Устройство для определения объема технического обслуживания системы

(5)4 С 07 С 3/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 95537/ ,02.87 .08.89 Я Мас8,8) свид тельство ССС3/10, 1979,льство СССРС 3/10, 1986ОПРЕДЕЛЕНИЯОБСЛУ)ИВАНИЯ орское свидет 39, кл. С 07 СТРОЙСТВО ДЛЯ В ТЕХНИЧЕСКОГ 1 али 7) Из тение относится к сп ва тельным устр зовано при пр зированным вычисл и может быть испол вании и зксплуатац ектиро. е и сложных си (ланирования ехн зад реше(53) 6 (56) Ав В 8643Авт В 1327 (54) У ОБЪЕМО СИСТЕМЬ ческого обслуживания. Цель изобретения - повышение точности определе-,ния объемов технического обслуживания системы путем учета затрат наэксплуатацию и обслуживание системы.Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 ввода информации, блок 3задержки, группу элементов И 4,блоки 5, , 5, нелинейности, комгутаторы 6-8, элементы ИЛИ 9 и 10, счетчики 11 и 12, интегратор 13, блок 14деления, сумматоры 15 и 16, блок 17сравнения, блок 18 умножения, дешиф"ратор 19, регистратор 20 и элементИ 21. Устройство позволяет повыситьдостоверность и обоснованность принимаемых решений по организации технического обслуживания сложных систем. 2 ил.Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и может быть использовано при определении параметров технического обслуживания систем, подсистемы которых объединены единым процессом функционирования и выводятся на обслуживание только в дяксированные, заранее определенные интервалы време ни, в частности такими системами являются, например, автоматизированные технологические линии, сложные радиоэлектронные комплексы и т.д.Цель изобретения - повышение точ ности определения объемон технического обслуживания системы путем учета затрат на эксплуатацию и обслуживание системы.Средние удельные затраты на эксплуатацию системы являются одним из наиболее общих показателей качества функционирования системы(1) 25 где С - средние удельные затраты на1эксплуатацию и-й подсистемы (блока, агрегата) анализируемой системы (они могут исчисляться в рублях, киловат-" тах, человеко-часах в единицу времени и т.д.);и - число подсистем,Для каждой подсистемы величина С 35определяется из соотношения+С( )+С7 л, угде С - затраты в единицу времени на эксплуатацию подсистемы в работоспособномсостоянии,( ь;)- среднее время безотказнойработы подсистемы на интер 45вале длительностьюг,. ( с;) = Р.с 1,огде Р (с) - функция надежнос 150ти подсистемы,"- период технического обслуживания подсистемы;С - затраты на единицу времени простоя (ремонта)55подсистемы;О,(1;) - среднее время простоя подсистемы в неработоспособном состоянии на интервале длительностью ь ь (Ю =1 9 ( ) ю - затраты (в абсолютных единицах) на техническое обслуживание подсистемы. Из (2) следует, что величина С; также может быть представлена в видеС ,; + СДля систем, подсистемы которых объединены единым процессом функционирования, с целью удобства организации технического обслуживания задается определенная периодичность обслуживания системы в целом, Множество возможных периодов проведения техни ческого обслуживания определяет множество видов обслуживания, например ежедневное, ежемесячное и т,д. Поэтому периодможет принимать лишь одно из возможных значений в зависимости от принятой для всей системы регламентации видов технического об служивания:3 =1=1 где 1 - числовидовобслуживанияподсистемы; 1, если х-я подсистема обслуживается в 1-м виде технического обслуживания системьц О, в противном случае; .1, = 1;:1 Т - период проведения 3-го видаобслуживания.Соответственно, средние уделъные затраты на эксплуатацию подсистемы могут принимать одно из возможных значений в зависимости от выбранной периодичности и обслуживания:ДС; = 8.С;(т).Для систем с регламентированными видами обслуживания основной задачей является определение объема обслуживания каждого вида, т,е. состава обслуживаемых в каждом виде подсистем. Ее решение заключается в отнесении операций по обслуживанию каждой подсистемы к тому или иному виду обслуживания системы в целом, т.е. определение для каждой подсистемы одного из 1 возможных-периодов проведения технического обслуживания. Приэтом необходимо стремиться к минимизации затрат на эксплуатацию системы. Поскольку эти затраты выражаются соотношением (1), то для системы с независимо функционирующими подси стемами глобальный минимум величины С будет достигаться при минимумах С . Это означает, что решение1задачи определения объемов техничес кого состояния обслуживания системы состоит в отнесении операций по обслуживанию каждой подсистемы к тому виду технического обслуживания, при котором значение средних удельных затрат на эксплуатацию подсистем минимально. На таком алгоритме основана работа предлагаемого устройства.На Фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - 20 структурная схема блока сравнения.Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 ввода информации, блок 3 задержки, группу элементов И 4, блоки 5-5 нелинейности, коммута торы 6-8, элементы ИЛИ 9 и 10, счетчики 11 и 12, интегратор 13, блок 14 деления, сумматоры 15 и 16, блок 17 сравнения, блок 18 умножения, дешиФратор 19, регистратор 20 и эле-30 мент И 21.Блок 17 сравнения состоит из элемента 22 памяти, элемента И 23, элемента 24 памяти, второго элемента И 25 триггера 26 элемента 27 сравУ У35 кения, третьего 28 и четвертого 29элементов И, элемента 30 задержки и одновибратора 31.Датчик 1 времени представляет со-: бой блок постоянной памяти с после довательной выборкой информации (например, магнитофон) или генератор напряжения сложной формы.Блок 2 представляет собой наборное поле или блок переключателей.Устройство работает следующим образом.фВБлок 2 через первую группу выходов осуществляет настройку блоков 5, реализующих Функции Р;(С), С первого выхода блока 2 устанавливается максимальная,разрядность первого счетчика 11, равная числу 1 видов технического обслуживания системы. На второй группе выходов блока 2 устанавливаются и подаются на информационные входы коммутатора 6 значения С, х1,п, на третьей и четвертой группах блока 2, соединенных с информационными входами второго 7 и третьего 8 коммутаторов, устанавливаются значения С, , С, 1 = 1,п соответственно.С началом работы датчик 1 через первый выход задает в порядке возрастания последовательность возможных значений Тпериодов технического обслуживанйя системы. Каждое значение Т сопровождается стробирующим импульсом, который появляется на втором выходе датчика 1, Значения Т проходят через элемент И 4, на вход блока 5, нелинейного преобразования, соответствующего первой из подсистем рассматриваемой системы. Значения функции Р;(с) для 3. = 1 через первый элемент ИЛИ 9 засылается в интегратор .13. Верхний предел интегрирования определяется текущим зна-чением первого выхода датчика 1.С интегратора сигнал, соответству- .. 13ющий 1; (Т ) =Р,И)с 1 С, поступает на 1первый вход блока 14 деления.Сигналы, соответствующие значениям С С С для д=1,проходят через коммутаторы 8, 7 и 6 соответственно. Сигнал, соответствующий значению С , поступает в блок 18 умножения и перемножается здесьс сигналом, соответствующим текущему значению Т, с выхода датчика 1 времени. Результат умножения суммируется на втором сумматоре 16 со значением сигнала, соответствующего Си подается на второй вход блока 14 деления. На третий стробирующий вход блока 14 подается импульс, сопровождающий значение Т с второго выхода датчика 1 времени. Длительность его :задержки в блоке 3 равна шахИ + +++ о)("8+ о+ и+ + й ) , где С - длительность времени прохождения сигнала через Я-й блок устройства, Этим обеспечивается отсутствие ложных сигналов на выходе блока 14, При появлении импульса на третьем входе блока 14 деления осуществляется считывание результата деления, соответствующего значению (С ; Т + С.; ) /Т;(Т ), в первый сумматор 15 через его второй, вход.На первый и третий входы сумматора 15 подаются сигналы, соответствующие значениям.С, и С; соответственно.Третий вход сумматора 15 являетсяинверсным, поэтому на вход блока 17сравнения подается сигнал, соответствующий значению С, вычисленномупо формуле (3),В блоке 17 осуществляется сравнение этого сигнала с полученным напредыдущем шаге значением, соответствующим С;(Т,), На первом шаге значение С,(Т,) сравнивается с числом,заведомо большим С; . Сравнение происходит с приходом стробирующего импульса с выхода элемента 3. Этот импульс дополнительно задерживаетсяпо сравнению с импульсом, подаваемымна блок 14 деления, на величину прохождения сигнала через сумматор 15.Последовательное сравнение для 12, 3. , продолжается до тех пор,пока значения С (Тф) убывают с воз 1растанием 1.Как только первый раз выполнитсянеравенство С;(Т )С;(Т, ), навыходе блока 17 сравнения появится.импульс. Этот импульс свидетельствует о том, что минимум С, достигается при периоде технического обслужи-,вания, равном Т ,. Импульс проходит на один из. входов регистратора20 и при его появлении на регистраторе осуществляется фиксация, вопервых, того номера выхода дешифратора 19, на котором присутствует в.данный момент высокий потенциал, вовторых, поступившего на регистраторна предыдущем шаге значения Т.Это означает, что на регистраторефиксируется номер подсистемы (в данном случае, первый) и соответствующий этой подсистеме наилучший извозможных период технического обслуживания.