Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия

 

Изобретение может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять рациональные периоды технического обслуживания изделий. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, интегратор 3, сумматоры 4,7,8, блоки умножения 5,6,10, блоки деления 9,14, элемент задержки 11, блоки сравнения 12,15, ключ 13, элементы И 16 и ИЛИ 17. Устройство позволяет определять оптимальный период контроля и технического обслуживания с учетом заданного коэффициента готовности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 07 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4207838/24-24 (22) 06.03.87 (46) 23.09.89. Бюп. Р 35 (72) Г.Н.Воробьев и В.Д.Гришин (53) 681.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1439644, кл. G 07 С 3/08, 1987.

Авторское свидетельство СССР

Р 798927, кл. Г 07 С 3/08, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕЦЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение может быть использовано в научных исследованиях и тех„„SU„„1509963 А 1

2 нике, где требуется определять рациональные периоды технического обслуживания иэделий. Цель изобретения— повьппение точности устройства. Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, интегратор 3, сумматоры 4, 7, 8, блоки умножения

5, 6, 10, блоки деления 9, 14, элемент задержки 11, блоки сравнения 12, 15, ключ 13, элементы И 16 и HJIH 17.

Устройство позволяет определять оптимальный период контроля и технического обслуживания с учетом заданного коэффициента готовности. 1 ил.

1509963 с (о*) mine (i).

L (2) Тср

<ср (3) 25

Ы(сл+ g) = R, R

N с a+ g

i. = о л n n о cp (4) 55 сс = М(с=о+ g)Изобретение относится к области устройств контроля и может быть ис-. пользовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять радиационные периоды технического обслуживания изделий.

Целью изобретения является повышение точности определения оптимального (рационального) периода контроля и технического обслуживания с учетом коэффициента готовности изделия.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Если изделие обладает запасом or- 15 раниченного ресурса R, в режиме нормального функционирования и в состоянии отказа оно расходует в единицу времени в среднем с единиц ресурса, а за каждый сеанс технического обслу- 20 живания иэделия расходуется g единиц ресурса, то уравнение баланса по ресурсу R записывается следующим образом где — период между сеансами технического обслуживания, N — число сеансов технического 30! обслуживания.

Из уравнения (1) следует

Поскольку момент поступления отказа случаен, то, используя вероятность безотказной работы Р(с), среднее время полезного функционирования изделия на периоде " будет г — г(e) dt о

Среднее время пребывания изделия 45 в состоянии отказа на периоде сбудет

С учетом сказанного можно записать выражение для величины среднего непроизводительног о расхода ограничен" ного ресурса в следующем виде

Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса иэделия формулируется следующим образом: найти такой период, при котором

При эксплуатации многих изделий является важным организовать техническое обслуживание таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая готовность изделия к выполнению целевой задачи.

Эта готовность может оцениваться коэффициентом готовности, который определяется выражением где Т, — среднее время полезного функционирования иэделия на ресурсе R т.е. время, в течение которого изделие выполняет целевую задачу, либо готово к ее выполнению (изделие работоспособно), Т вЂ” время активного существовас ния изделия на ресурсе R, т.е. время, в течение которого изделие находится не только в работоспособном состоянии, но и в состоянии отказа и технического обслуживания (включая контроль состояния изделия).

Пусть задан коэффициент готовносЗо*

1 ти изделия К, тогда задача определения периода технического обслуживания 7*, обеспечивающего заданный

k; и минимально возможный непроизводительный расход С, изделием своего ограниченного ресурса, сформулируется следующим образом: найти такой период, при котором

Допустим, что время на техническое обслуживание значительно меньше периода 7 (это видно из уравнения баланса (1), то зависимость k (<) будет монотонно убывающая функция.

При отыскании периода 7 возможны два случая:

1. Задан коэффициент готовности

k,. Используя первое условие систе- ЗаЛ

N.

