Summary

The paper briefly discusses the application of a multilayer statement network as a qualitative model of a diagnosed object and a model of a diagnostic knowledge base. The reasoning process in statement networks is based on searching for an equilibrium state of the network.

Streszczenie

Omówiono zwięźle możliwość zastosowania wielowarstwowej sieci stwierdzeń jako jakościowego modelu diagnozowanego obiektu oraz jako modelu diagnostycznej bazy wiedzy. Wyjaśniono, że proces wnioskowania w sieciach stwierdzeń polega na poszukiwaniu stanu równowagi sieci.
① Department of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland, .
spmom-11v46n1_p007.pdf ( 85K)

Summary

The paper presents a novel, multipurpose and heterogeneous computer platform that includes digital, application, and hardware resources essential for the proper functioning of a virtual institutional cluster. The cluster is oriented at the transfer of innovative process and product technologies that are an exemplification of scientific research and implementation works into business practice. Moreover, the following elements of the multilayer structure of the platform are presented: integrated computer systems for data fusion and processing, information and specialised knowledge used in systemic and process structural analyses that are performed with, among others, Business Intelligence models used by interdisciplinary research teams undertaking innovative challenges. Furthermore, the author presents the functional capabilities of the platform linked to e-service and e-science, and original and innovative IT solutions developed to meet the requirements of the platform.
① Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom.
spmom-11v46n1_p015.pdf (647K)

Summary

The article presents the model of testing individually manufactured unique prototype technical devices. Furthermore, problems occurring in such prototype testing are identified, and, on this basis, the assumptions of the model for quality tests of prototype technical solutions are made. Essential components of the model, including structural and process decomposition procedures, are discussed. Moreover, potential applications of the model are analysed and indicated. Results of the model verification are presented using the example of selected, technologically advanced prototype devices.

Streszczenie

W artykule przedstawiono model badania prototypowych urządzeń technicznych wytwarzanych jednostkowo. Zidentyfikowano praktyczne problemy występujące w badaniach takich prototypów. Na tej podstawie sformułowano założenia do budowy modelu badań jakości rozwiązań prototypowych. Zaprezentowano kluczowe komponenty modelu, w tym procedury dekompozycji strukturalnej i procesowej. Przeanalizowano możliwości zastosowań modelu. Weryfikację modelu przedstawiono na wybranych, zaawansowanych technicznie prototypowych, jednostkowych urządzeniach technicznych.
① Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom.
spmom-11v46n1_p029.pdf (2.9M)

Summary

The article presents a systems approach to activities facilitating the development and commercialisation of innovative technological solutions supporting sustainable economic growth. The key aspects recognised by the authors are the determination and correlation of research directions of the future and the formation of strategies of action on both the micro and the macro level. Governmental strategic research programmes have been identified to be an effective formula for the realisation of research in generated research areas. The authors have emphasised the need for including activities providing systems support facilitating novel technologies transfer in research programmes of a strategic nature, along with the tasks for the development of innovative product and process solutions. The article also presents an example of an effective correlation of this type of problems in a currently realised research programme.

Streszczenie

W artykule zaprezentowano systemowe podejście w odniesieniu do prowadzenia działań stymulujących rozwój i komercjalizację innowacyjnych rozwiązań technologicznych wspora- gających zrównoważony rozwój gospodarki. Za kluczowe uznano typowanie i korelację przyszłościowych kierunków badań oraz tworzenie strategii działania na poziomie mikro i makro. Zaproponowano rządowe programy strategiczne jako skuteczną formułę realizacji badań w wytypowanych dziedzinach. Wskazano na potrzebę uwzględniania w programach strategicznych, obok zagadnień dotyczących rozwoju innowacyjnych rozwiązań produktowych i procesowych, działań ukierunkowanych na zapewnienie wsparcia systemowego umożliwiającego transfer opracowanych rozwiązań do gospodarki. Zaprezentowano przykład efektywnego powiązania tego typu zagadnień w realizowanym programie strategicznym.
① Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom.
spmom-11v46n1_p045.pdf (521K)

Summary

In the small scale, turbines and bearings are a source of specific problems connected with securing stable rotor operation. Two kinds of high-speed micro-turbines of electric power of about 3 KW with multistage axial and radial rotors supported on foil bearings have been accepted. The scope of the present article is limited to the discussion of the dynamic characteristics of the selected design. The properties of the rotor combined with slide bearings (foil bearings in this particular case) were taken under investigation. Analysing the dynamic state of the domestic power plants requires qualitatively novel research tools. It turned out that the situation is possible that the rotor, after losing its stability, stabilises again when the rotational speed increases. This is a phenomenon determined by the author as “multiple whirls.”
Another topic discussed in this paper is an assessment of the influence of a random character of certain input data, in this case, changes of external excitations of the system. This problem is related to the “heuristic models” often placed in opposition to widely used algorithmic models.

