Статистический анализатор по доле брака

 

Изобретение относится к устройствам контроля в вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации испытаний изделий на надежность методом последовательного анализа. Цель изобретения - распшрение функциональных возможностей за счет автоматизации надежностного контроля. Устройство содержит блоки контроля верхней 3 и нижней 4 границ , распределители 5, 6 импульсов, блок 7 управления, хронизатор 8, запускающий 1 и информационный 2 входы . Раскрыты блок управления и распределители импульсов. Устройство обеспечивает масштабное преобразование количества тактовых импульсов во время наработки на отказ и сравнение фактического числа отказов с генерируемыми гpaницa б{ верхнего и нижнего допусков. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН оп 4 G 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4104409/24-24 (22) 12.08.86 (46) 23.02.88. Бюл. Ф 7 (72) С.А. Баранов и С.Т. Борзых (53) 621. 396 (088. 8) (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ. АНАЛИЗАТОР ПО ДОЛЕ БРАКА (57) Изобретение относится к устройствам контроля в вычислительной технике и может быть использовано дпя автоматизации испытаний изделий на надежность методом последовательного анализа. Цель изобретения — рас- ширение функциональных возможностей

„„SU„„1376102 А 1 за счет автоматизации надежностного контроля. Устройство содержит блоки контроля верхней 3 и нижней 4 границ, распределители 5, 6 импульсов, блок 7 управления, хронизатор 8, запускакщий 1 и информационный 2 входы. Раскрыты блок управления и распределители импульсов. Устройство обеспечивает масштабное преобразование количества тактовы% импульсов во время наработки на отказ и сравнение фактического числа отказов с генерируемыми границами верхнего и нижнего допусков. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1376

50 (1) (2) 1

Изобретение относится к устройствам контроля и вычислительной техники и может быть использовано для автоматизации испытаний на надежность методом последовательного анализа.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет автоматизации статистического контроля характеристик надежности изделий при использовании метода последовательного анализа, Принцип работы устройства-прототипа заключается в следующем. Импульсы счета числа испытаний поступают на первый вход анализатора, а с него через первый вентиль на первый счетчик и через второй вентиль на третий (суммирующий) вход блока контроля верхней границы. При поступлении п, импульсов числа счета испытаний сигналом с первого (вспомогательного) счетчика опрокидывается в противоположное состояние 25 триггер, запрещая поступление импульсов счета числа испытаний на блок контроля верхней границы через второй вентиль, при этом открывается третий вентиль и импульсы счета числа испытаний поступают на второй счетчик с коэффициентом пересчета и,, а с его выхода — на второй (суммирующий) вход блока контроля верхней границы. Таким образом происходит формирование верхней границы

d (п). При поступлении на первый ,счетчик n импульсов счета числа испытаний на его втором выходе появляется сигнал, открывающий четвертый вентиль и закрывающий первый вентиль.

Открытый четвертый вентиль разрешает поступление импульсов с выхода второго счетчика на второй (вычитающий) вход блока контроля нижней границы, чем обеспечивается формирова45 ние нижней границы С(п).

Таким образом, для указанного алгоритма работы справедливы следующие зависимости: д (n)=n„+ (п n,); п,,С„= (n 7 n<) ° по

Вторым входом устройства принимаются импульсы счета брака m . которые поступают на первый (вычитающий) вход блока контроля верхней границы и на

102 г первый (суммирующий) вход блока контроля нижней границы. При этом, если число счета брака m (n), формируется сигнал о прекращении испытаний с отрицательным реэультатом, если m c c(n), формируется сигнал о прекращении испытаний с положительным результатом, если C(n) m с /(n), то испытания должны быть продолжены.

Величины n, — минимальное число испытуемых образцов, при котором можно забраковать партию; n — минимальное число испытуемых образцов, при котором можно принять партию;

n, — число, определяющее наклон верхней и нижней границ, являются исходными для задания условий ведения контроля и зависят от рисков поставщика и заказчика (Dt и р соответственно), а также от приемочного и браковочного (q < и q ) уровней конт9 ролируемого параметра при испытании партии. Установка этих величин на анализаторе производится до начала, работы.

