Устройство для определения показателей надежности объектов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ , содержащее генератор тактовых . импульсов, два счетчика, два блока сравнения, блок памяти, два элемента И, отличающееся тем, что,с целью расширения области применения устройства за счет определения текущих и прогнозируемых показателей надежности объектов на этапе эксплуатации, момента проведения профилактических работ и повьшения точности , в него введены два вычислительных блока, три счетчика, пульт управления, третий блок сравнения, блок индикации, причем выход генератора соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственио с первым и вторым входом устройства, выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика, вых(д второго элемента И соединен с входом второго счетчика, выходы первого и второго счетчиков соединены соответсвенно с первым и вторым входами первого вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторыми входами блока индикации и третьего блока сравнения, третий , четвертый и пятый входы устройства соединены соответственно с входами третьего, четвертого и пятого счетчиков, выходы четвертого и пятого счетчиков соединены соответственно с первыми входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с вторым и третьим входами второго вычислительного блока соответственно , выход третьего счетчика соединен с первым входом второго вычислительного блока, второй выход .которого соединен с первым входом блока памяти, третий и четвертый входы этого блока соединены соответственно с вторыми входами первого и второго (Л блоков сравнения, второй выход пульта управления соединен с пятым входом первого вычислительного блока, а первый выход - с вторым входом блока .памяти,соединенного вторым выходом с первым входом третьего блока сравнения , выход которого соединен с первым входом блока индикации. 2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что первый вычисли- . N тельный блок содержит коммутатор, о: сумматор, умножитель, делитель, узел а вычисления функции в и элемент ИЛИ, входы вычислительного блока соединены с одноименными входами коммутатора , первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой, седьмой и восьмой выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматора, умножителя, делителя и узла вычисления функции в , выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами элемента ИЛИ и с

СОЮЗ СОжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (l l) . (51)4 С 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604353/24-24 (22) 09.06.83 (46) 30.07.85. Бщл. В 28 (72) П.П.Бабенко, С.З.Куракин, С.М.Голдин и М.В.Мельников (53) 681.396(088.8) (36) Авторское свидетельство СССР

В 389510, кл. G 06 F 15/46, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 708359, кл. С 06 Р 15/46, 1977. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАЦЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, два счетчика, два блока сравнения, блок памяти, два элемента

И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения области применения устройства за счет определения текущих и прогнозируемых показателей надежности объектов на этапе эксплуатации, момента проведения про« . филактических работ и повышения точности, в него введены два вычислительных блока, три счетчика, пульт управления, третий блок сравнения, блок индикации, причем выход генератора соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соеди- нены соответственно с первым и вторым входом устройства, выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика, выход второго элемента И соединен с входом второго счетчика, выходы первого и второго счетчиков соединены соответсвенно с первым и вторым входами первого вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторыми входами блока индикации и третьего блока сравнения, третий, четвертый и пятый входы устройства соединены соответственно с входами третьего, четвертого и пятого счетчиков, выходы четвертого и пятого счетчиков соединены соответственно. с первыми входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с вторым и третьим входами второго вычислительного блока соответственно, выход третьего счетчика соединен с первым входом второго вычислительного блока, второй выход .которого соединен с первым входом блока памяти, третий и четвертый входы этого блока соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков сравнения, второй выход пульта управления соединен с пятым входом первого вычислительного блока, а первый выход — с вторым входом блока памяти, соединенного вторым выходом с первым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока индикации.

2. Устройство по п,1, о т .л и ч аю щ е е с я тем, что первый вычисли-, тельный блок содержит коммутатор, сумматор, умножитель, делитель, узел вычисления функции 8 и элемент

ИЛИ, входы вычислительного блока соединены с одноименными входами коммутатора, первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой, седьмой и восьмой выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматора, умножителя, делителя и узла вычисления функции е х выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым .входами элемента ИЛИ и с

11 шестым, седьмым, восьмым и девятым входами коммутатора, выход сумматора соединен с вторым выходом блока, пятый выход блока соединен с пятым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока.

3. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что второй вычислительный блок содержит шестой счетчик, второй сумматор и второй

70466 делитель, второй и третий вьмод блока соединены с входом шестого счетчика, выходом соединенного с первым входом второго сумматора, вьмод которого соединен с первым входом второго делителя, выход последнего соединен с выходом блока, а вторые выходы второго сумматора и второго делителя.соединены с первым входом блока.

