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 науке и технике для определения периодов контроля и технического обслуживания, минимизирующих средние непроизводительные затраты ресурсов изделий. Цель изобретения - расширение области применения путем реализации обобщенной модели эксплуатации изделия и информативности. Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 масштабирования, функциональный преобразователь 3, интегратор 4, сумматоры 5, 7 и 8, блоки 6, 9 умножения, блок 10 деления, регистры 11, 12, элементы НЕ 13, 19, ключ 14, элемент ИЛИ 15, генератор 16 случайных чисел, распределитель 17, блок 18 сравнения, элемент 20 совпадения, регистратор 21, ключ 22 и триггер 23. Устройство может использоваться при различных моделях эксплуатации изделий и позволяет получать информацию, необходимую для повышения сроков их функционирования. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.$0;„, I6629 (5! )5 " 07 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУ@ СТ8ЕНН! !Й НО1 ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 I ) 4425711/24-24 (22) 04.04.88 (46 ) 07.05.90. Бюл. У !7 (72) В.И, Климов и А.Е, Козик (53) 681,178 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 758210, кл. С 07 С 3/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

1! 1406616, кл. G 07 С 3/08, 1986. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИИй1ЬНОГО ПЕРИОДА КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛ1И (57) Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в науке и технике для определения периодов контроля и технического обслуживания минимизирующих средние непроизводительные затраты ресурсов

2 изделий. Цель изобретения — расшире ние области применения путем реализации оГ>общенной модели эксплуатации изделия и информативности, Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 масштабирования, функциональный пре образователь 3, интегратор 4, сумматоры 5,7 и 8, блоки 6,9 умножения, блок 10 деления, регистры 11 12, элементы НГ 13,19, ключ 14, элемент

ИЛИ 15, генератор 16 случайных чисел, распределитель 17, блок !8 сравнения, элемент 20 совпадения, регистратор 21, ключ 22 и триггер 23. Устройство может использоваться при различных моделях эксплуатации изделий и позволяет получать информацию необходимую для повышения сроков их функционирования, 1 ил.!

562947 гдето иИ

Число циклов в виде

N z(C8 i+g )+С V (2) .

Изобретение относится к устройст,. вам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять оптимальные

5 периоды контроля и технического обслуживания изделий, Цель изобретения — расширение области применения и информативности.

Дпя описания работы устройства вводят следующие определения.

Время жизни (Т®) — время, в течение которого изделие выполняет целевое назначения при условии его абсолютной надежности, При этом ресурс расходуется только на целевое функционирование изделия, Время полезного функционирования (Тф) — время жизни, уменьшенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполнить целевое назначение иэ-эа отказа или технического обслуживания. Ограниченный ресурс изделия расходуется в этом случае на целевое функционирование, на функционирование в состоянии отказа и на техническое обслуживание.

Так как момент наступления отказа в изделии случаен, то время полезного функционирования в общем случае явля- ЗО ется случайной величиной, Если не проводить техническое обслуживание иэделия, то время, в течение которого оно может полезно функционировать, соответствует времени полезного функционирования изделия до отказа.

Повышение числа сеансов контроля и технического обслуживания увеличивает время полезного Функционирования 4р изделия благодаря устранению отказов, но повышается непроизводительный расход ресурсов на техническое обслуживание, что сокращает ресурсы на целевое функционирование изделия, Следовательно, существует некоторый оптимальный период между техническими обслуживаниями, обеспечивающий минимум непроизводительного расхода ограниченного ресурса изделия. Необходимо учитывать тот факт, что в реальных условиях электрические, механические и другие воздействия, оказываемые системой контроля на изделие в процессе контроля, могут ускорить наступление отказа в нем и тем самым — уменьшить время полезного функционирования Т . Это влияние системы контроля на интенсивность отказов

4 иэделия носит случайный характер и может быть выражено в изменении масштаба времени функционирования между сеансами контроля, Для учета этого времени вводится масштабный коэффициент. 9 > 1.

Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса R и эксплуатируется в режиме, предусматривающем проведение профилактического технического обслуживания через определенные интервалы времени и проведение технического обслуживания (контроля и восстановления) работоспособности путем включения резерва в промежутках между циклами профилактического технического обслуживания. В результате нормального функционирования и в состоянии отказа изделие расходует в единицу времени С единиц ресурса, как и при проведении профилактического технического обслуживания. При контроле.и восстановлении работоспособности изделия расходуется g единиц ресурса, объем профилактического технического обслуживания во временных единицах составляет Ч, а его период Т. Тогда уравнение баланса для данного режима эксплуатации имеет вид число сеансов контр оля и цикл о в пр офилактического технического обслуживания соответственно; период между сеансами контроля (техническими обслуживаниями, проводимыми между циклами профилактических обслуживаний) .