Однако при испытаниях на надежность эквивалентом дефектного образца является отказавший образец, т.е. образец, отказ которого наступил до истечения заданного времени испытаний „. Время испытаний на надежность лежит обычно в пределах от нескольких часов до десятков тысяч часов. Поэтому метод последовательного анализа в трактовке, реализованной в прототипе, при испытаниях на надежность совершенно неприемлем. Кроме того, процесс начальных установок исходных величин (n,,n,n ), связанный с изменением коэффициентов пересчета счетчиков, достаточно сложен и лимитируется ограниченным множеством вариаций, что отражается на числе реализуемых планов испытаний.

Сущность изобретения заключается в том, что с момента начала испытаний хронизатором вырабатываются тактовые импульсы с частотой, соответствующей выбранному масштабу измерения времени наработки на отказ, которые преобразуются распределителями импульсов в последовательности импульсов, соответствующие по численности (по времени) верхней и нижней границам по отказам. Выход истинного значения количества отказов в каждый конкретный момент времени

1376102 за пределы границ является фактором, обуславливающим выработку сигнала о прекращении испытаний с положительным (выход за нижнюю границу) или отрицательным (выход эа верхнюю гра5 ницу) результатами. Настройка анализатора на определенный режим работы осуществляется с помощью блока управления. f0

На фиг. 1 и 2 графически представлены принципы работы прототипа и предлагаемого анализатора соответственно; на фиг. 3 — структурная схема анализатора; на фиг. 4 — схема распределителя импульсов; на фиг. 5 — схема блока управления; на фиг.6 — схема хронизатора.

Анализатор содержит вход 1 запуска, информационный вход 2, первый блок 3 контроля верхней границы .поля допуска, второй блок 4 контроля нижней границы поля допуска, первый 5 и второй 6 распределители импульсов, блок 7 управления, хро- 25 низатор 8, первая группа входов 9 распределителя, первый элемент ИЛИ

10, второй 11 и первый 12 элементы

И, вторая 13 и первая 14 схема совпадения, вторая группа входов 15 распределителя, счетчик 16, триггер

17, второй элемент ИЛИ 18, управляющий вход 19 распределителя, выход

20 распределителя, узел 21 ввода плана, узел 22 хранения шифров, узел 23 ввода данных, узел 24 де35 шифрирования, регистры 25-29,арифметические узлы: пятый 30, четвертый 31, третий 32, первый 33, второй 34: четвертая 35, третья 36, вторая 37 и первая 38 группы выходов блока, вход 39 хронизатора, генератор 40 импульсов, узел 41 настройки, узел 42 делителей, элементы

И 43, элемент ИЛИ 44 и выход 45 хро- 45 низатора. Узел 46 задания плана анализа содержит узел 21 ввода плана и узел 22 хранения шифров.

Вход 1 анализатора предназначен для приема сигнала о начале испытаний, этим сигналом включается в работу хронизатор 8. Вход 2 предназначен

:для приема сигналов, свидетельствующих об отказах испытуемых изделий.

Блоки 3 и 4 контроля границ (верхней и нижней) необходимы для контроля за ходом испытаний. Оба блока строятся на основе использования реверсивных счетчиков. Сущность контС,О С

Я э У (3) 1 -a(ln (4) роля заключается в сравнении истинного количества отказов, соответствующего количеству импульсов, поступивших на первые входы блоков 3 и

4, с допустимым значением, соответствующим количеству импульсов, поступивших на вторые входы блоков 3 и 4 контроля границ с выходов раснределителей 5 и 6 импульсов соответственно. Выработка сигналов на прекращение испытаний осуществляется при превышении количества отрицательных импульсов над количеством положительным в том или ином блоке контроля границ.

Распределители импульсов предназначены для выработки последовательностей вспомогательных импульсов с частотой, соответствующей выбранному плану испытаний, на основе преобразования исходной тактовой последовательности, поступающей с хронизатора 8.

