-323, 1999; 2. Alonso, A. – INTRODUCING MODEL UNCERTAINTY IN TIME SERIES BOOTSTRAP, Universidad Carlos III, Madrid, 2001; 3. Apostolescu, N. ş.a. - BAZELE CERCETĂRII EXPERIMENTALE A MAŞINILOR TERMICE, EDP, Bucureşti, 1979; 4. Andrei, T. ş.a. - STATISTICA. TEORIE ŞI APLICAŢII, Editura ALL, Bucureşti, 1995; 5. Andreescu, C. ş.a. - TEHNICI ŞI ECHIPAMENTE PENTRU DIAGNOSTICAREA AUTOVEHICULELOR. ÎNDRUMAR DE APLICA-ŢII PRACTICE, Editura Universităţii „Politehnica”, Bucureşti, 1997; 6. Anderson, T.W. - THE STATISTICAL ANALYSIS OF TIME SERIES, Wiley, New York, 2001; B 1. Bengt, J. – THEORY OF GROUND VEHICLES, Lateral Dymamics (manuscript), Chalmers University, 2000; 2. Boroiu, A. - FIABILITATEA ŞI MENTENABILITATEA AUTOMOBI-LELOR, Editura Universităţii din Piteşti, 2001; 3. Baron, T. ş.a. - CALITATE ŞI FIABILITATE, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988; 4. Bayer, M. - FIABILITATEA ŞI MENTENABILITATEA SISTEMELOR, Editura Bren, Bucureşti, 1999; 5. Bobescu, G. ş.a. - MOTOARE PENTRU AUTOMOBILE ŞI TRACTOARE. TEORIE ŞI CARACTERISTICI, Vol.1, Editura Tehnică, Chişinău, 1996; 6. Buzdugan, G. - IZOLAREA ANTIVIBRATORIE, Editura Academiei Române, Bucureşti, 1993; 7. Buzdugan, G. ş.a. - VIBRAŢII MECANICE, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982; C 1. Ciobotaru, T. - ÎNCERCAREA BLINDATELOR, AUTOMOBILELOR ŞI TRACTOARELOR, Editura Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 1996; 2. Cazacu, C. - CONTRIBUŢII LA STUDIUL DINAMICII AUTOVEHICU-LELOR RAPIDE CU ŞENILE ECHIPATE CU MOTOARE DIESEL CU CONTROL ELECTRONIC AL FUNCŢIONĂRII, Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, 2005; 3. Copae, I. - DINAMICA AUTOMOBILELOR. TEORIE ŞI EXPERIMEN-TĂRI, Editura Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 2003;

4. Copae, I. - STABILIREA MODELULUI MATEMATIC PE BAZA DATELOR EXPERIMENTALE, A XXIX-a Sesiune de Comunicări Ştiinţifice cu Participare Internaţională, Academia Tehnică Militară, Bucureşti, 2001; 5. Cohen, L. - GENERALIZED PHASE DISTRIBUTION FUNCTION, Journal of Mathematical Physics, Vol.7, No.5, May 1996, pp.781-786; 6. Chiang, R. - ROBUST CONTROL TOOLBOX FOR USE WITH MATLAB, 2000; http://mathworks.com; 7. Chatfield, C. - THE ANALYSIS OF TIME SERIES, Chapmans & Hall, 1996; 8. Chernick, M.R. - BOOTSTRAP METHODS: A PREDICTIONER’S GUIDE, John Wiley & Sons, New York, 1999; 9. Cătuneanu, V. ş.a. - BAZELE TEORETICE ALE FIABILITĂŢII, Editura Academiei R.S.R.., Bucureşti, 1983; 10. Ceauşu, I. - MANAGEMENT, Editura Expert, Bucureşti, 1993; 11. Ceauşu, I. - ORGANIZAREA ŞI CONDUCEREA ACTIVITĂŢILOR DE ÎNTREŢINERE ŞI REPARAŢII, Editura Tehnică, Bucureşti, 1980; 12. Chirilă, I. ş.a. - ÎNTREŢINEREA ŞI REPARAREA UTILAJULUI TEHNOLOGIC, Rotaprint, Iaşi, 1993; 13. Ciurea, I. ş.a. - MANAGEMENTUL CALITĂŢII TOTALE, Editura Economică, Bucureşti, 1995; 14. Cris, M. ş.a. - ŞOCURI ŞI VIBRAŢII, Editura Tehnică, Bucureşti, 1968; 15. Ciucu, E. - INDRUMĂTOR PENTRU UTILIZAREA LUBRIFIANŢILOR ŞI COMBUSTIBILILOR LA LOCOMOTIVE ŞI AUTOVEHICULE, Editura Porto Franco, Galaţi, 1991; 16. Copae, I. - TEORIA REGLĂRII