Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике , где требуется находить оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделий, время полезного функционирования на заданном ресурсе и число резервных элементов, необходимых для функционирования изделия в течение заданного времени. Цель изобретения - повышение информа- ,тивности устройства. Устройство содеряшт датчик 1 времени, блок 2 нелинейности , интегратор 3, блоки 4,5 и 6 умножения, сумматоры 7,8 и 9,10, блок 11 деления, элементы 12,13 и 14 задержки, компаратор 15, ключи 16,17 и 18 и регистратор 19. Датчик времени может быть выполнен в виде генератора ступенчатого напряжения. Устройство позволяет определять и регистрировать оптимальный период контроля и технического обслуживания изделия, максимальное среднее время полезного функционирования и минимально необходимое число резервных блоков (устройств) , 1 ил. (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК а (51)4 С 07 С 3/08

I .1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4215607/24-24 (22) 26.03.87 (46) 07.03.89. Бюл. Р 9 (72) Г.Н.Воробьев, В.Д.Гришин, А.Н.Тимофеев и А.В.Кононенко (53) 681.178 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 758210, кл. С 07 С 3/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 1320825, кл. С 07 С 3/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ. ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделий, время полезно го функционирования на заданном ре„. Я0„„1464186 А1

0 сурс е и число р ез ервных элементов, необходимых для функционирования изделия в течение заданного времени.

Цель изобретения — повышение информа,тивности устройства. Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, интегратор 3, блоки 4,5 и 6 умножения, сумматоры 7,8 и 9, 10, блок 11 деления, элементы 12, 13 и 14 задержки, компаратор 15, ключи 16, 17 и 18 и регистратор 19. Датчик времени может быть выполнен в виде генератора ступенчатого напряжения. Устройство позволяет определять и регистрировать оптимальный период контроля и технического обслуживания изделия, максимальное среднее время полезного функционирования и минимально необходимое число резервных блоков (устройств) .

1 ил.

1464186

Изобретение относится к области устройств контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий, время полезного функционирования на заданном ресурсе и число резервных элементов, необходимых для функционирования из10 делия в течение заданного времени, Целью изобретения является повьппение информативности устройства.

Все материальные объекты (изделия) — это объекты, имеющие ресурс (ограниченный ресур "жизнедеятельности"), который ими расходуется в процессе функционирования. Считаем, что изделие прекращает целевое функционирование, когда у него израсхо дуется ресурс или наступит отказ.

1 г, Увеличить время полезного функционирования изделия можно путем увели, чения запаса ограниченного ресурса, повьппением надежности изделия и вве дением контроля и технического об -. служивания изделия, в результате которого устраняются отказы и восстанавливается работоспособность.

Введем определения. ЗО

Т вЂ” заданное время функционирования (ограниченный ресурс) изделия, в течение которого иэделие способно выполнять (или выполняет) целевую задачу, а также может находиться в состоянии отказа или технического обслуливания.

Т:, - среднее время полезного функционирования изделия, т.е. Время„ в течение которого оно выполняет или может (готово) выполнять целевую задачу.

Если контроль и техническое обслуживание проводить очень часто, т.е. с малым периодом, то значительная часть ресурса Т будет расходоваться на техническое обслуживание и среднее время полезного функционирования Тф будет мало.

Если техническое обслуживание проВОдить Очень редкО р т е е е с больппп4 периодом„ тогда изделие длительное время может находиться в состоянии отказа и время Т будет также малым.

Отсюда следует, что существует такой оптимальный период контроля и технического обслуживания, при котором среднее время полезного функционированич изделия Т достигает максимального- значения. Естественным стремлением является нахождение этого оптимального периода.

Пусть изделие должно функционировать в течение времени Т (где время

Т выступает как ограниченный ресурс, который расходуется изделием на по-. лезное (целевое) функционирование,на нахождение иэделия в состоянии отказа, на восстановление отказа и на контроль и техническое обслуживание).

Известно также, что на каждый контроль и техническое обслуживание из-. делия в среднем расходуется время . .