Streszczenie

W pracy przedstawiony został przykład mikrosiłowni kogeneracyjnej możliwej do szerokiejaplikacji w tzw. mikrowytwarzaniu energii cieplnej i elektrycznej opartym na źródłach odnawialnych. Analizowanym urządzeniem jest wysokoobrotowa mikroturbina o mocy zaledwie kilku KW. Celem pracy nie są jednakże szczegóły konstrukcyjne tak zdefiniowanych urządzeń, lecz nowe metody analizy stanu dynamicznego i pozyskiwania relacji diagnostycznych. Jak się okazało, te małe urządzenia o prędkościach obrotowych wirnika od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy obrotów na minutę stanowią prawdziwe wyzwanie dla badaczy i eksploatatorów. Wiele tradycyjnych pojęć i metod badawczych, z powodzeniem stosowanych w maszynach większych, musiało zostać zweryfikowanych. Przy tak wysokich prędkościach obrotowych układ może przekraczać granicę stabilnej pracy wielokrotnie i dalej bezawaryjnie pracować, może też samoczynnie się stabilizować w wysokich zakresach prędkości. Mamy tu do czynienia z nowym zjawiskiem „wirów wielokrotnych” o zupełnie innych, nieznanych dotąd w eksploatacji symptommach diagnostycznych.
W pracy zaproponowany też został inny sposób matematycznego opisu stanu maszyny oparty na metodach heurystycznych. Opis heurystyczny jest przeciwieństwem opisu algorytmicznego i uwzględnia m.in. przypadkowe błędy danych czy autokorekcję modelu w trakcie obliczeń. Opis heurystyczny jest bliższy naturze człowieka i warto go szerzej rozpropagować w budowie i eksploatacji maszyn. Czy przyjmie się w praktyce? W pracy podane zostały przykładowe wyniki obliczeń oparte na nowym podejściu odnoszące się do małych urządzeń energetycznych. To pierwszy krok na tej drodze w badaniach prowadzonych w ośrodku gdańskim i olsztyńskim.
① Institute of Fluid Flow Machinery Polish Academy of Sciences (IFFM PAS), Gdańsk, Poland University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland, email:
spmom-11v46n1_p057.pdf (1.9M)

Summary

Propositions of modelling vibrations signals of a vehicle drive system in such a way that it will become an efficient tool of diagnostic mechanical defects are presented in the paper. In order to fulfil such requirements the model must be easily identifiable. The base model and its measures are established for a new engine to which the control measurements, performed at definite time intervals of vehicle operation, are compared. This base model must be actualised after each engine overhaul and as the casual wear progresses, since the vibration characteristics are – is such cases – changing. A complicated structural model of the vehicle drive system was given up for the mathematical description at a high abstraction stage. Since diagnostics is carried out during the normal engine exploitation, the defect signals must be really ‘strong’. Depending on the place of recording, the vibration signal can be either cyclostationary or transient. Three methods of modelling were proposed in the dependence of the tested element and frequency range: the harmonic series, the parametric model, and the wavelet model. These methods allow the on-board
diagnostics of the gearbox, main gearbox, differential gear, and triple joints. They make possible engine fault detection, such as the exhaust valve burning-out, valve clearance change, and the head gasket defect. These defects are, in general, not detected by the diagnostic system of the modern OBD engines, since they are masked by the electronic system of the engine control. The diagnostic method was verified on the example of the vibration signals recorded for the drive system of a Fiat Punto automobile.