N. „иэ (1 ) получают

Средний непроизводительный расход ресурса на одном цикле профилактического технического обслуживания составит (с учетом выражения для плотности распределения времени безотказной работы)

9i

С „= — - — I(g + C(g — ) y(t)dt:))+, 1562947 (3) + cv}, где Т/e". =И „.

tp

20 (5) 25 за

Объединив (2 ) и (3), получают выражение для среднего непроизводительного расхода ресурса на всем времени активного существования изделия

В 7

R(g/C+0i $P(t)dt+93V/T)

С о .(4) ср

ОС вЂ” $ P(t)dt + 8 н V/Т о

Задача обоснования периода контроля (технического) обслуживания изде-; лия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса принил1ает вид:

С/ : C+ = мин С (Â ü)

СО77

Предлагаемая модель позволяет найти оптимапьный период контроля (технического обслуживания ) изделия и может быть легко реализована аппаратурно, На чертеже представлена функциональная схема устройства, Устройство содержит датчик 1 време ни блок 2 масштабирования1 функциональный преобразователь 3, интегратор 4, первый сумматор 5, первый блок 6 умножения, второй 7 и третий 8 сумматоры, второй блок 9 умножения, блок 10 деления, первый 11 и второй 12 регистры, первый элемент

НЕ 13, первый ключ 14, элемент

ИЛИ 15, генератор 16 случайных чисел, распределитель 17, блок 18 сравнения, второй элемент НЕ 19, элемент

20 совпадения, регистратор 21, вто рой ключ 22 и триггер 23.

Функциональный преобразователь 3 реализует функцию P(t) = ехр " .

Ключ 14 имеет нормально замкнутые контакты, его второй вход является управляющим, Ключ 22 с вторым управляянцим входом имеет нормально разомкнутые контакты, В исходном состоянии перед началом работы необходимо настроить ге/ нератор случайных чисел по числу состояний, которое не превышает максимального числа сеансов контроля, задаваемого запасом ограниченного ресурса, Распределитель 17 рассчитан на максимальное число состояний, обусповпенное максимальным э апасом ресурса. Триггер 23 находится в пулевомм состоянии, ключ 14 з амкнут, ключ ?2 разомкнут, регистр 12 находится в нулевом состоянии, а в регистр 11 заносится величина R, максимально возможная для C

Датчик 1 времени задает на каждом

mare приращение времени ДГ определяющее точность нахождения оптимального периода контроля (технического обслуживания). При каждом очередном значении 1.. = С;„+ д ;, 1 — i 2...,, в блоке 2 масштабирования производится замыкание контакта ре--ле, соответствующего выбранному с помощью распределителя 17 случайному числу, выдаваемому генератором 16 случайных чисел, вследствие чего к выходу блока 2 масштабирования подключается резистор„ сопротивление которого пропорционально выбранному масштабному коэффициенту, В результате этого на выходе блока 2 формируется произведение ь; с;, При каждом очередном значении этого произведения из функционального преобразователя выбирается Функция P(t) =- 1, ко-Л торая засылается в интегратор 4, где интегрируется на интервале (О, 8; i; J. С интегратора 4 сигнап, Е1"., 35 соответствУющий 5 P (t ) dt (средпему ! о времени полезного Функционирования изделия на периоде 8; С;), поступает на первый вход первого сумматора

4р 5, На второй вход этого сумматора поступает сигнал с блока 2 масштабирования 6; ;, и на выходе сумматора 5

g n формируется разность (g.. — ) P(t)dt) о

45 которая поступает на второй вход третьего сумматора 7 H на первый вход второго блока 6 умножения. В это же время на второй вход этого блока с ХТТ входа устройства поступает отношение Ч/Т объема профилактического технического обслуживания к

его периоду. Результат умножения

О,.V -<./Т поступает на первый вход третьего сумматора 7. Результат сум55 g л мировання (g „- I r(t;) dt;+ g. " V/ T) поступает на первый вход второго сумматора 8 и на второй вход блока 10

1562947 деления, На второй вход второго сумматора 8 с II входа устройства поступает отношение g/C расхода ресурса на контроль (техническое обслуживание) к его расходу в единицу времени в режиме нормального функционирования, в состоянии отказа и при профилактическом техническом обслуживании.

Результат сложения (g/С + 8;

?i,.

- $ P(t)dt+ g.4, ij /Ò) поступает на втоо ргй вход первого блока 9 умножения, нЬ первый вход которого в то же время с I входа устройства поступает значе15 ние H запаса ограниченного ресурса, Результат умножения

81;

В(я/С В,— ) Р(С) ж +

+ g ..-v/ò) поступает на первый вход блока 10 деления, где реализуется операция 25 деления, результат которой

6.д;

В(д/С+ О.,— (P(t)dt+ О.; V/T)

Л 7Т (6) ЗО

О..— ) Р(t)dt, +g.. Ч/T соответствует среднему непроизводительному расходу ресурса С ; при заданном значении ; на всем времени активного существования иэделия. С выхода блока 10 деления сигнал, соответствующий С; при заданном значении ;, посылается на вход первого регистра и на первый вход блока 18 4О сравнения, P.анее записанная в регистр