Контроль и техническое обслуживание осуществляется в плановые сеансы с периодичностью, отказы, возникающие на периоде ", обнаруживаются только в результате контроля. На восстановление изделия при возникновении отказа в среднем (при Наличии резервных систем) расходуется время

8. Если резерва нет, то изделие восстановлению не подлежит. Считаем, что если изделие находится в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания, а также во время era восстановления, оно не может выполнять целевое назначенщ.

Если P(t) — вероятность безотказной работы изделия за время t то уравнение баланса на ресурсе Т можно записать в следующем виде:

Ж ьф+". +У+ 1 -Р(;))8 = Т где Н вЂ” число сеансов контроля и технического обслуживания изделия на ресурсе Т; — среднее время полезного функционирования изделия на периоде ; л

P(t) d».; о

8 — л - среднее время нахождеНИЯ ИЗДЕЛИЯ В СОСТОЯНИИ отказа на периоде т .

Из уравнения баланса определим N

Т + с,+ + (1 — P())8

Среднее время полезного функционирования изделия на ресурсе Т

i + Й,+ f + (1 — Р 7j)10

1.4641

Задача обоснования периода контроля и технического обслуживания изделия по критерию максимума матемаа тического ожидания времени полезного функционирования изделия формируется следующим образом: найти такой период ", при котором

Т Hæ

Т () = max - - . 10

+ f+ (1 — Р("))

IIo найденному оптимальному периоду +можно определить минимально необходимое число резервных элементов, обеспечивающее функционирование изделия в течение заданного времени Т.

Эта задача решается устройством, используя соотношение

n = Я(Е") (1 — P (д+) .

86

8 — 0 Р() = (1 — P(i )$8 и подает3 J ся на первый вход второго сумматора

8, на второй вход которого с выхода датчика 1 времени поступает текущее значение . Результат сложения С +

+ (1 - P()j 8 с выхода второго сум3 матора 8 передается в четвертый сумматор 10, где складывается с величиной среднего времени контроля и тех нического обслуживания, поступающий с третьего входа устройства. Сигнал, соответствующий полученной сумме + + t 1 — Р(t13)38 с выхода сумматора 10 подается на второй вход блока 11 деления, на первый вход которого с второго входа устройства подается значение заданного врео мени функционирования изделия Т. В блоке деления реализуется значение числа сеансов контроля и технического обслуживания и 1 л

j = 1,2,3...

При каждом значении а. в блоке 2 ! нелинейности формируется функция

P(c> ), которая подается на интегратор 3, на вход блока 5 умножения и на первый вход первого блока 4 умно жения, на второй вход которого, как и на первый вход сумматора 7, с первого входа устройства поступает сигнал, соответствующий среднему времени восстановления изделия в случае обнаружения отказа д . Результат перемножения 8. Р(.) с выхода первоJ го блока 4 умножения засылается в сумматор 7, где реализуется функция

При этом полагается, что каждый отказавший элемент заменяется резервHllM 4

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, интегратор 3, блоки 4-6 умножения, сумматоры 7-10, блок 11 деления, элементы

12-14 задержки, компаратор 15, ключи

16-18 и регистратор 19. .I

Датчик 1 времени может быть выполнен в виде генератора ступенчатого напряжения.

Датчик 1 времени с шагом аС задает в порядке нарастания последовательность возможных значений времени

c, ° контроля и технического обслужива.1 ., ния изделия

Т

25 л

С выхода блока 4 деления значение N поступает на входы третьего сумматора 9 и второго блока 5 умно30 жения на другой, вход которого поЭ ступает значение функции Р() от ! блока 2 нелинейности.. Результат перемножения N;P(;) с .выхода блока 5 умножения засыйается в третий сумматор, где реализуется функция

З5 И вЂ” N P(Г.) = (1 — P(P.)) N. и че) 3 3 реэ второй элемент 13 задержки подается на информационный вход втоpoqp ключа 17.