Streszczenie

W artykule przedstawiono propozycje modelowania sygnału drgań zespołu napędowego pojazdu w taki sposób, aby był skutecznym narzędziem diagnozowania uszkodzeń mechanicznych. Aby model spełniał takie wymagania, musi być łatwo identyfikowalny. Dla nowego silnika tworzony jest model bazowy i jego miary, do których porównywane są pomiary kontrolne przeprowadzane w określonych odstępach czasu lub przebiegu samochodu. Model bazowy musi być uaktualniany po remoncie silnika oraz w miarę zużywania się silnika z powodu zmiany charakterystyk drganiowych. Zrezygnowano ze skomplikowanego modelu strukturalnego zespołu napędowego pojazdu na rzecz opisu matematycznego na wysokim szczeblu abstrakcji. Ponieważ diagnozowanie odbywa się w czasie normalnej eksploatacji samochodu, symptomy uszkodzenia muszą być naprawdę ‘silne’. W zależności od miejsca rejestracji sygnał drganiowy może być cyklostacjonarny lub przejściowy. Zaproponowano trzy sposoby modelowania w zależności od badanego elementu i zakresu częstotliwości: ciąg harmonicznych, model parametryczny oraz model falkowy. Opisane metody pozwalają na diagnozowanie on-board skrzyni biegów, przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, przegubów trójramiennych. Umożliwiają także wykrywanie uszkodzeń silnika jak wypalenie zaworu wylotowego, zmiana luzu zaworowego, uszkodzenie uszczelki głowicy, które to uszkodzenia w zasadzie nie są wykrywane przez system diagnostyczny nowoczesnych silników OBD z powodu maskowania przez elektroniczny system sterowania silnikiem. Metodę diagnozowania zweryfikowano na przykładzie sygnału drgań zarejestrowanego dla zespołu napędowego samochodu Fiat Punto.
① Technical University of Radom, Poland, Faculty of Mechanical Engineering Institute of Maintenance of Vehicles and Machines, Chrobrego 45, 26-600 Radom, Poland, e-mail:
spmom-11v46n1_p071.pdf (1.2M)

Summary

Opto-mechatronic systems enable one to conduct long-term fatigue tests where the observation of the surface of the specimen and the monitoring of cracking process are required. The rapid advancement of opto-mechatronic technologies and the functional interaction between opto-electronic and mechatronic components indicate that design and implementation processes of opto-mechatronic systems require specific methodology. The presented methodology describes and considers the interactions between components, particularly inside the vision module. The design process can be supported by simulation models, databases, decision matrices, and the method of conducting the implementation maturity assessment of innovative technological solutions.

Streszczenie

Prowadzenie długotrwałych badań zmęczeniowych wymagających obserwacji powierzchni próbki i śledzenia procesu rozwoju pęknięcia umożliwiają systemy optomechatroniczne. Wysokie zaawansowanie technologii optomechatronicznych i funkcjonalna interakcja pomiędzy komponentami optoelektronicznymi i mechatronicznymi powodują, że w procesie projektowania i implementacji systemów optomechatronicznych niezbędne jest zastosowanie odpowiedniej metodyki. Zaprezentowana w artykule metodyka wskazuje i uwzględnia interakcje pomiędzy komponentami, w szczególności w zakresie modułu wizyjnego. Proces projektowania może być wspomagany przez modelowanie, bazy danych, macierze decyzyjne i metodę oceny stopnia dojrzałości rozwiązania innowacyjnego.
① Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom.
spmom-11v46n1_p087.pdf (151K)

Summary

This paper presents a method for determining the acceptable limits of piping vibration and their natural frequency. Acceptance criteria for the vibration values are taken as the limit of the allowed deformations of the pipeline caused by these vibrations and the limit of stress caused by these deformations. On the base of document The Pipeline and Compressor Research Councils, under the title "Controlling the effect of pulsation and Fluid Transients in Piping Systems” a computer program setting these values based on given piping parameters was developed.

Introduction

Today's industrial systems consist of machines (motors, compressors, pumps, etc), static equipment (reactors, columns, filters) and pipelines, which are a kind of "bloodstream" of a company. Maintenance strategies focus

Streszczenie

W pracy zaprezentowano metodę wyznaczania wartości dopuszczalnych drgań instalacji rurociągowych oraz częstości drgań własnych. Kryteriami przyjęcia danej wartości drgań za dopuszczalne są przyjęte za dopuszczalne odkształcenia rurociągu spowodowane tymi drganiami oraz dopuszczalne naprężenia wywołane tymi odkształceniami. Na podstawie materiałów The Pipeline and Compressor Research Councils, pod tytułem “Controlling the effect of pulsation and fluid transients in piping systems” opracowano program komputerowy wyznaczający te wartości na podstawie zadanych parametrów instalacji rurociągowej.
① Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie.
spmom-11v46n1_p097.pdf ( 99K)

