Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 14066 4 6 07 С 3/08 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕПЬСТВУ А ВТОРСКОМУ ство для опреде контроля и тех делия содержи масштабирован разователь 3, и тор 5, первый сумматор 7, вт тий сумматор блок 11 умнож регистры, перв элемент ИЛИ чисел, распред ния, второй эле падения и три фекп, который ся в том, что ровать непрои циченного ресу ного, с учетом роля, определе технического о 1 ил. озик и А. И. Ф РЕДЕЛЕНИЯ КОНТРОЛЯ ИВАНИЯ ИЗавтоматике ет быть исниях и техх периодов ивания изется повыва. УстройМАЙ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОП ОПТИМАЛЪНОГО ПЕРИОДА И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к и вычислительной технике и мож пользовано в научных исследова нике для выявления оптимальны контроля и технического обслуж делия. Целью изобретения явпя шение точности работы устройст ления оптимального периода нического обслуживания изт датчик 1 времени, блок 2 ия, функциональный преобнтегратор 4, первый сумма- блок 6 умножения, второй орой блок 8 умножения, тре, блок 1 О деления, третий ения, первый 12 и второй 13 ый элемент НЕ 14, ключ 15, 16, генератор 17 случайных елитель 18, блок 19 сравнемент НЕ 20, элемент 21 совггер 22. Положительныи эфдает устройство, заключаетоно позволяет систематизизводительный расход огра. рса изделия путем более точнеидеальности системы контния оптимального периода бслуживания этого изделия.1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в научных исследованиях и тех. нике, где требуется находить оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделия.Целью изобретения является повышение точности работы устройства.,1 ля описания работы устройства вволятся слелуюшие определения.Время жизни - Т- время, в течение которого изделие выполняет целевое назначение ири условии его абсолютной надежности При этом ресурс расходуется только на целевое функционирование изде. лия.Время иочезного функционирования Т - время жизни, уменыиенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполнить целевое назначение из-за отказа или технического обслуживания, Г)границеиный ресурс расходуется в этом случае на целевое функционирование, на функционирование изделия в состоянии отказа и на техническое обслуживание. Так как момент наступления отказа в изделии случаен, то время полезного функционирования в обшем случае является случайной величинойЕсли же проводить техническое обслуживание излелия, то время, в течение ко. торого оно можт полезно функционировать, будет соответствовать времени полезного функционирования изделия до отказа.Повышение числа сеансов контроля и технического обслуживания увеличивает время полезного функционирования изделия за счет устранения отказов, но, с другой стороны, повышается непроизводительный расход ресурсов на техническое обслуживание, что сокрагцает ресурсы на целевое функционирование. Отсюда следует, что существует некоторый оптимальный период между техническими обслуживаниями, доставляюгций минимум непроизводительного расхода ограниченного ресурса изделия. При этом надо учитывать тот факт, что в реальных условиях механические, электрические и т. и. воздействия (стрессы) при контроле могут ускорить наступление отказа, т. е. ухудшить качество изделия или даже разрушить его, и, в конечном итоге, сократить время полезного функционирования Тф. Это влияние сеансов контроля (проверок) на интенсивность отказов носит случайный характер и выражается в простом изменении масштаба времени функционирования на каждом интервале между проверками. Для учета этого влияния введем масштабный коэффициент 6 ) .Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса Р В режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделия в среднем расходует в единицу времени С единиц ресурсов, Если в ре зультате каждого сеанса контроля и технического обслуживания изделия расходуется д единиц ресурсов, то уравнение баланса по ресурсу записывается следуюшим образом:5(4) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 где тпериод между техническими обслуживаниями;%число сеансов контроля и технического обслуживания изделия. Из уравнения баланса можно найтиТак как момент наступления отказа в изделии случаен, то, используя плотность распределения времени безотказной работы Р, можно записать выражение для величины среднего непроизводительного расхода ограниченного ресурса, которое имеет вид Ср = А + С(Г)т )Р(1)Й 1),Задача обоснования периода техничес. кого обслуживания изделия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса запишется, если найти такой период т, ири котором 11 редлагаемая математическая модель позволяет найти оптимальный период технического обслуживания изделия и может быть легко реализована апиаратурно.