Устройство для определения оптимального периода технического состояния изделия

,ю 1 Ф 1 В ЪФа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1536415, кл. 0 07 С 3/08, 1988.Авторское свидетельство СССР М 1688266, кл, 6 07 С 3/08, 1989,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к контрольным устройствам, и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять оптимальный период проведения технического обслуживания и вероятность безотказной работы изделия на ограниченном ресурсе (заданном времени активного функционирования изделия, Целью устройства является расширение области применения устройства. Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, усилитель 3, интегратор 4, блоки 5 и 9 деления, компараторы 6 и 19, элементы 7, 10, 11, 21 и 22 памяти, ключи 8, 12 и 15, сумматор 13, блок 14 умножения, триггер 16, генератор 17 линейно изменяющегося на- пряжения, мультивибратор 18, элемент И 20, дифференцирующий элемент 22 и инвертор 24. 1 ил.(2) 55 В процессе эксплуатации изделия подвергаются техническому обслуживанию (ТО) с целью поддержания их в работоспособном состоянии.Одной из основных количественных характеристик ТО является период обслуживания, значение которого целесообразно находить из соображения требуемой готовности изделия к применению по назначению.Важнейшей характеристикой готовности изделия является коэффициент готовно сти, который в общем случае можетопределяться по формуле 10где Тс - заданное время функционированияизделия;Тф - среднее время работоспособногосостояния изделия на интервале Тс.15 Для многих изделий характерным является то, что возникающие в них отказы обнаруживаются и устраняются во времятехнического обслуживания. Состояние изделия в результате ТО обновляется.20 Значение коэффициента готовности существенно зависит от периода ТО и от интенсивности отказов, Существует широкийкласс изделий с возрастающей функциейЛ ( 1 ) интенсивности отказов. Кроме того,25 время обслуживания изделия зависит от периода ТО. Увеличение интервала временимежду ТО ухудшает состояние изделия, Несвоевременное устранение одних отказовможет привести к появлению новых откаЗ 0 зов, что требует увеличения времени диагностического контроля и восстановленияработоспособности изделия,В связи с этим изменение коэффициента готовности К, будем рассматривать в ус 35 ловиях изменения как интенсивностиотказов Л, так и периода г обслуживанияизделия, Исследования показывают, чтофункция Кг(Лг) есть монотонно убывающаяфункция. Для таких изделий период ТО при 40 нято находить, исходя из требуемого значения Кгщ коэффициента готовности, т. е,г = дг 9 Кг(Лт) - Кг" ,По заданному времени Тс функционирования (ограниченному ресурсу) изделия45 можно записать баллансовое соотношениеследующего вида: 50 где й. - число сеансов ТО на ресурсе Тс,гф - среднее время работоспособногосостояния изделия на период т обслуживания; тф =р(т)бт; (3)ор(1) = ехр(-,/ Л(х)бт (4)о(5) Хобс = КХ, (6) Х Р(т)бт о 7) оступает на вх Задач ющего фун емой гота виде 3С) (8) сигнала тф ваго блока 5 деления, Датчик 1 представляет собой генератор линейно изменяющегося напряжения, на выходе которого генерируется сигнал Оеых(с) = 1. Этот сигнал поступает на вход первого элемента 7 памяти и через усилитель 3, коэффициент усиления блоков 9 деления, Значение сигнаЛа й(т) = Тс/(Х+ К Х) С ВЫХОда ВтсрОГО бЛОКа 9 деления поступает на вход второго элемента 10 памяти, Значение сигнала Кф) = :сф/(х +К х) с выхода первого блока 5 деления поступает на вход первого компаратора 6, где сравнивается с установочным значением Кг, Как только, в момент времени 1 о, К(с) = К(со) станет КГ, на выходе первогозкомпаратора 6 появится сигнал, свидетельствующий о том, что найден оптимальный период обслуживания изделия, Сигнал с выхода первого компаратора 6 поступает на входы ГЛИН 17, мул ьтивибратора 18, первого ключа 8 и элементов памяти 7, 10 и 11. По фронту управляющего сигнала с выхода первого компаратора 6 в элементах памяти 7, 10 и 11 запоминается значение сигнала, которое было у них на входе в момент времени со. Значение сигнала