Если С (Т ) убывают до значения= 1-1, то на 1-и шаге возможныдва случая. В первом случае приС;(Т ) ( С,(Т ., ) - минимальное значени 3 С , достигается при периодеобслуживания, равном Т. Импульсас выхода блока 17 сравнения не последует. Но появится импульс переполнения на выходе первого счетчика11, поскольку его максимальная, установленная с блока 2, разрядностьравна 1. Этот импульс переполнения .поступает на второй вход первого элемента И 21, Первый вход этого элемента, соединенный с вЫходом блока17 сравнения, является инверсным.Поэтому при отсутствии сигнала навыходе блока 17 импульс с второговхода элемента И 21 проходит на вход регистратора 20. При этом на регистраторе фиксируется номер выхода деифратора 19 с высоким потенциаломтекущее значение сигнала с выхода датчика 1, т,е. значение Т.Во втором случае при С;(Т )С,(Т,) - минимальное значение С;д 3 стигается при периоде обслуживания, равном Т, Импульс с выхода блока 17 поступает на первый инверсный вход элемента И 21, запрещая прохождение 510 импульса переполнения со счетчика 11 на регистратор. На регистраторе при 15 поступлении импульса с выхода блока 17 зафиксировано значение периода технического обслуживания предыдущего шага, т.е. Т,.Импульс, свидетельствующий об окончании процедуры выбора периода обслуживания первой подсистемы, поступающий либо с выхода блока 17, либо. с выхода счетчика 11, проходит 20 25 через второй элемент ИЛИ 10. Срез импульса устанавливает в нулевое со стояние первый счетчик 11, в исходное состояние - задатчик эталонногонапряжения в блоке 17, подготавливаяданные элементы к выбору периода об 30 служивания следующей подсистемы. Посрезу этого импульса производится,также перезапуск датчика 1 временичерез его второй вход и увеличениесодержимого второго счетчика 12 наединицу. Соответственно, высокийпотенциал будет присутствовать те 35 перь на втором из выходов дешифратора 19 и сигналы с первого выхода 40 датчика 1 будут проходить черезэлемент И 4 на второй .блок 5, реализующий функцию РИ) . На выходыэлементов коммутаторов 8, 7 и 6 бу-.дут проходить сигналы, соответствующие значениям С ;, С ,С, для= 2. Цикл работы устройства повторяется. Разрядность второго счетчика 12 равна числу подсистем п. Поэтому после завершения выбора периода технического обслуживания последней, и-й подсистемы на его втором,выходе появится импульс переполнения,который поступает в датчик 1 време-,ни и запрещает выдачу последователь,ностей Т. Работа устройства заканчивается.После завершения процедур выборапериодов обслуживания для всех подсистем на регистраторе 20 зафиксиро 1499383ваны возможные значения периодов обслуживания системы и номера подсистем, соответствующие каждому из указанных периодов обслуживания. Тем самым определены объемы технического обслуживания системы,Блок сравнения (фиг 2) функционирует следующим образом. На выходе элемента 27 сравнения сигнал появля ется в случае , когда значение сигнала на его входе, соединенном с выходом первого сумматора 15, соответствующее значению С;(Т), превышает значение сигнала на входе, соединен ном с элементом 22 памяти, выполняющим функцию задатчика эталонного напряжения - в нем записано значение С;(Т ,), В начальный момент времени на элементах 22 и 24 памяти записано значение сигнала, которое соответствует числу, заведомо большему, чем С 1Считывание результатов сравнения осуществляется с помощью стробирующего импульса, подаваемого с выхода блока 3 задержки на элемент И 28. При наличии в момент считывания сигнала на выходе элемента 27 сравнения запускается одновибратор 31 и формирует прямоугольный импульс 30 с длительностью, не меньшей длительности импульса, свидетельствующего о переполнении первого счетчика 11. Такое условие необходимо для эффективного выполнения запрета прохождения импульса переполнения через эле-мент И 21.С помощью стробирующего импульса. поступающего с выхода блока 3 задерж= ки, осуществляется также запись зна" 10 чения сигнала, поступающего на вход блока 17, в элемент 22 памяти. Эта запись производится через элемент И 29, элемент 30 задержки и элемент И 25. Благодаря наличию элемента 30 задержки запоминание осуществляется после проведения очередной операции сравнения. Записанное в элемент 22 памяти значение используется на следующем шаге для проведения операции сравнения, В исходном состоянии высокий потенциал присутствует на том выходе триггера 26, выход которого соединен с. входом элемента И 25, Поэтому запись в элемент 22 значений С;(Т ) происходит без помех, При появлений импульса на выходе второго элемента ИЛИ 10, свидетельствующего об окончании выбора периода обслуживания очередной подсистемы, он проходит на вход триггера 26, изменяя его состояние и вызывая появление высокого разрешающего потенциала на входе элемента И 23. По этому же импульсу осуществляется считывание эталонного значения сигнала, заведомо превышающего С , с элемента 24У на элемент 22 через элемент И 23, Содержимое элемента 24 при этом не изменяется, Тем самым блок 17 подготавливается к началу выбора периода обслуживания следующей подсистемы. Триггер 26 возвращается в исходное состояние первым же стробирующим импульсом с выхода блока 3.Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет определять объемы технического обслуживания сложных систем по критерию минимума средних удельных затрат на эксплуатацию. Этим достигатся расширение области применения устройства - оно применимо для решения задач организации технического обслуживания более широкого класса систем, для которых существенными факторами, определяющими эффектюностьь эксплуатации, являются, наряду с временными характеристиками процесса функционирования, также и затраты ресурсов различного вида: энергетические, транспортные, финансовые, людские и т,д. Задача минимизации коэффициента готовности является частным случаем задачи, решаемой предлагаемым устройством. Из формул (2) и (3) следует, что при С , = С 1 С 0,),(л, ) +(л,) где К ; - коэффициент готовности падгсистемы,Применение устройства позволяет повысить достоверность и обоснованность принимаемых решений по организации технического обслуживания большого класса сложных систем, подсистемы которых объединены единым процессом выполнения целевых задач. Это позволяет, в свою очередь, уменьшить затраты ресурсов на эксплуатацию систем и повысить их надежность. Формула изобретенияУстройство для определения объемов технического обслуживания си1499383 Составитель В. СкворцовТехред Л.Сердюкова дактор Н ктор Н. Корол Заказ 4697/49 ТирВНИИПИ Государственного к113035, М аж 441 Подписное нтета по изобретениям и открытиям ква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ч стемь, содержащее датчик времени, первый выход которого подключен к первому входу регистратора и к первым входам группы элементов И, выходы которой соединены с первыми входами соответствующих блоков нелинейности, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ выход которого через интегратор подключен к перво му входу блока деления, второй выход датчика времени соединен с входом элемента задержки, первый выход которого подключен к первым входам блока сравнения и первого счетчика, 15 выход которого соединен с первыми входами элемента И и второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго счетчика, к вторым входам первого счетчика и блока срав нения и к первому входу датчика времени, выход блока сравнения соединен с вторыми входами регистратора, второго элемента ИЛИ и элемента И, выход которого подключен к 25 третьему входу регистратора, первый выход блока ввода информации соедь- нен с третьим входом первого счетчика, первый выход второго счетчика подключен к входу дешифратора, вы ходы которого соединены с четвертыми входами регистратора и с вторыми входами группы элементов И, второй выход блока ввода информации подключен к второму входу датчика времени, выходы первой группы выходов блока ввода информации соединены с вторыми входами соответствующих блоков нелинейности, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьпиенияточности, в него введены первый,второй и третий коммутаторы, блокумножения, первый и второй сумматоры, вторая группа выходов блока ввода информации подключена к информационным входам первого коммутатора,выход которого соединен с первымвходом первого сумматора, выход которого подключен к третьему входу блока сравнения, третья группа выходовблока ввода информации соединена синформационными входами второго коммутатора, выход которого подключенк первому входу второго сумматора,выход которого соединен с вторымвходом блока деления, выход которогоподключен к второму входу первогосумматора, четвертая группа выходовблока ввода информации соединена синформационньки входами третьегокоммутатора, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора и к первому входу блока умножения,выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, первый выходдатчика времени подключен к второмувходу блока умножения, выходы дешифратора соединены с управляющими входами первого, второго и третьего коимутаторов, второй выход второго счетчика подключен к третьему входу дат-чика времени, второй выход элементазадержки соединен с третьим входомблока деления.