На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 масштабирования, функциональный преобразователь 3, интегратор 4, первый сумматор 5, первый блок 6 умножения, второй сумматор 7, второй блок 8 умножения, третий сумматор 9, блок 10 деления, третий блок 11 умножения, первый 12 и второй 13 регистры, первый элемент НЕ 14, ключ 15, элемеиг ИЛИ 16, генератор 17 случайных чисел, распределитель 18, блок 19 сравнения, второй элемент НЕ 20, элемент 21 совпадения и триггер 22.Функциональный преобразователь 3 реализует функцию Р (1) =ехр ( - И), а ключ 15 имеет нормально замкнутые контакты.Перед началом работы устройства необходимо проводить настройку генератора 16 случайных чисел по числу состояний, которое не превышает максимального числа сеансов контроля, задаваемого запасом ограниченного ресурса. Распределитель 18 рассчитан на максимальное число состояний, обусловленное максимальным запасом ресурса. Триггер 22 находится в нулевом состоянии, ключ 5 замкнут, так как на его втором (управляющем) входе отсутствует сигнал.1406616 5055 3Датчик 1 времени задает на каждом шаге приращение времени, определяющее точность нахождения оптимального периодаконтроля и технического обслуживания. Прикаждом очередном значении т,=т,+Лт=1, 2, , в блоке 2 масштабирования производится замыкание контакта реле, соответствующего выбранному с помощью распределителя 18 случайному числу, выдаваемому генератором 17 случайных чисел, вследствие чего к первому выходу блока 2 подключается резистор, сопротивление которого пропорционально выбранному масштабному коэффициенту. В результате этогона выходе блока 2 мы имеем произведение О,т,. Затем функциональный преобразователь 3 формирует функцию Р(1) =С ,которая записывается в интегратор 4, глеинтегрируется на интервале О, й,т,. Синтегратора 4 сигнал, соответствующийв, ,.Р(1)Ж, поступает на первый вход перового сумматора 5. На второй вход этого сумматора поступает сигнал с блока 2 масштабирования, и на выходе сумматора 5 фор 9м и руется разность ( О т, =Р) сй, котоорая поступает на второй вход второго блока 8 умножения. На первый вход блока 8 умножения подается параметр С, определяющий расход ресурса в среднем в единицу времени в режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделия. Результатедумножения С(йт,.Р(Ж) записываетсяона первый вход второго сумматора 7. На второй вход второго сумматора 7 поступаетпараметр д, определяющий расход ресурсана техническое обслуживание. Результат6, 1;суммирования д + С(й,.т,РЖ зааписывается на первый вход первого блока 6 умножения. В то же самое время сигнал с блока 2 поступает на второй вход блока 11 умно. жения. На первый вход этого блока подается параметр С. Результат произведения параметра С на время, полученное в блоке 2 масштабирования, суммируется в третьем сумматоре 9 с параметром д и поступает на блок 10 деления, где реализуется операция Р/(+СИ,т,). Результат с блока 1 О деления подается на второй вход первого блока 6 умножения. При этом, так как сигналы на входы блока 6 могут поступать не одновременно, то между блоками 6 и 10 может быть установлен в случае необходимости элемент задержки (не показан). С вы. хода этого блока умножения сигнал, соответствующий среднему непроизводительно. му расходу ресурса С р ири заданном знаении тпосылается на вход первого ре 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 гистра 2 и на второй вход блока 9 сравнения.В исходном состоянии перед началом работы устройства оба его регистра и триггер 22 переводятся в нулевое состояние.