г= то, соответствующее периоду ТО, обеспечивающему функционирование изделия с требуемой готовностью, с выхода первого элемента 7 памяти через открытый ключ 8 поступает на В процессеизделия важнымхарактеристикиной работы издефункционированности можно выч 35 40 45 50 55 ени, гра- комти, то лок 16, ряесть вероятность безотказной работыизделия; Хо - СрЕдНЕЕ ВрЕМя НаХОждЕНИя ИэдЕлия в состоянии отказа на интервале Среднее время Тф работоспособного СОСтсяния иэдЕлИя За врЕмя Тс будЕт й Хф. ВРЕМЯ ОбСЛУжИВаНИЯ Хобс ИЗДЕЛИЯ ЯВЛЯЕТСЯ функцией периода обслуживания и может быть представлено соотношением где К - коэффициент пропорциональности.В связи с этим выражение (1) приобретает вид поиска периода ТО, обеспечивационирование изделия с требуости, перепишем в следующем разработки и эксплуатацииявляется значение такой как вероятность безотказлия за заданное Тс время ия. Значение этой вероятислить по формуле= Р(ХА (9) и ри этом число сеансов М будем вычислять,пользуясь соотношением (2) с учетом найденного х+ периода ТО, т. е,Тс (10)Х+ КХ"Сущность изобретения поясняется чертежом,Устройство содержит датчик 1 времблок 2 нелинейности, усилитель 3, интетор 4, первый блок 5 деления, первыйпаратор 6, первый элемент 7 памяпервый ключ 8, второй блок 9 деления,рой элемент 10 памяти, третий элементпамяти, второй ключ 12, сумматор 13, б14 умножения, третий ключ 15, триггергенератор линейно изменяющегося нап 5 10 15 20 25 жения (ГЛИН) 17, мультивибратор 18, второй компаратор 19, элемент И 20, четвертый элемент 2 памяти, пятый элемент 22 памяти, дифференцирующий элемент 23 и инвертор 24.Устройство работает следующим образом,При поступлении сигнала "Пуск" с третьего входа устройства триггер 16 переводится в единичное состояние. Управляющий единичный сигнал с выхода триггера 16 поступает на входы второго ключа 12, блока 2 нелинейности и таймера 1, запуская в работу два последних одновременно (синхронно). С первого входа устройства на вход второго блока деления 9 поступает значение параметра Тс, с второго входа устройства на вход блока 2 нелинейности поступает значение параметра х(т), с четвертого входа устройства на вход второго ключа 12 поступает сигнал, равный единице, На выходе блока 2 нелинейности формируется сигнал Р(с) = ехр(- (х)сх, который подотретьего элтегратора 4 емента 11 памяти в на вход ин, с выхода которого значение / Р(х)ох поступает на вход пер5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 первый выход устройства. На выходе третьего элемента 11 памяти будет значение сигнала Р(г") = Р(то), которое поступает на второй вход блока умножения 14. Сигнал М = Щ 1 о), соответствующий числу сеансов ТО на ресурсе Тс, с выхода второго элемента 10 памяти поступает на первый вход второго компаратора 19, По сигналу с выхода первого компаратора 6 одновременно включаются мультивибратор 18 и ГЛИН 17, на выходе которого генерируется сигйал Овых(1) = Ы где- постоянный коэффициент. Этот сигнал поступает на второй вхбд второго компаратора 19, Во втором компараторе 19 сравниваются между собой два сигнала й и 1 л. Пока йК на выходе второго компаратора 19 будет единичный сигнал, который поступает на первый вход элемента И 20 и через инвертор 24 - на вход третьего ключа 15. Мультивибратор 18 генерирует импульсы с периодом, равным 1/, или импульсов в единицу времени. Как только,в момент времени 1, ИстанетМ, на выходе второго компаратора 19 появится нулевой сигнал. За время т с выхода элемента И 20 на управляющий вход четвертого элемента 21 памяти и на вход дифференцирующего элемента 23 поступит й импульсов, Вычисление величины Р осуществляется следующим образом. В четвертом элементе 21 памяти используется нормально замкнутый ключ (не показан), а на пятом элементе 22 памяги иСпользуется нормально разомкнутый ключ (не показан), В исходном состоянии (до поступления первого импульса с выхода элемента И 20) на выходе пятого элемента 22 памяти будет нулевой сигнал, на выходе второго ключа 12 и на выходе сумматора 13 будет сигнал, равный единице, на выходе блока умножения 14 ина выходе четвертого элемента 21 памяти будет .