) слб.+а

5, 150996 мы (4), определяется б ", соответствующее минимальному с = с*, При ср ср, . этом К„(б1*) + К, . Поэтому найденный 1„и есть искомый период технического обслуживания и.зделия °

2. Задан коэффициент готовности зад

К„ . Используя второе условие системы (4), находим С", соответствующее

k „() Ъ К . При этом сРедний непро- 10 изводительный расход ресурса иэделия недостигает своего минимального значения, но будет минимально возможным

cpa

Предлагаемое устройство позволяет аппаратурно реализовать рассмотренную модель °

Устройство содержит датчик 1 времени (генератор ступенчатого напряжения), блок 2 нелинейности (функцио- 20 нальный преобразователь), реализующий функцию вероятности безотказной работы P (t) = ехр1- Л t ), интегратор 3, первый сумматор 4, первый 5 и второй

6 блоки умножения, второй 7 и третий 25

8 сумматоры, первый блок 9 деления, третий блок 10 умножения, элемент 11, задержки, первый блок 12 сравнения, ключ 13, второй блок 14 деления, второй блок 15 сравнения, элемент И 16 и элемент ИЛИ 17.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 времени с шагом д б задает в порядке нарастания последова35 тельность возможных значений периода технического обслуживания изделия л б, + б 1 2 ° очередное значение б. с выхода датчи3 ка 1 времени засылается в первый сум- 40 матор 4, а также в блок 2 нелинейности, где реализуется функция Р(t) на интервале (0, i,). Сигнал P(t) с выхода блока 2 нелинейности поступает в интегратор 3, где интегрируется. Верхний предел интегрирования определяется текущим значением б .. С выхода

) интегратора сигнал л, б

1, .= ) P(t1dc, 50 с соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия на периоде 2, поступает на второй вход первого сумматора 4, где реализуется функция б р = — б .. Сигнал б, с выхбда первого сумматора 4

oj подается на первый вход второго блока

6 умножения, на второй вход которого

3 6 с первого входа устройства поступает параметр с, определяющий расход ресурса в единицу времени. Результат перемножения с выхода второго блока

6 умножения передается на первый вход третьего сумматора 8, на второй вход которого с второго входа устройства поступает параметр g определяющий расход ресурса на один сеанс технического обслуживания изделия. Pe = зультат суммирования с б, + g с выхода третьего сумматора 8 засыпается на второй вход третьего блока 10 умножения.

В то же время сигнал б: с выхода датчика 1 времени поступает на первый вход первого блока 5 умножения, на второй вход которого поступает параметр с. Результат перемножения с б1J суммируется во втором сумматоре 7 с параметром g и передается на первый вход первого блока 9 деления, на второй вход которого с третьего входа устройства поступает параметр R, определяющий. запас ограниченного ресурса изделия. Результат деления с выхода блока 9 подается на первый вход третьего блока 1О умножения. С выхода этого блока сигнал с ср;=

= N .(с б1 . +g) соответствующий среднер му непроизводительному расходу ресурса при заданном датчиком 1 времени значении 7б;, посылается на вход элемента 11 задержки и на первый вход первого блока 12 сравнения, на второй вход которого с выхода элемента 11 задержки поступает сигнал, соответствующий с,.;,. Таким образом, в первом блоке 12 сравнения сравниваются между собой две величины: с, и задержанная элементом 11 задержки на один цикл работы устройства (один такт датчика 1 времени), с,,;,, одна из которых соответствует текущему а другая — предшествующему i.,. Если

ПРИ ЭТОМ ОКажЕтСЯ ЧТО С ср 1-1 7/ С .р

СР1 то на первом выходе блока 12 появляется управляющий сигнал на выдачу датчиком 1 времени очередного значения периода б +1= ° + di и пере.1 дается на второй вход элемента И-16.

В противном случае, т.е. при с, б с, управляющий сигнал появляется ср1 на втором выходе блока 12 и передает1509963 ся на второй вход элемента ИЛИ 17. —.

Это соответствует завершению отыскания оптимального периода технического обслуживания изделия С" 1 -,, обеспечивающего минимум непроизводительного расхода ресурса, т.е. выполнению первого условия системы (4).