В последующем ири передаче информации с первого регистра 12 памяти на второй ранее записанная на втором регистре 13 информация уничтожается, а сигнал с него поступает на генератор7 случайных чисел, при этом генератор 7 срабатывает и сигнал с него поступает через распределитель 18 на блок 2 масштабирования и вход триггера 22. Выбор первого случайного числа (масптабного коэффициента) в момент запуска устройства, когда в регистрах 2 и 13 отсутствует информация, обеспечивает нали. чие в устройстве первого элемента НЕ 14, на выходе которого появляется сигнал, иоступакщий через вход элемента ИЛИ 16 на вход генератора 17 случайных чисел. При этом отсутствие сигнала на входе триггера 22 обеспечивает замкнутое состояние ключа 16 с нормально замкнутыми контактами и прохождение сигнала с выхода элемента НЕ 14 на вход элемента ИЛИ 16. В лальнейшем наличие сигнала на выходе регистра 13, обусловленное очередным изменением в нем информации, обеспечивает выбор очередного случайного числа через другой вход элемента ИЛИ 16. При этом первый элемент НЕ 14 отключен. от входа элемиа ИЛИ 6 разомкнутыми контактами ключа5. Последний срабатывает после первого переключения триггера 22, вызванного появлением первого импульса на выходе ге. нератора 17. В блоке 19 сравнения после очерлной выдачи сигнала датчиком 1 времени сраннивакгся между собой лве величи. ны 5 и С;олна нз которых соответствуз текущему значеник та другая предшествующему т, . Если в результате такого сравнения окажется, что С , 1)С г то с выхода блока 19 сравнения выдается управляющий сигнал датчику 1 времени на выдачу очередного значения произведения й т,. В противном случае, т. е. ири С. г(С (, такой сигнал проходит с выхода второго элемента НЕ 20 на разрешакщий вход схемы 21 совпадения и значение ироизвеления Й,- т соответствующес оптимальному иериолу обслуживания изделия тф, с выхола блока 2 масштабирования поступает на выхол устройства. Работа устройства на этом закаичиватся. Положительный эффект, который лает устройство, заключается в том, что оно позволяет систематизирова 1 ь нс производительный расхол ограниченного ресурса излелия путем более точного, с учетом неилеальности системы контроля, определения оптимального периода тхнического обслуживания этого изделия. Любое отклонение от оптимального периода обслуживания влечет за собой увеличение среднего непроизводи.тельно(О расхола Ограниченн(ио ресхрсаизделия.Оирелелени ц(Тима.1 ьного периода тех 1 и ч(.с кц и) ц (х(у м и В 1 1 и 51 и:5,1 е 1 и й с 1(е) ьюхх 1 еньиСни 51 неир(и (Влит(х)ьнцО рв)схц,1 аОравич,н нц(ц рссу р(ч я В,1 я(. Г.51 11 ктуал ьнцй.(,(и(. х) 11 и Р;. х с,(ии 11, 11);ни и нного рссх рс;(,ц,. 5 1 )л иф ф . кц Г 1) 11 с 1( 1) с 1 11 51цц.;Сти ирим( ненни, г) кцн(х(и.че(кии 1(1 гк( Ф 5) Счет ис(О,).5 Ц 15( Н И и 1 Р (, 1)11 Е Х(Ц Г Ц Х СР Ц И ( Г В (и(и л( 15(е( я цииен)и и.Ф ==.ФГ ) -1-(: 1 х снрцйсгги лля цирг;илсния О(1 тимагь- НЦГЦ НЕРИО,(1 КОНРЦ,и И 1 ЕХНИЧЕСКОЦ Ц(- служивания и ле,)ия, сцлерма(Нее латчик времени, функ(1 ицна,(ьный преобразователь, Выход кцтцрцп) сцелинен через интегратор с первым Вхц;1 цх 1 Сргн)гц сумматора, первым вхц;ич хсчрцйсгва 515)15)ея В.,од блока деления, Выход кцгцрцп ицлклк)чен к первому ВХ.1 У ИЕРВЦГ ЛК ХМ 1ЖСНИЯ, ВЫ ХОЛ КОТО- рого ицдк,нчен к иере)му Входу блока сравнения и к Вхц.(у первого рг(исгра, Выход котсрого через второй регистр соединен с вторым входом б.н)ка сравнения, выход которого под.клк)чен к входу датчика времени, выход первого сумматора соединен с первым входом ВГрц(ц блока умножения, выход которицлклн)чен к первому входу второго сух(м;Ора, выход которого соединен с вторым 1(ходом первого блока умножения, вторым вхцлцм устройства являются объели- Не ННЬИ ВтОРОй ВХОЛ ЬЧОРОГО СУММатОРа И Орв(й Вход гр(тьего сумматора, выход кото)огц соединен с Вторым входом блока (еления, третьим Вхоло)1 устройства являнгся Обье)(иг(енные 15 тцрцй вход второго бло к; Ухнцжения и первый вход третьего блока умножения, выход которого подключен к вто.И)му Вхолу третьего (умматора, элемент сов.1 1 лс н и 51, ц г,)й ч Г 1 к) г(4 ее(хяе и, чО, с цел ъю новьшения пчности рабцть(, в него введены лемГнты 1.1 Е, клк)1. .емсн 1 И 1 И, генертцр с,(учайны.х чисе.), распределитель и 20 три; (р ыхцд второго регистра соелинен с1 Срвым 15 хцлох( лемента И,1 И и через пер(ыи , (.м.н111 с 11 ервь)м е)холом ключа, Выход которого полк,ючсн к Второму входу (ем. и г;1 И 1 И, Выхц 1 которого соединен п р(5 Ген(ратцр случайных чисел с входом ;)Сирсле,1 Гс,я и с входом триггера, выход кцОрцгц Олк,Н)чен к Втцрцмх входу ключа, Вь)хц.(Сирелелителя соединен с иервым Вхц,(цм блоки масштабирования, выход которо; ; 1, к )с и к иервомх Входу элемента сцв 1:1,(Ния, Входу фхнкиицнального преобразцва(сля, Второму входу первого сумматора и Втцрцму Вхолх третьего блока умнокения, Выход датчика Вргм(.ни соединен с Вторы л) Вхочцм олока масштабирования, вы;од цлцка сранения через второй элемент 111. ш),1 к,ючен к второму входу элемента сц(5 иал(ния, Выход которого является выхцлцм устройства.