Устройство для моделирования процесса поддержания сложного технического объекта в готовности к применению по назначению

Изобретение относится к средствам моделирования процесса поддержания работы сложного технического объекта. Технический результат заключается в расширении арсенала средств моделирования. Устройство содержит: блок ввода исходных данных; блок моделирования технического обслуживания; блок определения числа отказов; блок расчета надежности; блок учета наработки элементов; блок учета ресурса элементов СТО; блок учета замен элементов; блок расчета плановых потерь готовности СТО; блок расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания; блок расчета неплановых потерь готовности; блок расчета показателя надежности R. 1 ил.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для моделирования процесса поддержания сложных технических объектов (СТО) в готовности к применению по назначению.

Известны своим практическим использованием устройства, моделирующие процесс перемещения подвижного объекта в условиях функционирования космической разведки с учетом возможных неисправностей содержащие: два генератора пуассоновских импульсов, генератор таковых импульсов, два элемента ИЛИ, три счетных триггера, три элемента И, два элемента НЕ, генератор импульсов со случайной длительностью.

Недостатками данного типа устройств являются:

высокая вероятность (возможность) возникновения ошибок, на начальных этапах работы устройства;

возможности данного типа устройств не позволяют производить расчет значений показателей, характеризующих (описывающих) процесс поддержания вооружения в готовности к применению по назначению.

Наиболее близким по технической сущности является (RU №2353970 2007 г.) принцип работы которого основан на использовании кругового и ступенчатого закона, а также равномерного закона распределения и содержащее: регистр, датчик случайных чисел и генератор тактовых импульсов.

Применение подобных устройств ограничивается функциональными возможностями устройства, не позволяющими производить вычисление значений следующих показателей:

С - затраты на реализацию системы планового технического обслуживания;

КБД - надежности боевого дежурства СТО который является вероятностью, того что СТО не будет находиться в момент прихода команды в состоянии пониженной боевой готовности;

РСР - вероятности безотказной работы СТО в процессе подготовки к пуску и пуска ракеты;

R - эффективности системы планового технического обслуживания.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего на основе исходных данных производить расчет значений показателя затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (С); показателя надежности боевого дежурства СТО (КБД); показателя вероятности безотказной работы СТО в процессе подготовки к пуску и пуска ракеты (РСР); показателя системы планового технического обслуживания СТО (R), характеризующих (описывающих) процесс поддержания вооружения в готовности к применению по назначению.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство содержащее: регистр, датчик случайных чисел и генератор тактовых импульсов, введены блок ввода исходных данных; блок моделирования технического обслуживания; блок определения числа отказов; блок расчета надежности; блок учета наработки элементов; блок учета ресурса элементов СТО; блок учета замен элементов; блок расчета плановых потерь готовности СТО; блок расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания; блок расчета неплановых потерь готовности; блок расчета показателя надежности R, при этом выход блока ввода исходных данных (1) соединен со входом блока моделирования технического обслуживания (2) и входом блока определения числа отказов (3) выход блока моделирования технического обслуживания (2) соединен с входом блока расчета надежности (4), входом блока учета наработки элементов (5), входом блока учета ресурса элементов СТО (6), и первым входом блока учета замен элементов (7), выход блока расчета надежности (4) соединен с первым входом блока расчета показателя надежности R (11), первый выход блока учета наработки элементов (5) соединен с входом блока расчета плановых потерь готовности СТО (8), а второй выход соединен с первым входом блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9), выход блока учета ресурса элементов СТО (6) соединен с вторым входом блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9), а выход блока определения числа отказов (3) соединен с вторым входом блока учета замен элементов (7), первый выход которого соединен с третьим входом блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9), а второй выход соединен с входом блок расчета неплановых потерь готовности (10), выход блока расчета плановых потерь готовности СТО (8) соединен со вторым входом блока расчета показателя надежности R (11), выход которого соединен с первым входом блока вывода результатов моделирования (12), выход блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9) соединен с вторым входом блока вывода результатов моделирования (12), выход блока расчета неплановых потерь готовности (10) соединен с третьим входом блока расчета показателя надежности R (11).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен возможный вариант построения устройства для моделирования процесса поддержания сложного технического объекта в готовности к применению по назначению, который содержит:

1. блок ввода исходных данных;

2. блок моделирования технического обслуживания;

3. блок определения числа отказов;

4. блок расчета надежности;

5. блок учета наработки элементов;

6. блок учета ресурса элементов СТО;

7. блок учета замен элементов;

8. блок расчета плановых потерь готовности СТО;

9. блок расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания;

10. блок расчета неплановых потерь готовности;

11. блок расчета показателя надежности R;

12. блок вывода результатов моделирования.

Работает устройство для моделирования процесса поддержания сложного технического объекта в готовности к применению по назначению следующим образом: в блок ввода исходных данных, вводят следующие параметры: τi - периодичность низшего вида технического обслуживания; Ki - коэффициенты кратности видов технического обслуживания; М - количество элементов структурной схемы надежности объекта; Cj - массив стоимостей приборов, входящих в структурную схему надежности объекта; СОБj - массив средних затрат на обслуживание приборов; Ni - массив номеров приборов по видам технического обслуживания; τBj - массив средних времен устранения отказов приборов; λj - массив интенсивности потока отказов элементов структурной схемы надежности; τПj - массив средних времен понижения готовности объекта при проверке каждого прибора; ТРЕСj - массив ресурсов приборов; τPj - массив средней наработки приборов при их проверке; ТM - время моделирования; β - ошибка второго рода; КC - коэффициент совмещения проверок. После, в блоке моделирования технического обслуживания происходит определение вида технического обслуживания проводимого в заданный момент времени, и его объема, путем сравнения значений периодичности технического обслуживания со счетчиками времен их проведения, начиная со старшего вида технического обслуживания. В блоке определения числа отказов рассчитывается среднее количество обнаруженных и устраненных отказов элементов структурной схемы надежности, обслуживание которых производится с периодичностью τi(Qi), в соответствии с выражением

где, К - количество элементов СТО, обслуживаемых с периодичностью τi.

Ni - массив номеров приборов по видам технического обслуживания;

λi - массив интенсивности потока отказов элементов структурной схемы надежности;

τi - периодичность проведения низшего вида технического обслуживания.

и элементов структурной схемы надежности, контролируемых непрерывно (Qν) в соответствии с выражением

где, - количество элементов СТО, контролируемых непрерывно;

ТM - время моделирования.

После, в блоке расчета надежности рассчитывается вероятность безотказной работы СТО в процессе подготовки к пуску и пуска ракеты (РCP) в соответствии с выражением

В блоке учета наработки элементов определяется суммарная наработка каждого элемента за время моделирования с учетом всех видов технического обслуживания которым они подвергались. Наработка i-о элемента определяется как

THAPi=NiτPi

где, THAPi - наработка i-о элемента;

τPi - среднее время работы i-о элемента при его проверке.

После, в блоке учета ресурса элементов СТО происходит определение элементов, выработавших ресурс за время моделирования, а также затрат на их замену, в соответствии с правилом

где, THAPi - наработка i - о элемента;

TPECi - назначенный гарантийный ресурс i-о элемента СТО;

m - количество видов технического обслуживания.

определяются номера элементов с истекшим гарантийным ресурсом и производится имитация их замены, на данном шаге моделирования вероятность безотказной работы заменяемого элемента принимается равной Pi=1-β.

При этом в счетчики замененных элементов заносится их количество по соответствующим типам, а счетчики учета ресурса замененных элементов обнуляются. В блоке учета замен элементов рассчитываются затраты на замену отказавших элементов (СOT), в соответствии с выражением

где, Qj - Среднее количество отказов элементов, обслуживание которых производится с периодичностью τJ,

Cj - значение целевой функции при реализации j-o варианта системы планового технического обслуживания;

М - количество элементов структурной схемы надежности объекта.