Схемы 1,3 и 14 совпадения предназначены для сравнения текущего значения двоичного кода на выходе счетчика 16 с двоичными кодами указанных ниже величин.

На схеме 14 совпадения распределителя 5 импульсов устанавливается код численного значения величины

1 (фиг.2), характеризующий отрезок времени до пересечения верхней границы с (i ) с прямой, параллельной оси, ордината которой равна первому целому числу, большему, чем д(o).

На схеме 14 совпадения распределителя 6 импульсов устанавливается код численного значения величины характеризующей минимальный интервал времени испытаний с положительным результатом. На схемах 13 совпадения первого и второго распределителей устанавливается код численного значения величины, характеризующей интервал времени, за который допустимый уровень количества отказов увеличивается на единицу. Значения указанных величин определяются простыми соотношениями (2).

1376102 (5) и = n — з

1! ив

+ 1

InТ „Т сра! ср Р (6) р где Т, — приемочный уровень наработ- 10 ки на отказ;

T,ð> — - браковочный уровень наработки на отказ; — риск поставщика;

p — риск заказчика; 15

) — целая часть числа.

Триггер 17 необходим для управления работой. элементов И 11 и 12, пропускающих или запрещающих пропуск сигналов с выходов схем совпадения. 20

Блок 7 управления предназначен для организации процесса начальных установок элементов анализатора с целью задания режима работы по определенному плану испытаний . Он осу- 25 ществляет выдачу кодов значений: с групп своих первых выходов,, с группы Вторых ВыходОВ ьg с группы третьих выходов, а также целой части числа К = Х(0).

1п

o!

3К!

- (7) срс!

35 срP

Значение )К(выдается с четвертой группы выходов блока управления на третьи входы блока 3 контроля верхней границы для установки на реверсивном счетчике начального зна- 40 чения, равного )К(.

Первый узел 21 ввода (плана) пред-. назначен для выбора определенного плана испытаний, узел 22 хранения шифров содержит шифры планов, второй 45 узел 23 ввода предназначен для ввода значения приемочного уровня наработки на отказ Т,„, а узел 24 дешифрирования — для выдачи сигналов на считывание информации из опреде- 50 ,ленных эон регистров 25-29.

В регистре 29 содержится набор значений величин отношений приемочного и браковочного уровней Т„ /Т„„, в регистре 28 — значения логарифмов, этих отношений In(T,, /Т, „ ). Регистр 25 хранит значения целой части числа К, определяемой соотношением (7), а регистр 26 — значения

1 — д

1n . В регистре 2? хранятся значения л, определяемые выражением (6).

Объем памяти определяется количеством используемых значений Ы и р а также отношений Т, /Т . Если и р принимают значения от 0,05 до 0,2 с шагом 0 05 а отношение

T,ð /Т, > — пять фиксированных значений порядка 1,1-1,3, то это обеспечивает использование 80 различных планов испытаний и, соответственно, хранение в регистрах 28 и 29 пяти значений, в регистре 27 — восьмидесяти значений, в регистре 26 - шестнадцати значений, а в регистре 25от одного до трех значений. Узел 32 предназначен для вычисления значения узел 33 - для вычисления значения, узел 36 — для вычисления значения "... Узлы 30 и 31 являются вспомогательными и служат для вычисления Т, и разницы обратных, значений Т, > и Т,р! соответственно.

Узел 41 настройки хронизатора предназначен для выдачи на входы определенных элементов И 43 единичного уровня, разрешающего прохождение тактовых .импульсов с соответствующих выходов узла 42 делителей частоты.

При этом установка Выходного значения тактовой частоты f определяет7 ся выбранным масштабом измерения

Т, и Т, и количеством одновремейно испытуемых изделий (в этом случае тактовая частота, соответствующая выбранному масштабу измерения Т,р и Т,, увеличивается в и раэ,,где n — - число одновременно испытуемых изделий).

Анализатор работает следующим образом.

В исходном состоянии триггера 17 распределителей импульсов находятся в единичном состоянии (т.е °, на прямом выходе "1"), а счетчики 16 и реверсивные счетчики блоков 3 и

4 контроля верхней и нижней границ обнулены.