AUTOMATE CU APLICAŢII LA AUTOVEHICULELE MILITARE, PERFORMANŢELE SISTEMELOR AUTOMATE, Editura Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 1997; D 1. Damen, A. ş.a. - ROBUST CONTROL, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, 2002; 2. Dragomir T. - CONTRIBUŢII PRIVIND STUDIUL COMPORTĂRII AUTOTURISMELOR ÎN CONDIŢII SPECIALE DE EXPLOATARE, Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, Bucureşti, 2002; 3. Demuth, H. - NEURAL NETWORK TOOLBOX FO USE WITH MATLAB, 2002, http://mathworks.com; 4. Dhrubajyoti, K. - IDENTIFICATION AND CONTROL OF NON-LINEAR SYSTEMS USING NEURAL NETWORKS, IEEE transactions on Neural Networks, January, 1998; 5. Dragomir, C. - CONTRIBUŢII PRIVIND DETERMINAREA RAZEI DE VIRAJ LA AUTOVEHICULELE DE TEREN 4X4, Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, 2006; E 1. Efron, B. - QUANTILE REGRESSION: BOOTSTRAPPING, University of Berkeley, 2002; F 1. Faida,C. - CONTRIBUŢII PRIVIND STUDIUL PERFORMANŢELOR DINAMICE ALE AUTOMOBILELOR ECHIPATE CU MOTOARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ, teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, 2003; 2. Frăţilă, G. - CALCULUL ŞI CONSTRUCŢIA AUTOMOBILELOR, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1977; 3. Filip, I. - ÎNCERCAREA AUTOVEHICULELOR, Academia Militară, Bucureşti, 1985; 4. Fackerell, J. - DETECTING NONLINEARITIES USING THE BICOHERENCE, University of Edinburg, 1997; G 1. Gäfvert, M. - TOPICS IN MODELING, CONTROL, AND IMPLEMEN-TATION IN AUTOMOTIVE SYSTEMS, PhD Thesis, Department of Automatic Control Lund Institute of Technology, Lund, 2003; 2. Gheorghe, A. - IMPACTUL COMPLEXITATE, FIABILITATE, SECURITATE ASUPRA SISTEMELOR TEHNOLOGICE MARI, Editura Academiei Române, Bucureşti, 1990; 3. Gillespie, T. - FUNDAMENTALS OF VEHICLE DYNAMICS, Society of Automotive Engineers (SAE), Inc, 1992; 4. Gorianu, M.- MECANICA AUTOMOBILELOR ŞI AUTOBLINDA-TELOR, Ed. Academiei Militare, Bucureşti, 1974; 5. Gorianu, M. - MECANICA AUTOVEHICULELOR CU ROŢI ŞI CU ŞENILE, Editura Academiei de Înalte Studii Militare, Bucureşti, 1992; 6. Gaiginschi, R. - CALCULE, INDICATORI ŞI INDICI ECONOMICI PENTRU MOTOARE CU PISTOANE, Institutul Politehnic, Iaşi, 1983; 7. Gaiginschi, R. ş.a. - MOTOARE CU ARDERE INTERNĂ. CONSTRUC-ŢIE ŞI CALCUL, Editura Universităţii „Gheorghe Asachi”, Iaşi, 1995; 8. Ghiulai, C. ş.a. - DINAMICA AUTOVEHICULELOR, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1975; 9. Gârlaşu, S. - INTRODUCERE ÎN ANALIZA SPECTRALĂ ŞI DE CORELAŢIE, Editura Facla, Timişoara, 1982; H 1. Hilohi, C. ş.a. - METODE ŞI MIJLOACE DE ÎNCERCARE A AUTOMOBILELOR, Editura Tehnică, Bucureşti, 1982; 2. Hilohi, C. ş.a. - ÎNCERCAREA AUTOMOBILELOR, Ed. II-a completată şi revizuită, Editura Tehnică,