сигнал Р(т+). Четвертый элемент 21 памяти находится в открытом состоянии, а пятый элемент 22 памяти находится в закрытом состоянии, При поступлении первого импульса с выхода элемента И 20 происходит следующее. По фронту этого импульса закрывается четвертый элемент 21 памяти, затем на некоторое время (определяется параметрами дифференцирующего элемента 23) открывается пятый элемент 22 памяти и значение Р( т) с выхода четвертого элемента 21 памяти переписывается на выход пятого элемента 22 памяти. По сигналу с выхода дифференцирующего блока 23 триггер 16 переводится в нулевое состояние и закрывает второй ключ 12, В результате на выходе сумматора 13 будет сигнал Р( т+), а на выходе блока 14 перемножения будет сигнал Р(г")2. По спаду импульса с выхода элемента И 20 открывается четвертый элемент 21 памяти и на его выходе будет сигнал Р(т+2. Схема готова к принятию очередного импульса с выхода элемента И 20, Дифференцирующий блок 23 нужен для того, чтобыпятый элемент 22 памяти открылся чуть позже, чем закроется четвертый элемент 21 памяти, и закрылся раньше, чем откроется четвертый элемент 21 памяти, После поступления й-го импульса с выхода элемента И 20 на выходе пятого элемента .Д памяти будет значение сигнала Р = Р(тф иоткроется третий ключ 15 сигналом с первогоинвертора 24. В результате значение Р вероятности безотказной работы изделия за заданное время Тс с выхода третьего ключа 15 поступит на второй выход устройства. На этом работа устройства заканчивается.Формула изобретенияУстройство для определения оптимального периода технического состояния изделия, содержащее датчик времени, блок нелинейности, выход которого соединен с вхОдом интегратора, выход которого подключеннк первому входу первого блока деления, выход которого соединен с входом первого компаратора, выход сумматора подключен к первому входу блока умножения, первые входы первого ключа, первого, второго и третьего элементов памяти объединены, выход первого элемента памяти соединен с вторым входом первого ключа, выход которого является первым выходом устройства, второй ключ и выход третьего ключа являются вторым выходом устройст- ва, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства с учетом коэффициента готовности не ниже заданного, в него введены четвертый и пятый элементы памяти, дифференцирующий элемент, первый инвертор, элемент И, вторОй компаратор, генератор линейно изменяющегося напряжения, мультивибратор и триггер, первый вход которого является третьим входом устройства, а выход соединен с входом таймера и первым входом второго ключа, второй вход которого является четвертым входом устройства, а выход соединен с первым входом сумматора, выходдатчика времени подключен к второму входу первого элемента памяти и через усилитель к второму входу первого блока деления и первому входу второго блока деления, первый вход которого является первым входом устройства, а выход соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход которого подключен к первому входу второго компаратора, выход которого соединен с1767510 10 20 25 30 35 40 45 50 Составитель Н,БагановаТехред М,Моргентал Корректор Л,филь Редактор Л.Волкова Заказ 3549 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 входом инвертсоа, выход которого подключен к первому .ходу третьего ключа, и с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента памяти и входу дифференцирующего элемента, выход которого соединен с вторым входом триггера и первым входом пятого элемента памяти, выход которого подключен к второму входу ключа и второму входу сумматора, второй вход блока нелинейности является вторым входом устройства, а выход соединен с вторым входом третьего элемента памяти, выход кэторого подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента памяти, выход 5 которого подключен к второму входу пятогоэлемента памяти, выход первого компаратора соединен с первым входом первого ключа и входами генератора линейно изменяющегося напряжения и мультивиб ратора, выходы двух последних подключенык вторым входам соответственно второо компаратора и элемента И.