По команде с узла 21 ввода плана осуществляется считывание определенного шифра с узла 22, который дешифрируется затем в узле 24. В результате дешифрирования с регистров

25-29 считываются конкретные значе13761 02 ния хранящихся там величин, поступающих на входы арифметических узлов.

С узла 23 ввода в узлы 30 и 31 ввоl дится значение приемочного уровня средней наработки на отказ Т, . Пос5, ср ( ле этого в узлах 30-34 происходят преобразования, суть которых изложена выше, результатами преобразований является получение на группе 35 выходов кода значения на группе

36 выходов значения .. на группе 37 выходов значения,, а на группе

38 выходов кода значения целой части числа К. Указанные значения поступают: — на входы 9 распределителей импульсов;, — на входы 15 распределителя 5 импульсов; — на входы 15 распределителя 6 импульсов;

)K(— на входы блока 3 контроля 20 верхней границы.

В результате этого на схемах 13 совпадения распределителей импульсов устанавливается код численного значения величины ", на схеме 14 совпадения распределителя 5 импульсов — код значения,, на схеме 13 совпадения распределителя 6 импульсов-код значениями . На реверсивном счетчике блока 3 контроля верхней границы, устанавливается начальное значение, численно равное величине

)K(. Таков процесс начальных установок, в результате которого анализатор подготавливается к контролю заданного уровня надежности изделия по определенному плану испытаний.

В момент начала испытаний изделия (или группы изделий) на вход 1 анализатора поступает сигнал, включающий.в работу генератор 40 тактовых импульсов хронизатора 8. С выхода хронизатора импульсы, следующие с

I частотой, соответствующей выбранному масштабУ измеРения Т, и Т, 4 и увеличенной в и раз при одновременном испытании и изделий, поступают на входы 19 распределителей импульсов.

Подсчет количества поступивших импульсов осуществляется счетчиком

16. При достижении количеством импульсов, поступивших на вход счетчика 16 распределителя 5 импульсов значения, равного 7,, на выходе схемы совпадения появляется импульс, проходящий через открытый элемент

И 12, элемент ИЛИ 10 на выход 20, а с него на второй (суммирующий) вход блока контроля верхней границы, увеличивая допустимое число отказов йа единицу (фиг. 2).

С выхода элемента И 12 импульс поступает также на счетный вход . триггера 17 и через элемент ИЛИ 18 на установочный вход счетчика 16.

При этом счетчик обнуляется, а триггер перебрасывается в противоположное состояние, открывая элемент И

i1 и закрывая элемент И 12. Процесс счета импульсов продолжается. При очередном достижении количества импульсов, поступивших на счетный вход счетчика f6 значения -, на выходе схемы 13 совпадения появляется импульс, проходящий через элемент И 11, элемент ИЛИ 10 на выход 20, а с него на второй вход блока 3 контроля верхней границы, увеличивая допустимое число отказов на единицу. Этим же импульсом обнуляется счетчик 16.

Так происходит формирование верхней границы (фиг.2). Аналогично работает распределитель 6 импульсов. Отличие заключается в том, что первый импульс на выходе 20 распределителя появляется через время ". все последующие импульсы появляются через время Г . Импульсы с выхода 20 распределителя 6 импульсов поступают на вычитающий вход блока 4 контроля нижней границы. Таким образом происходит процесс формирования нижней границы.

На вход 2 анализатора в случайные моменты времени поступают импульсы

m, свидетельствующие об отказах испьггуемых изделий. Эти импульсы фиксируются блоками 3 и 4.

При этом если в текущий момент времени m(". ) o(i) то блоком 3 . контроля верхней границы вырабатывается сигнал на прекращение испытаний с отрицательным исходом (т.е., изделие не соответствует требуемому уровню надежности), если m(2) < с(г), то блоком 4 контроля нижней границы вырабатывается сигнал на прекращение испытаний с положительным исходом (т.е., иэделие соответствует требуемому уровню надежности), если с(".)<ш() () — испытания продолжаются.