Изобретение относится к автомати» ке и вычислительной технике и может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых показателей надежности технических объектов.

Цель изобретения - расширение области применения устройства sa счет определения текущих и.прогнозируемых показателей надежности технических объектов на этапе эксплуатации, момента проведения профилактических работ и повышения точности.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на фиг.2 и 3 блок-схемы вычислительных блоков.

Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 тактовых импульсов, элементы

И 2 и 3, счетчики 4-8, блоки 9 и 10 сравнения, вычислительные блоки 11 и 12, пульт 13 управления, блок 14 памяти, третий блок 15 сравнения и блок 16 индикации.

Блок 11 содержит (фиг.2) коммутатор 17, сумматор 18, умножитель 19, делитель 20, узел 21 вычисления функции 6 " и элемент ИЛИ 22.

Блок 12 содержит (фиг.3) счетчик

23, сумматор 24 и делитель 25.

На фиг.1 обозначены входы 26 и 27 потенциальных сигналов исправного и неисправного состояния объекта соответственно, входы 28-30 импульсных сигналов о случайных событиях и на объекте отказ,. сбой ш ошибка соответственно, вход 31 имцульсного сигнала наступления режима "Профилактика" при исправном состоянии объекта .

Принцип работы устройства состоит в подсчете времени, в течение которого объект находится в исправном состоянии, времени восстановления при отказах,,а также количество отказов, сбоев и случайных ошибок между моментами профилактик с последующим вычислением текущих и прогноэируемых показателей надежности; среднего времени наработки на отказ Т по зависимости

10 где Т„; — отрезок времени от j --1 до

1 -го отказа, в течение которого объект находится в исправном состоянии ;

11О1к- количество отказов;

20 Среднего времени восстановления

Т> по зависимости

25 где Т, — отрезок времени от ю -го отрезка до момента восстановления исправного состояния объекта, вероятности безотказной работы

P(t) по зависимости

p(t) e (3) где t - промежуток времени, на который определяется вероятность безотказной работы;

1170466 То

"т

oL«To+ Ti (4) коэффициента оперативной готовности К „ по зависимости

K«tr =Kr P(t) (S)

При этом Kr определяет вероятность нахождения объекта в исправном состоянии в текущий момент времени, а К вЂ” данную вероятность с учетом вероятности безотказной работы в течение заданного промежутка времени.

При расчете прогнозируемых показа.. телей готовности и безотказности B отличие от традиционных показателей надежности рассчитывается коэффициент ос., значение которого определяется по зависимости

30 отк

О «. Ись «, „a«II 1 (6) отк

35 и - математическое ожидание

«г«к (среднее значение) количества отказов объекта на интервале между профилактиками, 40 которое определяется по статическим данным о надежности функционирования объекта и хранится в блоке 14 памяти;

n* — количество отказов объекта отк на текущем интервале времени после последних профилактических работ, которые фиксируются в счетчике 6. 50

Пульт 13 уиравления предназначен для задания режимов работы и занесения исходных данных в блок 14 памяти.

Блок 14 памяти содержит семь регистров, которые предназначены: первый - для хранения среднего времени наработки на отказ Т, второй — среднего времени восстановления Т, тре° М вЂ” коэффициент, который определяется на интервале времени между последней профилактикой:и текущим моментом, учитывающий уменьшение среднего времени наработки на отказ за счет-случайных отказов и сбоев, коэффициента готовности К по за" г висимости t0 тий — значения промежутка времени t четвертый — среднего количества от,казов между профилактиками и, пятый и шестой — пороговых значений и и n седьмой — для хранения по" рогового значения одного из показателей надежности Т, Р(С3, Кг, K

or

Блок 15 сравнения предназначен для выдачи сигнала о необходимости проведения профилактических. работ на объекте, вырабатываемого по результатам сравнения требуемых (пороговых) и расчетных показателей надежности

Блок 16 индикации предназначен для отображения вычисленного значе ния показателя надежности и момента проведения нрофнлактических работ на объекте.

На входы 26 и 27 устройства со схем контроля объекта поступают потенциальные сигналы исправного и неисправного состояния соответственно, на входы 28 — 30 - импульсные сигналы о случайных событиях на объt екте: отказ, сбой, ошибка соответственно, на вход 31 - импульсный сигнал наступления режима "ПрофилакIt тика при исправном состоянии объекта, который обнуляет счетчики 6-8, Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 используется для пре- образования интервалов времени ис.правного и неисправного состояний объекта, задаваемого потенциальным . сигналом в двоичный код, который фиксируется в счетчиках 4 и 5 соответственно. Счетчики 6-8 подсчитывают соответственно количество отка- . зов, сбоев и ошибок в период между профилактиками. При переводе объекта в режим "Профилкатика" счетчики 6-8 устанавливаются в нулевое состояние.

