Устройство для определения рентабельности изделий

(56) 1. Авторское свидетель р9 798927, кл. 6 07 С 3/08,2. Авторское свидетельстпо заявке У 2892053718-24,0(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯРЕНТАБЕЛЬНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, содержащеепервый блок умножения, первый вход=которого является первым ,входомустройства, выход первого блока умножения соединен с первым входомпервого сумматора, второй вход ко"торого является вторым входом уст"ройства, выход первого сумматорасоединен с первым входом первогоблока деления, второй вход которогоявляется третьим входом устройства,выход первого блока деления соединен с первым входом второго блокаумножения и через последовательносоединенные третий и четвертый регистры с первым входом первого элемента И, выход которого подключенк первому входу третьего блока умножения, выход третьего блока умножения соединен с первым входом регисратора и с первым входом второгосумматора, первый выход датчика вре"мени через последовательно соединенные блок нелинейности и интеграторсоединен со вторым входом второго .блока умножения, выход которого .,подключен к первому входу блока сраэ"нения и через последовательно .соединенные первый и второй регистрык первому входу второго элемента Ии ко второму входу блока сравнения,первый выход которого соединен совходом датчика времени, второй выход подключен ко вторым входам пер"вого, второго и третьего элеменство ССС1978.во СССР9.09,80 щсВ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ тов И, второй выход датчика времени соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу третьего блока умножения и ко второму входу регистратора, выход второго элемента И соединен с третьим входом регистратора и со вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к четвертому входу регистратора, отличающееся тем, что, с целью расширенияобласти применения путем определения средней удельной прибыли изделий, в него введены второй блок деления, четвертый, пятый и шестой блоки умножения, третий и четвертый сумматоры, первый вход третьего сумматора соединен со вторым входом второго блока умно" жения, с выходом интегратора и с первым входом четвертого блока умножения, его второй вход подключен к первому выходу датчика времени, а выход - ко второму входу первого блока умножения, второй вход чет- вертого блока умножения является четвертым входом устройства, а его выход соединен с. третьим входом первого сумматора, первый выход пятого блока умножения подключен к вы ходу второго, элемента И, его второй т- вход является пятым входом устройства, а его выход соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к выходу шестого блока умножения, выход четвертого сумматора соединен , с первым входом второго блока деления и пятым входом регистратора,второй вход второго блока деления подключен к выходу третьего блока умножения, а его выход соединен с шестым входом регистратора, первый вход шестого блока умножения подключен к выходу второго сумматора, его второй вход является шестым входом устройства.Ф.Изобретение относится к устройст вам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить удельную прибыль, получаемую от эксплуатации изделия за единицу времени его активного существования, и доход, ожидаемый от эксплуатации за время его активного существования.При. эксплуатации иэделий много кратного использования большое значение имеет оценка их экономичности. Качество таких иэделий целесообразно во многих случаях оценивать показателем, выражающим стоимостную 15 прибыль, получаемую при эксплуатации исследуемого иэделия.Известно устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия (,1 3Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для учета и контроля времени оптимального периода технического обслуживания, содержащее 25 датчик времени, блок нелинейности, интегратор, три блока умножения, два сумматора, блок деления, три элемента совпадения, четыре регистра, блок сравнения и регистратор, которое позволяет определить оптимальный период технического обслуживания изделия и время функционирования в различных, режимах Г 21.35Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет определить среднюю удельную прибыль, получаемую от изделия за единицу времени его активного существования, 4 ОЦель изобретения - расширение области применения путем определения средней удельной прибыли изделия.Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый блок 45 умножения, первый. вход которогоявляется первым входом устройства, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сумматора, нторой вход которого является вторымвходом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого является третьим входом устройства, выход перного блока деления соединен с первым входом второго 55 блока умножения и через последовательно соединенные третий и четвертый регистры с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего блока умноже ния, выход третьего блока умножения соединен с первым входом -регистратора и с первым нходом второго сумматора, первый, выход датчика времени через последовательно соединенные блок нелинейности и интегратор соединен со вторым входом второго блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и через последовательно соединенные первый и второй регистры к первому входу второго элемента И и ко второму входу блока сравнения, первый выход которого соединен со входом датчика времени,второй выход подключен ко вторым входам первого, второго и третьего элементов И, второй выход датчика времени соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу третьего блока умножения и ко второму входу регистратора, выход второго элемента И соединен с третьим входом регистратора и со вторым входом нторого сумматора, выход которого подключен к четвертому входу регистратора, введены второй блок деления, четвертый, пятый и шестой блоки умножения, третий и четвертый сумматоры, первый вход третьего сумматора соединен со вторым входом второго блока умножения, с выходом интегратора и с первым входом четвертого блока умножения, его второй вход подключен к первому выходу датчика времени, а выход - ко Второму входу первого блока умножения, второй вход четвертого блока ум" ножения является четвертым входом устройства, а его выход соединен с третьим входом первого сумматора, первый вход пятого блока умножения подключен к выходу второго элемента И, его второй вход является пятым нходом устройства, а его выход соединен с перным входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к выходу шестого блока умножения, выход четнертого сумматора соединен с первым входом второго бло" ка.деления и пятым входом регистратора, второй вход второго блока деления подключен к выходу третьего блока умножения, а его выход соединен с шестым входом регистратора, первый вход шестого блока умножения подключен к выходу второго сумматора, а его второй вход является шестым нходом устройства.Все материальные объекты (изделия) обладают ограниченным ресурсом работы, который они расходуют в процессе функционирования, Считаем, что изделие прекращает целевое функционирование, когда у него израсходуется ресурс или поступает отказ.Под отказом будем понимать событие, с появлением которого параметр состояния изделия выходит за допустимый предел и иэделие не может выполнить поставленной перед ним за" дачи (не выполняет целевое назначение).1080129 Пусть время жизни Т есть время, в течение которого изделие выполняет целевое назначение прн условии его абсолютной надежности, При этом ресурс расходуется только на целевое функционирование.Время активного существования Т - это время, в течение которого изделие выполняет не только целевое назначение (функционирует полезно),но и находится в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания. При этом ресурс расходуется как на полезное Функционирование, так и на его функционирование в состоянии отказа и в состоянии технического обслуживания.Время полезного функционирования изделия Тресть время активного существования, уменьшенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполнить целевое назначение из-за отказа или технического обслуживания. Ограниченный. ресурс расходуется в этом случае на целевое Функционирование, на Функ" ционирование изделия в состоянии отказа и в состоянии технического обслуживания.Время, в течение которого изделие не способно выполнить целевое назначение из-за отказа, называется временем отказа То.Так как момент поступления отказа в изделии случаен, то время полезного Функционирования является случайной величиной. 35Увеличить время полезного функционирования можно путем увелич запаса ограниченного ресурса, п шением надежности изделия и органиэацией рационального технического 40 обслуживания изделия. При этом важной задачей является определение сроков контроля и технического обслу- живания. если не проводить технического обслуживания, то время, в 45 течение которого иэделие может по-: лезно Функционировать, соответствует времени полезного функционирования изделия до отказа. Повышение числа сеансов контроля и те 3 снического обслуживания увеличивает время полезного функционирования з счет устранения отказов, но при эт повышает расход ресурса на техническое обслуживание, что сокращает ресурс на целевое функционирование:. Поэтому, существует некоторый оптимальный период между техническими обслуживаниями, обеспечивающий максимум времени полезного функционирования изделия. Задача обоснова нического обслужив критерию максимума ожидания времени по нирования формулиру разом: найти такой котором я периода техия изделия по атематического еэного Функци тся следующим период+, прищф ения овыТф 1 )= Р(С) ДС Р(С) С+С иными оп го сущес ажением с ввактится В соответств лениями, вре вания,опредеТ=Мь и ааетй. един Пусть изделие облад ограниченного ресурса полезного Функциониро в среднем расходует в ни Сн единиц ресурса, в состоянии отказа в среднем Со единиц ресурса, в результате каждого сеанса контроля и технического обслуживания в ,д единиц ресурса.