Устройство для определения рентабельности изделий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, содержащее первый блок умножения, первый входijTOToporo является первым .входом, устройства, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого является вторым входом устройства , выход первого сумматора соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого является третьим входом устройства, выход первого блока деления соединен с первым входом второго блока умножения и через последовательно соединенные третий и четвертый регистры с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего блока умножения , выход третьего блока умножения соединен с первым входом регистратора и с первым входом 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 срайнения 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 .ка времени, второй выход подключён 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 регистрагора,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 (Л 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 .умножения является четвертым входом устройства, а его выход соединен с. третьим входом пер00 вого сумматора. Первый выход пятого блока умножения подключен к вы. ходу второго .элемента И, его второй 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 i 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5D G 06 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3457175/18-24 (22) 03.05.82 . (46) 15 03.84. Бюл. У 10, (72) Г.Н.Воробьев, В.Д.Гришин, Г.В.Великанов и A.Н.Шарапов (53) 621..398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 798927, кл. G 07 С 3/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2892053718-24,09.09.80 (прототип). (54)(57) JCTPOACTBO ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, содержащее первый блок умножения, первый вход= „которого является первым,входом устройства, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого является вторым входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого является третьим входом устройства, выход первого блока деления соединен с первым входом второго блока умножения и через последовательно соединенные третий и четвертый регистры с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего блока умножения выход третьего блока умножения соединен с первым входом регистратора и с первым входом 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 сраэ" нения 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 пер" вого, -второго и третьего элемен„„SU„, 1080129 А 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 расширения области 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 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 чет- вертого блока умножения является четвертым входом устройства, а его выход соединен с. третьим входом nepsoro сумматора, первый выход пятого блока умножения подключен к вы . ходу второго, элемента И, его второй 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.

С.

1080129

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 многократного 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 3.

Наиболее 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 (21.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет определить среднюю удельную прибыль, получаемую от изделия за единицу времени его активного существования. 4р

Цель изобретения — расширение области применения путем определения средней удельной прибыли изделия.

Эта цель достигается тем, что в устрой тво содерж щее первый блок 45 умножения, первый. вход которого..является первым входом устройства, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сумматора, нторой вход которого является вторым входом 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 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- 60 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 умножеI ния, второй вход четвертого блока умножения 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 блока.деления и пятым входом регистратора, второй вход второго блока деления подключен к выходу третьего бло-, ка 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

I ,.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 при 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 на-. значение (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 Т есть 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 функционирование 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.

Увеличить время полезного функционирования можно путем увеличения запаса ограниченного ресурса, повышением надежности изделия и органиэацией рационального технического обслуживания изделия. При этом важной задачей является определение сроков контроля и технического обслуживания. если не проводить технического обслуживания, то время, в течение которого иэделие может по- . лезно функционировать, соответствует времени полезного функционирования изделия до отказа. Повышение числа сеансов контроля и технического обслуживания увеличивает время полезного функционирования за счет устранения отказов, но при этом 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.

Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса R. В режиме полезного функционирования изделие в среднем расходует в единицу времени Сн единиц ресурса, в состоянии отказа в среднем Со единиц ресурса, в результате каждого сеанса контроля и технического обслуживания †.g единиц ресурса.

Для определения искомых величин используем уравнение баланса. Оно связывает с одной стороны запас ограниченного ресурса, а с другой расходы его в .различных режимах функ10 ционирования изделия и может быть записано в виде ((„7 + С, i i+ +q ) = Р, где ф — время, в течение которого

15 изделие полезно функционирует; то — время, в течение которого иэделие находится в состоянии отказа;

20 и — число сеансов контроля и технического обслуживания.

Из уравнения баланса находим:

9=

С„ :р ;, t

Так как момент поступления отказа в изделии случаен, то, используя вероятность безотказной работы Р(t), можно определить среднее время полезного функционирования иэделия иэ выражения т . l Р = P(t)dk т да т= - P(t)dt о

Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию максимума математического

;ожидания времени полезного функционирования формулируется следующим образом: найти такой период +, при котором

Тф(e+)=è ах,P(tldt

С„Pjt)dt + С 7- P(t)3 t +g о

45 (О

В соответствии с введенными определениями, время активного существования.определяется выражением

Р

50 Тс=й ь илы Т- С i +С i +

1 а время отказа ТО=Т -Т(.

Зная величины Т, Тф и Т, можно определить один из экономических

55 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 полезное функционирование иэделия в течение единицы времени дает положительную прибыль d", а при функционировании изделия в состоянии отказа, конт1080129

Устройство работает следующим образом.

Датчик времени 1 с шагом ni задает. . в порядке нарастанйя последовательность возможных значений < (период контроля и технического обслуживания) Г„= "т„.„+Ы, 1=1,Ê.