Summary

The paper considers the possibilities of using the efficiency measure of vibration propagation as a diagnostic parameter. A measure defined by using recorded test results is proposed and the method of numerical calculations is shown. Examining an example of the empirical results of a concrete beam working under bending load and submitted to impact forced vibrations, an effort to determine the degradation process level is undertaken.
The concept of the propagation measures of vibroacoustical energy is developed on the basic the observation that, in case of the process variable in time, its energy is proportional to the integrated (according to time) square of the instant value of amplitude. It is assumed that the defined measures are inversely proportional to the force of impact. A simple form of notation, suitable for numerical calculations in the time domain, is proposed.
The proposed measures can be used for performing engineering comparisons based on single value parameters. According to the results, selective sensitivity to the stage of failure development shown by the construction depends to some extend on a proper localisation of points of impact and vibration recordings. In conclusion, solving diagnostic problems is possible, if the places of impact and vibration recording have been correctly located.

Streszczenie

Referat zawiera rozważania nad możliwością zastosowania miar efektywności propagacji drgań jako parametrów diagnostycznych. Zdefiniowano propozycję miary wykorzystującej zarejestrowane wyniki badań eksperymentalnych oraz przedstawiono sposób prowadzenia obliczeń numerycznych. Na przykładzie rezultatów badań wymuszanych impulsowo drgań belki betonowej pracującej na zginanie podjęto próbę oceny stopnia zaawansowania procesów zniszczeniowych.
Do opracowania koncepcji miar efektywności propagacji energii wibroakustycznej wykorzystano fakt, że energia procesu zmiennego w czasie jest proporcjonalna do scałkowanego
po czasie kwadratu chwilowej wartości amplitudy. Założono również odwrotną proporcjonalność do energii impulsu wymuszającego. Zaproponowano nieskomplikowaną postać zapisu dogodną do przetwarzania przebiegów czasowych amplitud.
Zaproponowane miary nadają się do prowadzenia inżynierskich porównań na bazie pojedynczych wartości liczbowych. Wybiórcza wrażliwość miar na stopień degradacji konstrukcji zależy między innymi od lokalizacji przetworników pomiarowych.
Wnioski z badań wskazują na niezłe odwzorowanie początków procesu pękania pod warunkiem właściwej lokalizacji miejsc pobudzenia i odbioru sygnału drganiowego.
① Faculty of Automobiles and Heavy Machinery Engineering, Warsaw University of Technology, Narbutta 84, 02-524 Warszawa, Poland.
spmom-11v46n1_p105.pdf (155K)

Summary

The concept of national innovation systems (NIS) appears to be an attractive idea on the grounds of policymaking, as it is expected to provide straightforward measures to boost a state’s competitive advantage. This paper presents Israel’s system of innovation with the main trends of its development, as well as key agents and linkages which shape their relationships. The study forms the basis for a question of NIS transferability and adaptability, and it demonstrates considerable limitations of the NIS emulation in different environments and economic settings, pointing to the evolutionary and country-specific characteristics of the innovation system. The unit of the analysis has been chosen due to the outstanding achievements of Israel in the field of innovation, strongly embedded in the unique attributes of the state, hence, being a particularly illustrative case for the study.

Streszczenie

Koncepcja narodowych systemów innowacji (NSI) niejednokrotnie jawi się jako relatywnie proste do wdrożenia narzędzie służące podniesieniu konkurencyjności kraju. Artykuł prezentuje system innowacji Izraela, wraz z głównymi kierunkami jego rozwoju, kluczowymi elementami oraz występującymi pomiędzy nimi powiązaniami. Studium empiryczne izraelskiego NSI jest podstawą do zarysowania problematyki adaptowalności narodowych systemów innowacji. Przedstawiona analiza pozwala wnioskować o ograniczonym zastosowaniu rozwiązań wypracowanych w innych krajach w kreowaniu NSI i wskazuje na ich ewolucyjny, wyrastający z unikalnych uwarunkowań danego państwa charakter. Izrael, ze względu na wysoką innowacyjność gospodarki oraz specyfikę czynników kształtujących system innowacji, stanowi wyrazistą ilustrację podjętej tematyki; stąd jego wybór jako jednostki analizy.
① Trade and Investment Promotion Section, The Embassy of the Republic of Poland in Tel Aviv.
spmom-11v46n1_p113.pdf (336K)