Для определения искомых величиниспользуем уравнение баланса. Оно связывает с одной стороны запас ограниченного ресурса, а с другой расходы его в различных режимах функ.10 ционирования йзделия и может бытьзаписано в виде"(Сн "ф+ Со"о+И =где 7 ф - время, в течение которого 15 изделие полезно функционирует; То - время, в течение которого иэделие находится в состоя" нии откаэа 1 20 й - число сеансов. контроля итехнического обслуживания. Из уравнения баланса находим: 9=Сн р о ф Так как момент поступления отказа в изделии случаен, то, используя вероятность безотказной работы Р, можно определить среднее время полезного функционирования иэделия иэ выражениягР = Р(С)сН, . тогда=- Р(ЦсИ ли ТР +50 сСт +Ст+нф ооа время отказа Т, =Т -Т.Зная величины Т , Тф и То, можноопределить один из экономических55 показателей качества функционирования изделия, какими являются средняя удельная прибыль за единицу времени активного существования и доход от изделия эа время активного 60 существования.Будем считать, что полезноефункционирование иэделия в течениеединицы времени дает положительнуюприбыль д", а при Функционированииизделия в состоянии отказа, контроля и технического, обслуживания втечение единицы времени теряетсястоимость 6. Тогда общая прибыльза время функционирования иэделияТфд, общие стоимостные потери завремя функционирования изделия в 5состоянии,отказа, контроля и технического обслуживания Т 9 , доходот использования изделия за всевремя его активного существованияП = Тфд" - Т. О, а средняя удельная 10оприбыль эа единицу времени активного существования определяется вы 15Данная математическая модельопределения оптимального периодаконтроля и технического обслуживанияи искомых экономических показателейфункционирования изделия с учетомразличия расхода ресурса в различныхрежимах реализуется в предлагаемомустройстве.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства. 25Устройство содержит датчик 1времени, задающий интервалы временимежду очередными техническими обслуживаниями изделия, причем каждый последующий интервал увеличивается относительно предыдущего на величинуА , блок 2 нелинейности, реализующий функцию Р(С) - вероятность безотказной работы изделия на интервале О,Ф 3, интегратор 3, интегрирующий функцию Р(С), второй блок 4умножения, первый блок 5 деления,первый блок б умножения, первый сумматор 7, первый регистр 8, второй регистр 9, блок 10 сравнения, третийрегистр 11, четвертый регистр 12, 40второй элемент И 13, первый элемент И 14, третий элемент И 15,третий блок 16 умножения, второйсумматор 17, регистратор 18, четвертый блок 19 умножения, третий сумматор 20, пятый блок 21 умножения,четвертый сумматор 22, шестой блок23 умножения, второй блок 24 деления.50Устройство работает следующим образом.Датчик времени 1 с шагом аТ задает. , в порядке нарастанйя последовательность возможных значений ь: (период контроля и техническогообслуживания)Г = Т +Ы, 1=1,К.При каждом очередном значении Г; из блока 2 нелинейности выбирает ся на интервале (О,Г) функция 60 Р(1) и засылается в интегратор 3; где она интегрируется. Верхний предел интегрирования определяется текущим значением датчика 1 времени Г;. С интегратора 3 сигналом, со-, 65 ответствующимпостуопает.на первые.входй второго блока 4 Умножения, четвертого блока 19умножения и третьего сумматора 20.В четвертом блоке 19 умножения нараметр С, поступающий с четвертоговхода устройства, перемножается созначением Тф и далее это произведение СТф;поступает на третийвход первого сумматора 7. На второй вход третьего сумматора 20 поступает текущее значениес вы 1хода датчика 1 времени, С выходасумматора величина, соответствующаяь;, = т; - Фф, поступает на первыйвход первого блока б умножения,где перемножается с поступающим спервого входа устройства параметромСр, и величина СоГ; поступает напервый вход первого сумматора 7,где она суммируется с величинойСн ф; и параметром у, поступающим со второго входа устройства.В первом делителе 5 производится деление параметра К (запас ограниченного ресурса), поступающе"го с третьего входа устройства, навеличинУ СНтф; +С Со,+Ц, постУпающую с первого сумматора,Сигнал, соответствующийРнф оос выхода делителя 5 поступает на вход третьего регистра 11 и во второй блок 4 умножения, с выхода ко" торого сигнал Тф,соответствуниций среднему времени полезного функционирования изделияйт.: Рф,С, С т.Н ф) О 01йри заданном значении ;, посылается на вход первого регистра 8 и на второй вход блока 10 сравнения. При этом ранее занесенное в первый регистр значение Тф;, пересылается через второй регистр 9 на первый вход блока 10 сравнения, а с выхода третьего регистра ранее занесенное значение Й;пересылается на четвертый регистр 12, В исходном состоянии перед началом работы все регистры устройства переведены в нулевое состояние. В последующем при передаче информации с первого регистра на второй и с третьего на четвертый ранее записанная на второй и четвертый регистры информации уничтожается. В блоке сравнения после выдачи датчиком времени очередного значения Т; сравниваются между собой две величины Т ф; и Тго сумматора 22В это же время в шестом блоке 23 умножения значение Т перемножается с параметром В .(потери, получаемые в единицу времени функционирования иэделия в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания), поступающего с шестого входа устройства. Результат перемножения Т О с выхода шестого блока 23 умножения направляется на первый вход четвертого сумматора 22, с выхода которого сигнал, соответствующий разности Тф; д"-Т 6 =П, передается на пятый вход регистратора и на первый вход второго блока 24 деления, где вычисляется средняя удельная прибыль за единицу времени активного существования,Тф, э"-Т 8и с выхода второго блока деления 24 поступает на шестой вход регистратора 18. На этом работа устройства заканчивается;Положительный эффект изобретения состоят в том, что оно позволяет определять среднюю удельную прибыль, получаемую в единицу времени эксплуатации изделия, доход от использования иэделия эа время его активного существования и повысить точность устройства за счет учета различия расхода ресурса иэделия в различных режимах его функционирования.Экономический эффект отвнедрения предлагаемого устройства можно оце" нить следующим образом: если известна требуемая рентабельность изделия в единицу времени Я и известТ на (с помощью предлагаемого устройства) рентабельность Я, получаемая в результате эксплуатации изделия, то можно оценить выигрыш в рентабельности, который получается при предло" женном способе обслуживания изделия (основанном на максимизации времени полезного Функционирования иэделия на заданном ресурсе), соотношениемВ=ЯВ ЯТ 35 7 1080129 одна из которых соответствует текущему значению ь;, а другая предшествующему Т;. Если в результате сравнения окажется, что Т; (Тф;, то со второго выхода блока сравнения выдается управляющий сигнал датчику на выдачу очередного значения;+ , в противном случае, т,е. при Тф, ЪТ 4, управляющий сигнал выдается с первого выхода блока сравнения. на разрешающие входы элементов 10 И 13-15. В результате=й"=Топг со Второго выхода датчика времени через третий элемент И 15 поступает на первый вход регистратора 18 и на первый вход третьего блока 16 15 умножения. На.второй вход блока 16 умножения через первый элемент И 14 с четвертого регистра 12 поступает В;(число сеансов контроля и технического обслуживания, соответст вующее Тф) В блоке 16 умножения ,вычисляется Т - среднее время активного существования изделия Т =М, дскб. С выхода блока 16 умножения сйгнал, соответствующий Т, .поступает на первый вход регистратора 18, на второй вход второго сумматора 17 и на второй вход второго блока 24 деления, С выхода второго регистра 9 величи на Тф; времени полезного Функционирования через второй элемент И 13 поступает на третий вход регистратора 18, на первый вход пятого блока ,21 умножения и иа первый вход вто.рого сумматора 17, где вычисляется Т = Т-Т 4; - время, в течение ко.торого изделие находится в состоянии отказа. С выхода сумматора 17 величина То поступает на четвертый вход регистратора 18 и на первый : вход шестого блока 23 умножения. В 40 пятом блоке 21 уМножения значение ,;Тфперемножается с параметром Ю (положительная прибыль, обеспечиваемая изделием в единицу времени по- . лезного функционирования), посту пающим с пятого входа устройства. Результат перемножения %Ф;8 с выхода пятого блока 21 умножейия от-правляется на второй вход четверто1080129 Рх оА Составитель Г.КорсРедактор М.Циткина Техред Л.Коцюбняк ектор А.Зимокосов Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1338/48 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Иосквираж 699 Подписноарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5