Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в научных исследованиях и технике для выявления оптимальных периодов контроля и технического обслуживания изделия . Целью изобретения является повы- QieHHe точности работы устройства. Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия содержит датчик I времени, блок 2 масн1табирования, функциональный преобразователь 3, интегратор 4, первый сумматор 5, первый блок 6 умножения, второй сумматор 7, второй блок 8 умножения, третий сумматор 9, блок 10 деления, третий блок II умножения, первый 12 и второй 13 регистры, первый элемент НЕ 14, ключ 15, элемент ИЛИ 16, генератор 17 случайных чисел, распределитель 18, блок 19 сравнения , второй элемент НЕ 20, элемент 21 совпадения и триггер 22. Положительный эффек1, который дает устройство, заключается в том, что оно позволяет систематизировать непроизводительный расход ограннчепного ресурса изделия путем более точного , с учетом неидеа,;1ьности системы контроля , определения оптимального периода технического обслуживания этого изаелия. I ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1406616 5114 э 07 С 3/08,/ ,у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4115782/24-24 (22) 09.06.86 (46) 30.06.88. Бюл. ¹ 24 (72) T. Г. Никитина, А. Е. Козик и А. И. Федоров (53) 681.! 78 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ å332288449911, кл. G 07 С 3/08, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 798927, кл. G 07 С 3/08, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОПТИМАЛЪНОГО ПЕРИОДА КОНТРОЛЯ

И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в научных исследованиях и технике для выявления оптимальных периодов контроля и технического обслуживания изделия. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия содержит датчик 1 времени, блок 2 масштабирования, функциональный преобразователь 3, интегратор 4, первый сумматор 5, первый блок 6 умножения, второй сумматор 7, второй блок 8 умножения, третий сумматор 9, блок 10 деления, третий блок 11 умножения, первый 12 и второй 13 регистры, первый элемент НЕ 14, ключ 15, элемент ИЛИ 16, генератор 17 случайных чисел, распределитель 18, блок 19 сравнения, второй элемент НЕ 20, элемент 21 совпадения и триггер 22. Положитечьныи эффекч, который дает устройство, заключается в том, что оно позволяет систематизировать непроизводительный расход ограниченного ресурса изделия путем более точного, с учетом неидеальности системы контроля, определения оптимального периода технического обслуживания этого изделия.

1 ил.

1406616

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделия. ! елью изобретения является повышение точности работы устройства. . (ля ОписаниЯ работы ) (. T()ÎÉ(.òÂrl Вводятся следуюи(ие Определения.

Время жизни — T- время, в течение которого изделие выполняет целевое l»азначение ири условии его абсолютной надежности При этом ресурс расходуется только на целевое функционирование изделия.

Время иочезного функционирования

Т вЂ” Время жизни. уменыиенное 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 на техническое Обе,чуживание. Так как момент насч)иления Отказа В изделии случаеll, T() Вр(мя полезного функционирования В Общем слу l(lf является случайной

ВЕЛИЧИиой.

Если же проводить техническое обслуживание изделия, то время, в течение которого оно мож«т полезно функционировать, будеT соответствовать времени полезного функционирования изделия до отказа.

Повышение числа сеансов контроля и технического обслуживания увеличивает время полезного функционирования изделия за счет устранения отказов, но, с другой стороны, повышается непроизводительный расход ресурсов на техническое обслуживание, что сокращает ресурсы на целевое функционирование. Отсюда следует, что существует некоторый оптимальный период между техническими обслуживаниями, доставляющий минимум непроизводительного расхода ограниченного ресурса изделия. При этом надо учитывать тот факт, что в реальных условиях механические, электрические и т, и. воздействия (стрессы) при контроле могут ускорить наступление отказа, т. е. ухудшить качество изделия или даже разрушить его, и, в конечном итоге, сократить время полезного функционирования Тф. Это влияние сеансов контроля (проверок) на интенсивность отказов носит случайный характер и выражается в простом изменении масштаба времени функционирования на каждом интервале между проверками. Для учета этого влияния введем масштабный коэффициент 6 ) 1.

Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса P В режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделия в среднем расходует в единицу времени С единиц ресурсов. Если в результате каждого сеанса контроля и технического обслуживания изделия расходуется g единиц ресурсов, то уравнение баланса по ресурсу записывается следующим образом:

Л (СОт + g) = (((, (2) (3) minCcp

С.р = — — —, от (4) 10

55 где т -- период между техническими обслуживаниями;

V -- число сеансов контроля и технического обслуживания изделия.

Из уравнения баланса можно найти

Так как момент наступления отказа в изделии случаен, то, используя плотность распределения времени безотказной работы

Р, можно записать выражение для величины среднего непроизводительного расхода ограниченного ресурса, которое имеет вид

С р = N(g + С(йт )Р(t)dt)j.

Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса запишется, если найти такой период т, ири котором

I1ð(;rrràãàåMàÿ математическая модель позволяет найти оптимальный период технического обслуживания изделия и может быть легко реализована апиаратурно.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 маси(табирования, функциональный преобразователь 3, интегратор 4, первый сумматор 5, первый блок 6 умножения, второй сумматор 7, второй блок 8 умножения, третий сумматор 9, блок 10 деления, третий блок 11 умножения, первый 12 и второй 13 регистры, первый элемент НЕ 14, ключ 15, элемеиг ИЛИ 16, генератор 17 случайных чисел, распределитель 18, блок 19 сравнения, второй элемент НЕ 20, элемент 21 совпадения и триггер 22.