При каждом очередном значении ; из блока 2 нелинейности выбирает. ся на интервале (О, i„) функция 60

P(t) и засылается в интегратор 3; где она интегрируется. Верхний предел интегрирования определяется текущим значением датчика 1 времени i;. С интегратора 3 сигналом, со-, 65 роля и технического, обслуживания в течение единицы времени теряется стоимость 6. Тогда общая прибыль за время функционирования иэделия

Тфд, общие стоимостные потери за время функционирования изделия в 5 состоянии,отказа, контроля и технического обслуживания Т 9, доход от использования изделия за все время его активного существования

0 = Т д" — Т. 0, а средняя удельная 10 о прибыль эа единицу времени активного существования определяется выTT . - T,â

Данная математическая модель определения оптимального периода контроля и технического обслуживания и искомых экономических показателей функционирования изделия с учетом различия расхода ресурса в различных режимах реализуется в предлагаемом устройстве.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. 25

Устройство содержит датчик 1 времени, задающий интервалы времени между очередными техническими обслуживаниями изделия, причем каждый последующий интервал увеличивается относительно предыдущего на величину

А, блок 2 нелинейности, реализующий функцию Z(t) — вероятность безотказной работы изделия на интервале О,t3, интегратор 3, интегрирующий функцию V(t), второй блок 4 умножения, первый блок 5 деления, первый блок 6 умножения, первый сумматор 7, первый регистр 8, второй регистр 9, блок 10 сравнения, третий регистр 11, четвертый регистр 12, 40 второй элемент И 13, первый элемент И 14, третий элемент И 15, третий блок 16 умножения, второй сумматор 17, регистратор 18, четвертый блок 19 умножения, третий сум- 45 матор 20, пятый блок 21 умножения, четвертый сумматор 22, шестой блок

23 умножения, второй блок 24 деления.

s 1 Р(ЦМ =9ф,.

I ответствующим постуо пает.на первые.входй второго блока 4 умножения, четвертого блока 19 умножения и третьего сумматора 20.

В четвертом блоке 19 умножения нараметр С„, поступающий с четвертого входа устройства, перемножается со значением Т,, и далее это произведение С„Т, поступает на третий вход первого сумматора 7. На второй вход третьего сумматора 20 по ступает текущее значение а, с вы1 хода датчика 1 времени. С выхода сумматора величина, соответствующая i« — — t ; — Фф, поступает на первый вход первого блока 6 умножения, где перемножается с поступающим с первого входа устройства параметром

Ср, и величина С<Е; поступает на первый вход первого сумматора 7, где она суммируется с величиной

С„ ф; и параметром g, поступающим со второго входа устройства.

В первом делителе 5 производится деление параметра R (запас ограниченного ресурса), поступающего с третьего входа устройства, на величину С„ @; +Сосо;+д, поступающую с первого сумматора.

Сигнал, соответствующий

Р

1 к о о Я с выхода делителя 5 поступает на вход третьего регистра 11 и во второй блок 4 умножения, с выхода которого сигнал Тф„,соответствуниций среднему времени полезного функционирования изделия

Я т .= е +С т + н ф) о 01 йри заданном значении i;, посылает» ся 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 Тф; и Т го сумматора 22 ° В это же время в шестом блоке 23 умножения значение

Т перемножается с параметром 8 .(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, соответ,ствующий разности «Тф;-1д"-ТОЕ =П. Передается на пятый вход регистратора и на первый вход второго блока 24 деления, где вычисляется средняя удельная прибыль за единицу времени .активного существования . 5, Тф „„Ф-Т08 тс и 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 от внедрения предлагаемого устройства можно оценить следующим образом: если известна требуемая рентабельность издзлня в единицу времени S и известТ на (с помощью предлагаемого устройства) рентабельность S, 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), соотношением

В = Я вЂ” $т.

7 1080129 ! одна из которых соответствует текущему значению i;, 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

t ;+„, в противном случае, т,е. при

Тф; „ЪТф„, управляющий сигнал выдается с первого выхода блока сравнения. на разрешающие входы элементов 10

И 13-15. В результате = "=Т -1 ОПГ 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

N;< (число сеансов контроля и технического обслуживания, соответст- рр вующее .+).. В блоке 16 умножения ,вычисляется Т вЂ” среднее время активного существования изделия Т =М,„ с ".

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

T = Т -Тф;» - время, в течение ко.торого изделие находится в состоянии отказа. С выхода сумматора 17 величина Т поступает на четвертый вход регистратора 18 и на первый

: вход шестого блока 23 умножения. В 4О пятом блоке 21 уМножения значение ,:,Тф,. „ перемножается с параметром d" (положительная прибыль, обеспечиваемая изделием в единицу времени по- . лезного функционирования), посту- 45 пающим с пятого входа устройства.

Результат перемножения %ф; а d"ñ выхода пятого блока 21 умножейия отправляется на второй вход четверто1080129

Рх оАх

Корректор А.Зимокосов

Составитель Г.Корсаков

Редактор М.Циткина Техред Л.Коцюбняк.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1338/48 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5