Предлагаемый анализатор может работать и в режиме прототипа, т.е. осуществлять контроль различных характеристик иэделий при последова13761 02

10 тельном вводе их в процессе испытаний. Для этого вместо значений на схеме 14 совпадения распределителя 5 импульсов;, на схеме 14 совпадения распределителя 6 импульсов; на схемах 13 совпадения обоих распределителей устанавливаются соответственно значения nÄ, n n У

Начальное значение в реверсивном счетчике блока 3 контроля верхней границы должно соответствовать ординате точки Т (фиг.I) и равняться n„ поскольку именно это число определяет минимальное количество изделий, участвующих в испытаниях, по которому партия может браковаться. Хронизатор 8 должен работать в этом случае в режиме повторения, т.е. выдавать выходной импульс в момент при-20 хода на вход 1 сигнала, свидетельствующего о включении. в испытания очередного изделия.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Статистический анализатор по доле брака, содержащий первый и второй блоки контроля границ поля допуска и первый распределитель импульсов, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока контроля границ поля допуска, выход которого и выход первого блока контроля границ поля допуска являются выходами анализатора, а второй информационный вход второго блока контроля границ поля допуска и первый информационный вход первого блока контроля границ поля допуска являются информационным входом анализатора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в анализатор введены второй распределитель импульсов, блок управления и хронизатор, вход которого является входом запуска анализатора, а выход соединен с управляющими входами первого и второго распределителей импульсов, первые группы информационных входов которых связаны соответственно с первой и второй группами выходов блока управления, третья группа выходов которого подключена к вторым группам ин- 55 формационных входов первого и второго распределителей импульсов, а четвертая группа выходов — к группе установочных входов первого блока контроля границ ноля допуска, выход второго распределителя импульсов соединен с вторым информационным входом первого блока контроля границ поля допуска.

2, Анализатор по n„t,о т л и— ч а ю шийся тем, что каждый распределитель импульсов содержит счетчик, первую и вторую схемы совпадения, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементом И, а счетный вход и первые входы первого и второго элементов ИЛИ .связаны с выходом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами первой и второй схем совпадения, первые группы входов которых связаны с группой выходов счетчика, установочный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а счетный вход является управляющим входом распределителя, вторые группы входов первой и второй схем совпадения являются первой и второй группами информационных входов распределителя, а выход второго элемента ИЛИ вЂ” выходом распределителя.

3. Анализатор;по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управления содержит узел ввода данных, узел задания плана анализа, узел дешифрирования, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры и первый, второй, третий, четвертый и пятый арифметические узлы, выходы узла задания плана анализа соединены с входами узла дешифрирования, первая, вторая и третья группы выходов которого подключены соответственно к группам входов первого, второго итретьего регистров, а четвертая группа выходов — к группам входов четвертого и пятого регистров, группа выходов первого регистра является первой группой выходов блока, группа выходов второго регистра соединена с первой группой входов первого арифметического узла, группа выходов которого является второй группой выходов блока, а вторая груп1г

lJ

13761 02 па входов и первая группа входов третьего арифметического узла связаны с группой выходов четвертого арифметического узла первая группа вхоУ

3 дов которого и первая группа входов пятого арифметического узла подключены к группе выходов узла ввода данных, группа выходов пятого арифметического узла соединена с. второй щ группой входов четвертого арифметического узла, а вторая группа вхопав — с группой выходов пятого ре,гистра, группы выходов второго и третьего арифметического узлов являются соответственно третьей и четвертой группами выходов блока, первая группа входов второго арифметического узла соединена с группой выходов третьего арифметического узла, группы выходов третьего и четвертого регистров связаны соответственно с вторыми группами входов второго и третьего арифметических узлов.

1376! 02

М Уд У7 Г7 _#_ 36 H ЗХ

13761 02

Состявитель В. Воронков

Техред.A.Кравчук Корректор аксимишинец

Редактор Н. Тупица

Тираж 704 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 789/48

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4