В интеграторе 3 интегрируется

40 функция Р(с ) на интервале (О, g) и полученный сигнал, соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия на периоде р

4б ".."; .=fp(t) dt подается на первый

"3 Фу е вход третьего блока 6 умножения, на первый вход которого поступает сиг- нал N с выхода блока 11 деления. В к0 блоке 6 умножения реализуется значение среднего времени полезного функционирования изделия Т ф =- N F4-.

3 J 3

Это значение подается на вход третьего элемента 14 задержки и второй 5 вход компаратора 15, на первый вход которого с выхода элемента 14 задержки поступает значение среднего времени полезного функционирования изделия, задержанное на один такт ра4186

5 146 боты датчика i времени {ноль в начале работы устройства) и соответствующее предыдущему значению периода Г,, т.е. Т @ 1. В компараторе 15 сравниваются между собой два значения среднего полезного функционирования иэделия Т ; и Т ь, При этом, если Т ф >i Т @,, то с второго выхода компаратора 15 подается управляющий сигнал, разрешающий датчику 1 времени выдачу нового - 1 значения периода, и весь цикл вычислений повторяется.

Если окажется, что Т iy (Т, „,, то управляющий (разрешающий) сигнал появляется на первом выходе компаратора 15 и передается на разрешающие входы первого 16, второго 17 и третьего 18 .ключей. При этом сигнал датчика 1 времени, задержанный первым элементом 12 задержки на один такт работы датчика 1 времени, равный оптимальному периоду контроля и технического обслуживания 2, так как он обеспечивает максимум среднего времени полезного функционирования изделия, поступает через ключ 16 на первый вход регистратора 19. В то

, же время максимальное среднее время ! полезного функционирования изделия с выхода третьего элемента 14 задержки через третий ключ поступает на второй вход регистратора 19, а величина минимума резервных элементов

12 при условии максимума среднего времени полезного функционирования изделия.с выхода второго элемента

13 задержкй через второй: ключ 17 поступает на третий вход регистратора 19. На этом работа устройства заканчивается.

Положительный эффект, который дает устройство, заключается в том, что оно позволяет найти оптимальный ,период контроля и технического обслуживания изделий, доставляющий максимум среднего времени их полезного функционирования. Кроме того, устройство позволяет вычислять и регистрировать максимальное среднее время полезного функционирования изделия на заданном ресурсе и минимально необходимое число резервных систем.

Любое отклонение. периода контроля и технического обслуживания от оптимального значения ведет к уменьшению времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.

Экономический эффект от .внедрения устройства можно оценивать величиной предотвращения ущерба. Этот ущерб возникает за счет отклонения периода контроля и технического обслуживания от оптимального значения.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия, содержащее датчик времени,, выход которого подключен к входу блока нелинейнос15 ти и через первый элемент задержки к информационному входу первого ключа, выход блока нелинейности соединен с вхоцом интегратора, и с первым входом первого блока умножения, вы2О ход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумма26 тора, первый вход блока деления является вторым входом устройства, выход второго элемента задержки соединен с информационным входом второго ключа, выход третьего элемента задержки под-

g{) ключен к первому входу компаратора, первый выход которого соединен с управляюпрхми входами первого и второго ключей, второй выход компаратора подключен к входу датчика времени, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены второй и третий блоки умножения, третий ключ, четвертый сумматор и регистратор, входы ко4О торого подключены к выходам ключей, выход датчика времени соединен с вторым входом второго сумматора, выход блока нелинейности подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к входу второго элемента задержки, выход интегратора соединен с первым входом третьего блока умножения, выход которого подключен к второму входу компаратора и к входу третьего элемента задержки, выход которого соединен с информационным входом третьего клю55 ча, выход блока деления соединен с . вторыми входами третьего сумматора, второго и третьего блоков умножения, первый выход компаратора подключен. к .управляющему входу третьего ключа, 1464186

Составитель В.Скворцов

Редактор А.Ворович Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 828/53 Тираж 441 Подписное

SHHHHH Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,!О! выход второго сумматора соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу блока деления, вход четвертого сумматора является третьим входом устройства, второй вход первого блока умножения объединен с вторым входом первого сумматора.