Функциональный преобразователь 3 реализует функцию P (t) =exp (— И), а ключ

15 имеет нормально замкнутые контакты.

Перед началом работы устройства необходимо проводить настройку генератора 16 случайных чисел по числу состояний, которое не превышает максимального числа сеансов контроля, задаваемого запасом ограниченного ресурса. Распределитель 18 рассчитан на максимальное число состояний, обусловленное максимальным запасом ресурса. Триггер 22 находится в нулевом состоянии, ключ 15 замкнут, так как на его втором (управляющем) входе отсутствует сигнал.

1406616

3

Датчик 1 времени задает на каждом шаге приращение времени, определяющее точность нахождения оптимального периода контроля и технического обслуживания. При каждом очередном значении т,=т, 1 +Лт„

i=(, 2, ..., в блоке 2 масштабирования производится замыкание контакта реле, соответствующего выбранному с помощью распределителя 18 случайному числу, выдаваемому генератором 17 случайных чисел, вследствие чего к первому выходу блока 2 подключается резистор, сопротивление которого пропорционально выбранному масштабному коэффициенту. В результате этого на выходе блока 2 мы имеем произведение О;т,. Затем функциональный преобразователь 3 формирует функцию Р(/) =С ", которая записывается в интегратор 4, где интегрируется на интервале (О, R,T,). С интегратора 4 сигнал, соответствующий в,,.

P(t)dt, поступает на первый вход перо вого сумматора 5. На второй вход этого сумматора поступает сигнал с блока 2 масштабирования, и на выходе сумматора 5 фор8,7, мируется разность (От, = (P(t)dt, котоо рая поступает на второй вход второго блока 8 умножения. На первый вход блока 8 умножения подается параметр С, определяющий расход ресурса в среднем в единицу времени в режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделия. Результат ед умножения С(й т, p(t) dt) записывается о на первый вход второго сумматора 7. На второй вход второго сумматора 7 поступает параметр g, определяющий расход ресурса на техническое обслуживание. Результат

6,<; суммирования g + С(И,-т, ) P(t)dt заа писывается на первый вход первого блока 6 умножения.

В то же самое время сигнал с блока 2 поступает на второй вход блока 11 умножения. На первый вход этого блока подается параметр С. Результат произведения параметра С на время, полученное в блоке 2 масштабирования, суммируется в третьем сумматоре 9 с параметром g и поступает на блок 10 деления, где реализуется операция R/(+СИ,т,). Результат с блока 10 деления подается на второй вход первого блока 6 умножения. При этом, так как curíàlbl на входы блока 6 могут поступать не одновременно, то между блоками 6 и 10 может быть установлен в случае необходимости элемент задержки (не показан). С выхода этого блока умножения сигнал, соответствующий среднему непроизводительному расходу ресурса С р ири заданном зна1ении т„посылается на вход первого ре5

1О

45 гистра 12 и на второй вход блока !9 сравнения.

B исходном состоянии перед началом работы устройства оба его регистра и триггер 22 переводятся в нулевое состояние.

В последующем при передаче информации с первого регистра 12 памяти на второй ранее записанная на втором регистр«13 информация уничтожается, а сигнал с него поступает на генератор 7 случайных чисел, при этом генератор !7 срабатывает и сигнал с него поступает через распределитель

18 на блок 2 масштабирования и вход триггера 22. Выбор первого случайного числа (ма«1итабного коэффициента) в момент запуска устройства, когда в регистрах 2 и 13 отсутствует информация, обеспечивает наличие в устройстве первого элемента НЕ 14, на выходе которого появляется сигнал, иоступакнций через вход элемента ИЛИ 16 на вход генератора 17 случайных чисел. При этом отсутствие сигнала на входе триггера 22 обеспечивает замкнутое состояние ключа 16 с нормально замкнутыми контактал1и и прохождение сигнала с выхода элемента HF 14 на вход элемента ИЛИ 16.

В 1альней1ием наличие сигнала на выходе р«гистра 13, обусловленное очередным измен«пнем в нем информации, обеспечивает выбор очередного случайного числа через другой вход элемента ИЛИ 16. При этом первый элемент НЕ 14 отключен. от входа элем IIT3 ИЛИ 6 разомкнутыми контактами ключа 5. Последний срабатывает после первого переключения триггера 22, вызванного иоявл«нием первого импульса на выходе генератора 17. В блоке 19 сравнения после очер«дной выдачи сигнала датчиком 1 времени сраннивакггся между собой две величины S и С „, î1на нз которых соответствус 1 текущему значеник1 т„а другая предшествующему т, 1. Если в результате такого сравнения окажется, что С1, 1 )С1,, то с выхода блока 19 сравнения выдается управляющий сигнал датчику 1 времени на выдачу очередного значения произведения

Oт,. В противном случае, т. «. ири С v 1(С "1, такой сигнал проходит с выхода второго элемента НЕ 20 на разрешающий вход схемы 21 совпадения и значение произведения

C),-1 Т,—;, соответству югц«с оптимальному периоду обслуживания изделия т, с выхода блока 2 масLllTàáèðoâàllllÿ посTóïàåT на выход у тройства. Работа устройства на этом

3 а К 11 1 (Ч И В а 1. T с Я .

Положит«льный эффект, который дает устройство, заключается в тол1, что оно позволя«T систематизирова1ь нс производительный расход ограниченного ресурса изд«лия путем более точного. с учетом неидеальности системы контроля, определения оптимального периода т«. нического обслуживания этого изделия. Любое отклонение от оптимального нерио,са обслуживания влечет за собой увеличение среднего иепроизводи