11 информация записывается на второй регистр 12, стирая ранее записанную там информацию, При этом сигнал с выхода регистра 12 поступает на гене- 45 ратор случайных чисел, который срабатывает,Сигнал с его выхода через распределитель 17 поступает на блок 2 масштабирования и единичный вход триггера ?3. Выбор первого случайного числа (масштабного коэффициента) в момент запуска устройства обеспечивает наличие в устройстве первого элемента НЕ 13, на выходе которого появляется сигнал, поступающий

55 через первый вход элемента ИЛИ 15 на вход генератора 16 случайных чисел, При этом отсутствие сигнала на входе триггера 23 обеспечивает замкнутое состояние ключа 14 с нормально замкнутыми контактами и прохожде ние сигнала с выхода элемента HF. 13 на вход элемента ИЛА! 15, В дальнейшем наличие сигнала на выходе регистра 12, обусловленное очередным изменением информации в нем, обеспечивает выбор очередного случайного числа через второй вход элемента

ИЛИ 15. При этом первый элемент НЕ 13 отключен от второго входа элемента

ИЛИ 15 разомкнутыми контактами ключа 14, Последний срабатывает после первого переключения триггера 23, вызванного появлением первого импульса на выходе генератора 16, В блоке 18 сравнения после очередной выдачи сигнала датчиком 1 времени сравниваются между собой две величины С и С ср ф одна из "ко То рых соответствует текущему значению а другая — предшествующему С.

1- 1

Если в результате сравнения окажется что С . С ., то с выхода блока с

18 сравнения выдается управляющий сигнал датчику 1 времени на выдачу очередного значения, и далее—

1Ф 1 произведения В;,, i В противном случае, т„е, при С, (С;, сигнал с выхода второго элемента НЕ 19 поступает на разрешающий второй вход элемента 20 совпадения, и значение произведения 6;,. С;,, соответствующее оптимальному периоду контроn+ ля (технического обслуживания) изделия с выхода блока 2 масштабирования, поступает на первый вход регистратора 21, Одновременно с выхода второго элемента НЕ 19 сигнал поступает на первый управляющий вход второго ключа 22, замыкая его контакты, через которые сигнал„ соответствующий

C > „, поступает на второй вход регистратора 21, Таким образом, в регистратор поступает информация как об оптимальном периоде контроля (технического обслуживания), так и о минимальном среднем непроизводительном расходе ресурса.

Предлагаемое устройство обладает более широкой областью применения благодаря реализации в нем обобщенной модели эксплуатации изделия, (7)

25 с =с +с

ЭфФ где С вЂ” стоимость эффекта от реализации предлагаемого устройства; стоимость ущерба вследствие потерь ресурса, обус- З0 ловленных неучетом режима эксплуатации обслуживаемых изделий; — стоимость ущерба, обусловленного ошибочными решениями по планированию сроков активного существования изделия вследствие отсутствия необходимой для этого информации.

40 с<

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия, содержащее датчик времени, выход которого соединен с первым .входом блока масштабирования, выход которого подключен к первым входам первого сумматора, первого блока умножения, первого элемента совпадения и через последо50

9 15629 частный случай которой реализует известное устройство, Расширение информативности устройства обуславливается возможностью

5 регистрации как оптимального периода контроля (технического обслуживания) изделия, так и соответствукщего ему минимального среднего расхода ресурса, что создает возможность оценить время активного существования изделия и принять решение на перераспределение ресурса между изделиями| являющимися частями сложной системы, Кроме того, устройство реализует функции известного устройства меньшим числом функциональных блоков, что свидетельствует о его упрощенной конструкции.

Зкономический эффект от реализа- 20 ции предлагаемого устройства приближенно можно оценить по формуле

47 JO вательно соединенные функционалып..|й преобразователь и интегратор — к второму входу первого сумматора, первым входом устройства является второй вход первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу блока деления, вторым входом устройства является первый вход третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, выход первого регистра через второй регистр подключен к первым входам элемента ИЛИ и блока сравнения и через первый элемент НЕ к первому входу первого ключа, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен через генератор случайных чисел к входам распределителя и триггера, выход которого соединен с вторым входом ключа, выход распределителя подключен к второму блоку масштабирования, вход первого регистра и второй вход блока сравнения объединены, выход блока сравнения подключен к входу датчика времени и через второй элемент НЕ к второму входу элемента совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем реализации обобщенной модели эксплуатации изделия и информативности, в него введены регистратор и второй ключ, выход которого подключен к первому входу регистратора, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения, выход второго регистра подключен к первому входу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

НЕ, выход первого сумматора подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, третьим входом устройства является второй вход второго блока умножения, выход которого соединен с вторым входом блока деления, выход которого подключен к входу первого регистра,