и затраты, связанные с заменой приборов, выработавших свой ресурс в процессе эксплуатации СТО (СPEC), в соответствии с выражением

где, τППij - продолжительность работы i-о элемента при проведении j-о вида ТО;

TPECi - назначенный гарантийный ресурс i-о элемента СТО;

Nj - количество технического обслуживания j-o вида;

М - количество элементов структурной схемы надежности объекта;

m - количество видов технического обслуживания.

В блоке расчета плановых потерь готовности СТО рассчитывается суммарное время снижения готовности СТО при проведении планового технического обслуживания за время моделирования (ТП) в соответствии с выражением

где, τПi - время понижения готовности СТО, необходимое для проверки i-о элемента;

Nj - количество технического обслуживания j-о вида;

М - количество элементов структурной схемы надежности объекта;

КC - коэффициент совмещения проверок элементов.

В блоке расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания определяются суммарные затраты на проведение всех видов технического обслуживания и замену элементов СТО за время моделирования. При этом затраты на техническое обслуживание, замену отказавших и выработавших ресурсов элементов определяются в соответствии с выражением:

где, Nj - количество технического обслуживания j-o вида.

m - количество видов технического обслуживания;

Кi - количество элементов СТО, контролируемых при i-м виде технического обслуживания;

СOT - затраты на замену отказавших элементов;

СPEC - затраты, связанные с заменой приборов, выработавших свой ресурс в процессе эксплуатации СТО;

CОБi - средние затраты на обслуживание i-o элемента.

В блоке расчета неплановых потерь готовности осуществляется отсчет суммарного времени снижения готовности (ТH), связанного с восстановлением работоспособности объекта, в соответствии с выражением:

где, М - общее количество элементов СТО;

τBj - время, необходимое для устранения отказа j-o элемента СТО.

Qj - Среднее количество отказов элементов, обслуживание которых производится с периодичностью τJ.

В блоке расчета показателя надежности рассчитывается значение показателя надежности в соответствии с выражением:

где, ТH - суммарное время снижения готовности, связанное с восстановлением работоспособности объекта;

ТП - суммарное время снижения готовности СТО при проведении планового технического обслуживания;

ТМ - время моделирования.

R=KБДРCP

где KБД - вероятность нахождения СТО в установленной готовности в техническом состоянии, не создающим ограничений на пуск ракеты к моменту поступления команды на применение;

РCP - вероятность безотказной работы СТО в процессе подготовки к пуску и пуска ракеты.

После чего, с помощью блока вывода результатов моделирования, выводятся рассчитанные значения показателей С, РCP, KБД, R.

При моделировании процесса поддержания СТО в готовности к применению по назначению, введены следующие допущения:

- комплекс «конструктивно устоялся», реализовано большинство заложенных при разработке параметров, характеризующих готовность его к боевому применению, то есть находится на завершающем этапе эксплуатации;

- вероятность безотказной работы каждого i-o элемента непрерывно контролируемой части поддерживается на одном и том же уровне P0i;

- система контроля может неверно определять состояние элемента, то есть ошибка первого рода отлична от нуля;

- накладные ресурсы распределены между затратами на проведение технического обслуживания и затратами на замену отказавших и выработавших ресурс приборов.