Кроме того, счетчики 7 и 8 обнуляются при выработке сигналов соответственно с выходов блоков 9 и 10. Значения счетчиков 7 и 8 сравниваются соответственно в блоках 9 и 10 с пороговыми значениями среднего количества сбоев иошибок на отказ. Если значения счетчиков достигают пороговые значения, то с блоков 9 и 10 поступают сигналы о возможном постепенном отказе в блок 12 на счетчик

23, который осуществляет подсчет спрогнозированных отказов. Количество спрогнозированных отказов определяется по следующим формулам:

1170466 с6 (псх и,„- целая часть (— - (7) с

IIÄÄ вЂ” целая часть о (8) пЗаР )

oht 5 с4 ою где по1к. п.,к — количества спрогнозированных отказов на текущем интервале времени после последних профилактических работ и - содержимое счетчика

7, которое определяет количество сбоев второго вида на текущем интервале после последних профилактических работ, и — содержимое счетчика 8 ° ош которое определяет ко- 2О личество сбоев первого вида на текущем интер.вале после последних профилактических работ, За4 за 4 25 п и — математическое ожида04l Со ние количества сбоев первого и второго вида на интервале между профилактическими работами, которое определяется по статическим данным о надежности функционирования объекта и хранится в блоке 14 памяти. 35

На сумматоре 24 определяется общее количество отказов (возникающих о em или спрогнозированных) III +II +и, от«от«оIX

Затем на делителе 25 осуществляется вычисление коэффициента Х по зависимости (5). Вычисленный коэффициент поступает на четвертый вход блока 11 в котором он используется при вычислении прогнозируемых показателей на дежности. На первый вход блока 11 счетчика 4 поступает значение времени Т, на второй вход - значение времени Т, на третий вход из первого, вто ой и третьего регистров блока 14 памяти поступают значения

Т,, Т> и t. Причем среднее время наработки на отказ То корректируется после каждого отказа объекта и заносится в первый регистр блока 14, а среднее время восстановления Т корректируется после каждого момента восстановления исправного состояния объекта.

Коррекция производится по следующим зависимостям;, I среднее время наработки на -й отказ; среднее время наработки на (i -1)-й отказ; текущее время наработки на

1-й отказ; среднее время восстановления на 1 -м отказе; среднее время восстановления при (-1)-м отказе, текущее время восстановле1 ния при 4-м отказе.

1 где Т;— о1

Os-I

Т б1

ТЕ;

Т.—

ei-1

Т,—

11 и

z. т„; 06

Т= о

"от« со opal

"от« "о „ " от« т.е. время (Т o() определяется с учетом спрогнозированных отказов (по случайным сбоям и ошибкам) . Далее на сумматоре 18 вычисляется сумма о(То+Т и на делителе 20 величина о(То geJIHTcH на c y T +T ° Вычисленный показатель надежности Кг через .элемент ИЛИ 22 поступает на индикатор 16 и блок 15 ° в котором сравнивается с требуемым показателем, хранящимся в седьмом регистре блока 14, Аналогично по соответствующим зависимостям определяются другие показатели надежности..

° В зависимости от заданного на пульте 13 режима работы блок 11 определяет соответствующий текущий или прогнозируемый показатель надежности. Например, вычисление К„ осуществляется следующим образом. На третий вход коммутатора 17 из первого и второго регистров блока 14 поступают значения времен Т,и Т>, а на четвертый — из блока 12 коэффици ента А. При вычислении прогнозируемого показателя надежности на умножителе 19 значение времени То умножается на коэффициент А .

При этом значение среднего

6 8

Р(с) > P(e); юга î„..

Сигнал о необходимости проведения профилактических работ иа объекте выдается на. блок 16 °

7 I37046

Момент необходимости проведения профилактических работ на объекте определяется при невыполнении одного из условий т >т KK - г.1

1170466

К& 14

Ю с9У иФ. Уют

Редактор Е.Копча

Заказ 4705/46 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Pm & Х

Ол& f4

Йп. & Q

Составитель В.Максимов

Техред А.Бабинец Корректор В-ВУтнга

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4