Одновременно с описанным процессом отыскания производятся вычисления, 10 связанные с выполнением второго условия системы (4). Это происходит следующим образом.

Выработанное датчиком 1 времени значение с подается на первый вход 15

5 второго блока 14 деления, на второй вход которого с выхода интегратора 3 поступает величина с Результат ср деления я 20 г) п. ю с соответствующий текущему значению коэффициента готовности иэделия с выхода блока 14 подается на второй вход 25 второго блока сравнения 15, на первый вход которого с четвертого входа устз«* ройства поступает параметр k г, определяющий величину заданного коэффициента готовности изделия, Во втором 30 блоке 15 сравнения величины k „„ и сравниваются между собой. Если

Г з«а окажется, что k г ) Е, то на перГ1 вом выходе второго блока 15 сравнения появляется управляющий сигнал на 35 выдачу датчиком 1 времени очередного значения периода и передается на первый вход элемента И 1б. Если при этом на втором входе этого элемента действует управляющий сигнал 40 от первого блока 12 сравнения, то этот сигнал пройдет на вход датчика

1 времени, в результате чего датчик

1 времени вырабатывает новое значение периода +1= „+ 4, и процесс 45 вычисления с и k йовторится, но уже при новому gy значении периода, т. е. процесс определения + продолжается.

Если при сравнении во втором блоке

saA 50

15 сравнеия Окажется, что kг,<1,,50 г1 то управляющий сигнал появится на втором выходе этого блока и будет по-дан на второй вход элемента ИЛИ 17, что соответствует завершению процес- )5 са определения периода технического обслуживания изделия, обеспечивающего коэффициент готовности изделия не менее заданного, т. е. выполнению вто рого условия системы (4). При этом оптимальным будет период :,, а коэффициент готовности k „, i k з«

Таким образом, при появлении управляющего сигнала хотя бы на одном из входов элемента ИЛИ 17 отыскание оптимального периода контроля и технического обслуживания иэделия прекращается, а с выхода элемента ИЛИ

17 подается разрешающий сигнал на управляющий вход ключа 13. При этом значение оптимального периода технического обслуживания изделия * =

=С „ с второго выхода датчика 1 времейи через ключ 13 поступит на выход устройства.

На этом работа устройства заканчивается.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства можно оценить величиной предотвращения ущерба. Этот ущерб может возникнуть за счет срыва выполнения целевых задач на изделии, вследствие его функционирования не с заданной готовностью (или не с заданным коэффициентом готовности).

Формула изобр ет ения

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия, содер-. жащее датчик времени, первый выход которого подключен к первому входу первого блока умножения, к первому входу первого сумматора и через последовательно соединенные блок нелинейности и интегратор — к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого объединен с вторым входом первого блока умножения и является первым входом устройства, выход первого блока умножения подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к первому входу третьего блока умножения, выход которого непосредственно и через элемент задержки соединен с входами первого блока сравнения, выход второго блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого объединен с вторым входом второго сумматора и является вторым входом устройства, втоСоставитель В.Скворцов

Редактор В.Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор М.Васильева

Тираж 441

Заказ 5818/50

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

1509963 о рой вход первого блока деления явля- выход которого соединен с вторым вхоется третьим входом устройства, выход дом второго блока сравнения, первый третьего сумматора подключен к второ- выход которого подключен к первому му входу третьего блока умножения, входу элемента И, выход которого соевторой выход датчика времени соеди- динен с управляющим входом датчика нен с информационным входом ключа, вы- времени, первый выход первого блока ход которого является выходом устрой- сравнения подключен к второму входу ства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, элемента И, второй выход первого блочто, с целью повышения точности, в 10 ка сравнения соединен с первым входом него введены второй блок деления, элемента HJIH выход которого подклюэлементы И и ИЛИ и второй блок срав- чен к управляющему входу ключа, втонения, первый вход которого является рой выход второго блока сравнения четвертым входом устройства, первый соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход датчика времени подключен к 15 выход интегратора подключен к второму первому входу второго блока деления, входу второго блока деления.