Указанная последовательность моделирования процесса поддержания сложного технического объекта в готовности к применению по назначению реализуется следующим образом. При запуске устройства от внешнего источника, не показанного на чертеже, в блок ввода исходных данных (1), вводят следующие параметры: τi - периодичность низшего вида технического обслуживания; Ki - коэффициенты кратности видов технического обслуживания; М - количество элементов структурной схемы надежности объекта; Cj - массив стоимостей приборов, входящих в структурную схему надежности объекта; СОБj - массив средних затрат на обслуживание приборов; Ni - массив номеров приборов по видам технического обслуживания; τBj - массив средних времен устранения отказов приборов; λj - массив интенсивности потока отказов элементов структурной схемы надежности; τПj - массив средних времен понижения готовности объекта при проверке каждого прибора; ТРЕСj - массив ресурсов приборов; τPj - массив средней наработки приборов при их проверке; ТM - время моделирования; β - ошибка второго рода; КС - коэффициент совмещения проверок, q-общее число проверок (контролей) и технического обслуживания элементов вооружения за период ТM. Из блока ввода исходных данных (1) на вход блока моделирования технического обслуживания (2) подаются 16 параметров: τBj; THAPi; ТPECi; m; Kc; τПj Ni СОБjτППij Nj; Qj; Сj; М; Кi; СОБi; q; ТM, а на вход блока определения числа отказов (3) подаются 13 параметров: Сj; М; τППij; ТPECi; Nj; m; К; Ni; λi; τi; ; ТM; τBj. Из блока моделирования ТО (2) на вход блока расчета надежности (4) подаются 2 параметра: q; ТM, а на вход блока учета наработки элементов (5) подаются 12 параметров: М; Kc; τПj; Ni; СOБj; τППij; Nj; Qj; Сj; М; Кi; СОБi, на вход блока учета ресурса элементов СТО (6) подаются 3 параметра: THAPi; ТPECi, m, а на первый вход блока учета замен элементов (7) подаются 2 параметра: τBj; m, из блока определения числа отказов (3) на второй вход блока учета замен элементов (7) подаются 6 параметров: Qj; Сj; τППij; TPECi; Nj; М. Из блока расчета надежности (4) на первый вход блока расчета показателя надежности R (11) подаются 2 параметра: РCP; ТM. Из блока учета наработки элементов (5) на вход блока расчета плановых потерь готовности СТО (8) подаются 4 параметра: М; Kc; τПj; Ni, а на первый вход блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9) подаются 8 параметров: СОБj; τППij; Nj; Qj; Cj; М; Кi; СОБi. Из блока учета ресурса элементов СТО (6) на второй вход блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9) подаются 2 параметра: ТРЕСj; m. Из блока учета замен элементов (7), на третий вход блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9) подаются 2 параметра: СPEC; СOT, а на вход блока расчета неплановых потерь готовности (10) подаются 3 параметра: Qj; М; τBj. Из блока расчета плановых потерь готовности СТО (8) на второй вход блока расчета показателя надежности R (11) подается 1 параметр: ТП. Из блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9) на второй вход блока вывода результатов моделирования (12) падется 1 параметр: С. Из блока расчета неплановых потерь готовности (10) на третий вход блока расчета показателя надежности R (11) подается 1 параметр: ТH. Из блока расчета показателя надежности R (11) на первый вход подаются 2 параметра: РCP; R, после чего результатом работы является расчет 4 параметров: РCP; R; С; КБД, которые подаются на вход блока вывода результатов моделирования (12).

Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей достигается требуемый технический результат - расширение функциональных возможностей за счет расчета значений показателя затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (С); показателя надежности боевого дежурства СТО (КБД); показателя вероятности безотказной работы СТО в процессе подготовки к пуску и пуска ракеты (РСР); показателя системы планового технического обслуживания СТО (R), характеризующих (описывающих) процесс поддержания вооружения в готовности к применению по назначению.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU №1829109 1993 г.