Bucureşti, 1972; 3. Hanselman, D. - MASTERING MATLAB 6, Prentice HallNew Jersey, 1998; 4. Henriaux, G. ş.a. - AMELIORAREA CALITĂŢII PROCESELOR, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995; 5. Harvill J. - TESTING FOR NONLINEARITY IN A VECTOR TIME SERIES, Mississippi State University, 1999; I 1. Ionescu, V. - TEORIA SISTEMELOR. SINTEZA ROBUSTĂ. METODE NUMERICE DE CALCUL, Editura All, Bucureşti, 1994; 2. Ilie, C.O. - CONTRIBUŢII LA STUDIUL DINAMICII STATISTICE A AUTOVEHICULELOR, Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, 2005; 3. Ilie, C.O. - REALIZAREA MODELULUI MATEMATIC PE BAZA DATELOR EXPERIMENTALE, Al VIII-lea Simpozion cu participare internaţională “Management şi educaţie. Provocări ale secolului XXI”, Secţiunea “Tehnologii neconvenţionale”, Academia Tehnică Militară, Bucureşti, 2004; 4. Isaic-Maniu, A. - METODA WEIBULL. Aplicaţii, Editura Academiei Republicii Socialiste România, Bucureşti, 1983; 5. Ionescu, M. - TEHNOLOGIA DE ÎNTREŢINERE, EXPLOATARE ŞI REPARARE A AUTOVEHICULELOR RUTIERE, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1997; 6. Irimiciuc, N. ş.a. - MECANICA RIGIDELOR CU APLICAŢII ÎN INGINERIE, Editura Tehnică, Bucureşti, 1981; J 1. Jacobson, B. - THEORY OF GROUND VEHICLES, LECTURE NOTES/ LATERAL, Chalmers University, 2000; K 1. Kawamura, T.- ROBUST STABILITY ANALYSIS OF CHARAC-TERISTIC POLYNOMIALS WHOSE COEFFICIENTS ARE POLYNO-MIALS OF INTERVAL PARAMETERS, Journal of Mathematical Systems, Estimation and Control, vol.6, 1996; L 1. Larsen, J. - DESIGN OF NEURAL NETWORK FILTERS, Department of Mathematical Modeling, Tehnical University, Lyngby, Denmark, 1996; 2. Litan, A. - CONTRIBUŢII LA STUDIUL MANEVRABILITĂŢII TRANSPORTOARELOR BLINDATE UTILIZATE PREPONDERENT IN MEDIUL URBAN, Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, 2004; 3. Longoria, R. G. - VEHICLE SYSTEM DYNAMICS AND CONTROL, INTRODUCTION AND OVERVIEW, The University of Texas at Austin, Spring 2004; 4. Ljung, L. ş.a. - IDENTIFIABILITY WITH CONSTRAINS, Department of Electrical Engineering, Linkoping University, Sweden, 1994; 5. Ljung, L. - SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX FOR USE WITH MATLAB, 2000, http://mathworks.com; 6. Ljung, L. - SYSTEM IDENTIFICATION, Linkoping University, Sweden, 1995; 7. Ljung, L. - NEURAL NETWORKS IN SYSTEM IDENTIFICATION, Department of Electrical Engineering, Linkoping University, Sweden, 1995; 8. Losada, R - PRACTICAL FIR FILTER DESIGN IN MATLAB, Revision 1.0, The MathWorks, Natick, 2003; M 1. Mihoc, G. ş.a. - SONDAJE ŞI ESTIMAŢII STATISTICE, Editura Tehnică, Bucureşti, 1977; 2. Manea, C. ş.a - FIABILITATEA ŞI DIAGNOSTICAREA AUTOMOBILELOR, Editura militară, Bucureşti, 1982; 3. Marincaş, D. ş.a. - COMBUSTIBILI, LUBRIFIANŢI ŞI MATERIALE SPECIALE PENTRU AUTOMOBILE, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1977; 4. Mihoc, G. ş.a. - BAZELE MATEMATICE ALE TEORIEI FIABILITĂŢII, Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1976; 5. Miltiade, C. - PROBLEME DE OPTIMUM ÎN INGINERIA SISTEMELOR TEHNICE, Editura Academiei Române, Bucureşti, 1994; 6. Mooney, C.Z. ş.a. - BOOTSTRAPPING: A NONPARAMETRIC APPROACH TO STATISTICAL INFERENCE, Newbury, Sage Publications, 1993: 7. Marinescu, M. - SOLUŢII MODERNE ÎN CONSTRUCŢIA DE AUTOMOBILE, Ed. Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 2002; 8. Marinescu, M. - CONSTRUCŢIA AUTOVEHICULELOR MILITARE CU ROŢI, Ed. Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 1997; N 1. Norgaard, M. - NEURAL NETWORK BASED SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX, Department of Automation, Tehnical University, Lyngby, Denmark, 1995; 2. Negruş E. ş.a. - ANALIZA ŞI MODELAREA DEPLASĂRII AUTOVEHI-CULULUI PE TRASEE LUNGI, Conferinţa Naţională de Autovehicule şi Tractoare, Braşov, 1996; 3. Negruş, E. ş.a. - ÎNCERCAREA AUTOMOBILELOR, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1983;

4. Neacşu, S. - CERCETĂRI PRIVIND INFLUENŢELE REGIMURILOR TRANZITORII ASUPRA PERFORMANŢELOR MOTOARELOR AUTO-VEHICULELOR SPECIALE, Teză de doctorat, Universitatea „Transilvania” Braşov, 2005; 5. Nagy, T. ş.a. - EXPLOATAREA ŞI TEHNICA TRANSPORTULUI AUTO, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1982; 6. Nica, P. - MANAGEMENTUL FIRMEI, Chişinău, Moldova, 1994; 7. Nica, A. - ALEGEREA ŞI UTILIZAREA LUBRIFIANŢILOR ŞI COMBUSTIBILILOR PENTRU MOTOARE TERMICE, Editura tehnică, Bucureşti, 1978. O 1. Olaru, M. - MANAGEMENTUL CALITĂŢII, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995; 2. Olofsson, N. - EVALUATION OF OBSERVERS FOR FAULT DIAGNOSIS ON AN AUTOMOTIVE ENGINE, Dissertation, Linkoping, Sweden, 2000; 3. Olson, B.J. - NONLINEAR DYNAMICS OF LONGITUDINAL GROUND VEHICLE TRACTION, MS Thesis, Michigan State University, 2001; 4. Olson, B.J. - NONLIEAR DYNAMICS OF VEHICLE TRACTION, Report Michigan State University, 2002; P 1. Porat, B. - DIGITAL PROCESSING OF RANDOM SIGNALS, New Jersey, Prentice-Hall, 1994; 2. Poţincu, G. ş.a. - AUTOMOBILE, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1980; 3. Pereş G. ş.a. - DINAMICA AUTOVEHICULELOR, Tipografia Universităţii Transilvania, Braşov, 1988 4. Popa, G. ş.a. - MOTOARE DIESEL, PROCESE, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2003; 5. Pauphilet, D. ş.a. - SOUS TRAITANCE AUTOMOBILE EN PICARDIE, 2004; 6. Pereş, G. ş.a. - DINAMICA AUTOVEHICULELOR, tipografia Universităţii Transilvania, Braşov, 1988; Q 1. Quinquis, A. ş.a. - SEMNALE ŞI SISTEME. APLICAŢII ÎN MATLAB, Editura Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 1998; R 1. Richet, D. ş.a. - MAINTENANCE BASÉE SUR LA FIABILITÉ, Masson, Paris, Franţa, 1996; 2. Rotaru, A. - MANAGEMENTUL RESURSELOR UMANE, Editura Universităţii Al.I.Cuza, Iaşi, 1995; 3. Rill, G. – VEHICLE DYNAMICS, Lecture notes, Fachhochschule Regensburg, (2003), 2005; 4. Roberts, S. - SIGNAL PROCESSING & FILTER DESIGN, Michaelmas Term 2002; 5. Rusu, C. ş.a. - MANAGEMENTUL RESURSELOR UMANE, Editura Economică, Bucureşti, 1994; S 1. Stoicescu, A. - DINAMICA AUTOVEHICULELOR, vol. 1, Bucureşti, 1980; 2. Stoicescu, A. - DINAMICA AUTOVEHICULELOR, vol. 2, Bucureşti, 1982; 3. Smith III, J.O. - INTRODUCTION TO DIGITAL FILTERS (draft) Stanford University, 2002; 4. Silaş G. - MECANICĂ – VIBRAŢII MECANICE, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1968; 5. Stratulat, M. - DIAGNOSTICAREA AUTOMOBILULUI, Societatea Ştiinţă şi Tehnică 1998; 6. Stratulat, M. ş.a. - DIAGNOSTICAREA AUTOVEHICULELOR, Editura tehnică, Bucureşti, 1999; 7. Ştefan, C. - STATISTICĂ INDUSTRIALĂ, Editura Academiei, Bucureşti, 1985; 8. Swami, A. ş.a. - HIGHER-ORDER SPECTRAL ANALYSIS TOOLBOX FOR USE WITH MATLAB, 1998, http://mathworks.com T 1. Tiron, M. - PRELUCRAREA STATISTICĂ ŞI INFORMAŢIONALĂ A DATELOR DE MĂSURARE, Editura Tehnică, Bucureşti, 1976; 2. Taehyun, S. - DYNAMIC NORMAL FORCE CONTROL FOR VEHICLE HANDLING, Technology day, 2003; 3. Trefethen, L.N. - SPECTRAL METHODS IN MATLAB, http://www.comlab.ox.ac.uk/oucl/work/ Ţ 1. Ţarcă, M. - TRATAT DE STATISTICĂ APLICATĂ, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1998; U 1. Untaru, M, ş.a. - DNAMICA AUTOVEHICULELOR PE ROŢI, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1981; 2. Ursu, M. - CONTRIBUŢII LA STUDIUL DINAMICII AUTOVEHICULE-LOR UTILIZÂND PROCEDEE DE IDENTIFICARE A SISTEMELOR, Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, 2004; V 1. Vînturiş, V. - ÎNCERCAREA BLINDATELOR, AUTOMOBILELOR ŞI TRACTOARELOR, Îndrumar de laborator, Academia Tehnică Militară, Bucureşti, 2001; 2. Voinea, R. ş.a. - SISTEME DINAMICE, Editura Universităţii Politehnica Bucureşti, 1994; 3. Voinea, R. ş.a. - INTRODUCERE ÎN TEORIA SISTEMELOR DINAMICE, Editura Academiei Române, Bucureşti, 2000; 4. Voinea, R. ş.a. - MECANICA, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,1993;

5. Verzea, I. - ANALIZA STRATEGIILOR DE MENTENANŢĂ ADOPTATE DE ÎNTREPRINDERILE ROMÂNEŞTI, Editura Ankarom, Iaşi, 1997; 6. Verzea, I. ş.a. - MANAGEMENTUL ACTIVITĂŢII DE MENTENANŢĂ, Editura POLIROM Iasi, 1999; W 1. Wong, J. - THEORY OF GROUND VEHICLES, John Wiley and Sons, New York, 1978; 2. Welch, G. ş.a. - AN INTRODUCTION TO THE KALMAN FILTER, Department of Computer Science University of North Carolina,2001; Z 1. Zoubir, A. ş.a. - BOOTSTRAP MATLAB TOOLBOX, Queensland University of Technology, Brisbane, Australia, 1998; XX 1. MATLAB FUNCTION REFERENCE, Volume 1: A – E, Version 6; 2. MATLAB FUNCTION REFERENCE, Volume 1: F – O, Version 6; 3. MATLAB FUNCTION REFERENCE, Volume 1: P – Z, Version 6; 4. OPTIMIZATION TOOLBOX, FOR USE WITH MATLAB, User’s Guide Version 2; 5. SIGNAL PROCESSING TOOLBOX, User’s Guide Version 2; 6. CURVE FITTING TOOLBOX, User’s Guide Version 1; 7. USING SIMULINK AND STATEFLOW IN AUTOMOTIVE APPLICA-TIONS, 1998; 8. FREQUENCY SELECTIVE FILTERS, 2001; 9. FIR FILTER DESIGN BASICS, 1999; 10. INTRODUCTION TO DIGITAL FILTERS, 1998; 11. MAŞINI ŞI UTILAJE DE STINGERE A INCENDIILOR, vol.I, II, III, IV; 12. NORME TEHNICE PRIVIND EXPLOATAREA, ÎNTREŢINEREA, REPARAREA, SCOATEREA DIN FUNCŢIUNE, DECLASAREA ŞI CASAREA AUTOSPECIALELOR, APARATURII, MIJLOACELOR ŞI ECHIPAMENTELOR DE PREVENIRE ŞI STINGERE A INCENDIILOR, Ediţia 1999; 13. NORMATIVELE TEHNICE PRIVIND ÎNZESTRAREA UNITĂŢILOR MINISTERULUI ADMINISTRAŢIEI ŞI INTERNELOR CU MIJLOACE DE TRANSPORT, EXPLOATAREA ŞI REPARAREA ACESTORA, Ediţia 1994; 14. DICŢIONARUL EXPLICATIV AL LIMBII ROMÂNE, Editura Academiei, Bucureşti, 1975; 15. ENCICLOPEDIA BRITANNICA, E.B. Corporation, London, 1998; 16. CARACTERISTICA DE TURAŢIE, MOTORUL D2156 HMN8, Seria 85/5, INMT Filiala Braşov, 1983.

Resurse bibliografice ; total = 139