2. RU №2298825 2007 г.

Устройство для моделирования процесса поддержания сложного технического объекта в готовности к применению по назначению, содержащее: регистр, датчик случайных чисел и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок ввода исходных данных; блок моделирования технического обслуживания; блок определения числа отказов; блок расчета надежности; блок учета наработки элементов; блок учета ресурса элементов сложных технических объектов (СТО); блок учета замен элементов; блок расчета плановых потерь готовности СТО; блок расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания; блок расчета неплановых потерь готовности; блок расчета показателя надежности R, при этом выход блока ввода исходных данных (1) соединен со входом блока моделирования технического обслуживания (2) и входом блока определения числа отказов (3), выход блока моделирования технического обслуживания (2) соединен с входом блока расчета надежности (4), входом блока учета наработки элементов (5), входом блока учета ресурса элементов СТО (6) и первым входом блока учета замен элементов (7), выход блока расчета надежности (4) соединен с первым входом блока расчета показателя надежности, эффективности системы планового технического обслуживания ® (11), первый выход блока учета наработки элементов (5) соединен с входом блока расчета плановых потерь готовности СТО (8), а второй выход соединен с первым входом блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9), выход блока учета ресурса элементов СТО (6) соединен с вторым входом блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9), а выход блока определения числа отказов (3) соединен с вторым входом блока учета замен элементов (7), первый выход которого соединен с третьим входом блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9), а второй выход соединен с входом блока расчета неплановых потерь готовности (10), выход блока расчета плановых потерь готовности СТО (8) соединен со вторым входом блока расчета показателя надежности R (11), выход которого соединен с первым входом блока вывода результатов моделирования (12), выход блока расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания (9) соединен с вторым входом блока вывода результатов моделирования (12), выход блока расчета неплановых потерь готовности (10) соединен с третьим входом блока расчета показателя надежности R (11).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к способам контроля, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации, где требуется определять оптимальную периодичность контроля сложных объектов.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для проведения мониторинга при комплексной оценке состояния окружающей среды и ее соответствия установленным нормам.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки данных. Техническим результатом является определение значений плотности и функции распределения вероятностей выходного сигнала.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат − визуализация изображения на устройствах отображения конечных пользователей с меньшим количеством визуально заметных ошибок.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к области сопровождения цели на траектории в обзорных радиолокационных станциях (РЛС). Достигаемый технический результат - разработка вероятностного вычислителя координаты на основе метода наименьших квадратов для усреднения полученных в результате трех последовательных, через равное время, измерениях координаты РЛС.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в получении однородного множества данных, которые используются для получения ситуационных моделей, обеспечивающих возможности прогнозирования и автоматического регулирования производства.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности создания геометрических моделей из первичных и добавленных геометрических объектов, сформированных посредством различных граней.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиосетям передачи данных и речевых сообщений диапазона высоких частот. Технический результат заключается в повышении вероятности правильной селекции ЦП, в условиях априорной неопределенности о их параметрах и структуре, форме кадра управления.

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для моделирования комбинаторных задач при проектировании вычислительных систем. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств.

Изобретение относится к области компьютерной техники и может быть использовано в автоматизированных системах для выполнения комплексных математических операций.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении эффективности сбора пользовательской дополнительной информации.

Изобретение относится к области вычислительной техники для виртуального проектирования изделия одежды для пользователей. Технический результат заключается в повышении точности автоматизированного виртуального проектирования изделия одежды для пользователей с последующим выводом результата пользователю при обеспечении определения погрешностей и корректировки определенных погрешностей параметрических данных на основании заранее сохраненного множества данных готовых изделий одежды и алгоритмов расчета параметрических данных.

Изобретение относится к обработке данных. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения системы управления открывающимися элементами транспортного средства и способу управления открывающимися элементами транспортного средства.

Изобретение относится к автоматизированной системе безопасности. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к области обработки данных. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к обработки данных. Технический результат заключается в расширении арсенала.
Изобретение относится к бортовому радиоэлектронному оборудованию летательных аппаратов и предназначено для проведения подготовки неуправляемых авиационных средств поражения к применению.

Изобретение относится к бортовому оборудованию летательных аппаратов и предназначено для управления подготовкой и применением авиационных средств поражения. Система содержит интегрированный контроллер автономной работы, мультиплексный канал информационного обмена, одноканальные блоки исполнительные, линии передачи аналоговых сигналов и разовых команд, первый блок распределения и преобразования информации, мультиплексный канал передачи данных в авиационные средства поражения, дополнительно введены многоканальные блоки исполнительные, второй блок распределения и преобразования информации, блок монтажный, пульт автономной работы, пульт наземной подготовки.

Изобретение относится к средствам моделирования процесса поддержания работы сложного технического объекта. Технический результат заключается в расширении арсенала средств моделирования. Устройство содержит: блок ввода исходных данных; блок моделирования технического обслуживания; блок определения числа отказов; блок расчета надежности; блок учета наработки элементов; блок учета ресурса элементов СТО; блок учета замен элементов; блок расчета плановых потерь готовности СТО; блок расчета затрат на реализацию системы планового технического обслуживания; блок расчета неплановых потерь готовности; блок расчета показателя надежности R. 1 ил.

Наверх