Устройство для определения показателей надежности объектов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текуи1их и прогнозируемых показателей надежности технических объектов. Цель изобретения -- расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, три элемента И 2, 3, 34, шесть счетчиков 4-8, 35, три блока сравнения 9, 10, 15, два вычислительных блока 11, 12, пульт 13 управления, блоки памяти 14 и индикации 16, триггер 33. Устройство позволяет определить текущие и прогнозируемые значения коэффициента технического использования объекта на этапе его эксплуатации. 3 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 С 06 Е 15 46

ВСЕС6МВйА Я

13 „"„.. .,„13

БИБЛИОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1170466 (21) 4187275/24-24 (22) 28.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. № 28 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Г. Г. Держо (53) 62!.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1170466, кл. G 06 F 15/46, 1985.

„„Я0„, 1413646 A 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к автома1ике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых показателей надежности технических объектов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, три элемента И 2, 3, 34, шесть счетчиков 4 — 8, 35, три блока сравнения 9, 10, 15, два вычислительных блока 11, 2, пульт 13 управления, блоки памяти 14 и индикации 16, триггер 33.

Устройство позволяет оп редел ить текущие и прогнозируемые значения коэффициента технического использования об.ьекта на этапс его эксплуатации. 3 ил.

1413646

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых показателей надежности технических объектов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет определения текущих и прогнозируемых значений коэффициента технического использования технических объектов на этапе их эксплуатации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 — блоксхемы первого и второго вычислительных блоков соответственно.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 элементы И, первый — — пятый счетчики

4- — 8, первый 9 и второй 10 блоки сравнения, первый 11 и второй 12 вычислительные блоки, пульт 13 управления, блок

14 памяти, третий блок 15 сравнения и блок 16 индикации.

Первый вычислительный блок 11 образуют коммутатор 17, сумматор 18, умножитель 19, делитель 20, узел 21 вычисления функции е" и элемент ИЛИ 22, а второй вычислительный блок !2 — — счетчик 23, сумматор 24 и делитель 25.

На фиг. обозначены первый и второй входы потенциальных сигналов работоспособного 26 и неработоспособного 27 состояния объекта соответственно, третий — пятый входы импульсных сигналов о случайных событиях на об.ьекте: отказ 28, сбой 29 и ошибка 30, шестой вход 31 импульсного сигнала наступления режима «Техническое обслуживание» при работоспособном состоянии объекта, дополнительный вхо.< !

32 устройства для подачи импульсного сигнала об окончании режима «Техническое обслуживание», триггер 33, третий элемент

И 34 и шестой счетчик 35.

Г1ринцип работы устройства состоит в подсчете времени, в течение которого об ьект находится в работоспособном состоянии, времени восстановления при отказах х времени проведения технического обслуживания, а также числа отказов, сбоев и случайных ошибок за время между окончанием предыдущего и началом следующего технических обслуживаний и количества обслуживаний с последующим вычислением текущих и прогнозируемых показателей надежности: — среднего времени Тс наработки на отказ по формуле:

Т,— ы с (1) И оч сс где Т„; — отрезок времени от (i-1) -го до i-го отказа, в течение которого объект находится в работоспособном. состоянии; и„„ — — количество отказов;

-- среднего времени T восстановления работоспособного состояния по формуле:

Х = ТАT. - 1, (5) коэффициента оперативной гоговности

К „по формуле

Ког Кг () (6) 30 коэффициеппга технического зования К;„по формуле: исполь,ь т.

К= — — — -- —— ()

47o+ Е+ с

При этом Кг ойределяет вероятность нахождения объекта в работоспособном состоянии в текущий момент времени, К вЂ” данную вероятность с учетом вероятности безотказной работы в течение заданного интервала времени, а К . — долю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно рассматриваемого периода эксплуатации, учитывающего затраты времени на техническое обслуживание.

При расчете прогнозируемых значений показателей надежности (Р((), К1-,К-, К. ) используется коэффициент х, значение которого определяется по формуле: п

8 и, „- и -)-п„ ) где n, = — и „-1-п и. ° — математическое ожидание числа отказов об.ьекта на интервале времени между техническими обслуживаниями, определяеMîå 10 статистическим данным о надежности объекта и хранящееся в блоке 14 с. с

->. памяти; пс ° -- число отказов ооьекта Н3 текущем интервале времени за последним,2) где Тр, — отрезок времени от i-го отказа до момента восстановления объекта; — среднего времени Т, технического обслуживания по формуле: где 1,„.— отрезок времени от начала до конца i-го технического обслуживания, и. — количество технических обслуживаний;

--- вероятности Р(!) безотказной работы по формуле:

P (t) p йт. (4) где t — промежуток времени, за который определяется вероятность безотказной работы; сх -- коэффициент, определяемый на интервале времени между моментом окончания последнего технического обслуживания и те20 кугцим моментом, учитываюгций уменьшение среднего времени наработки на отказ из-за случайных отказов и сбоев; коэффициента готовности К, по формуле:

14 техническим обслуживанием, фиксируемое в счетчике 6.

Пульт 13 управления предназначен для задания режимов работы и занесения исходных данных в блок 14 памяти.

Блок 14 памяти содержит девять регистров, которые предназначены для хранения среднего времени То наработки на отказ, среднего времени Тв восстановления, значения промежутка времени t, среднего числа отказов п-.; пороговых значений (IOTK и потк, ПорОГОВОГО ЗНачеНИЯ ОДНОГО из показателей надежности Tn, P (t), К,.

Коо, с ти, сРеднего количества и технических обслуживаний на этапе эксплуатации продолжительностью t, а также среднего времени Т

Блок 15 сравнения предназначен для выдачи сигнала о необходимости проведения технического обслуживания, который вырабатывается по результатам сравнения требуемых (пороговых) и расчетных значений показателей надежности.

На входы 26 и 27 поступают сигналы о работоспособном и неработоспособном состояниях объекта соответственно, на входы

27 — 30 импульсные сигналы о случайных событиях на обьекте; сбое, ошибке, соответственно, на вход 31 импульсный сигнал начала режима «Техническое обслуживание» при работоспособном состоянии объекта, который обнуляет счетчики 6 — 8, на вход 32импульсный сигнал окончания режима «Техническое обслуживание»

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 используется для преобразования интервалов времени работоспособного и неработоспособного состояний объекта, задаваемых потенциальным сигналом, а также интервалов времени режима «Техническое обслуживание», формируемых триггером

33, в двоичный код, который фиксируется в счетчиках 4, 5 и 35 соответственно. Счетчики 6 — 8 подсчитывают число отказов, сбоев и ошибок в период между обслуживанием. При переводе объекта в режим «Техническое обслуживание» счетчики 6 — 8 устанавливаются в нулевое состояние. Кроме того, счетчики 7 и 8 устанавливаются в нулевое состояние при выработке сигналов с выходов блоков 9 и 10 соответственно (соответствующие связи для упроц(ения не показаны). Значения счетчиков 7 и 8 сравниваются в блоках 9 и 10 с пороговыми значениями среднего числа сбоев и ошибок на отказ. Если значения счетчиков достигают пороговых, то с блоков 9 и 10 поступают сигналы о возможном постепенном отказе в блок 12 на счетчик 23, осуществляющий подсчет спрогнозированных отказов.

Число прогнозируемых отказов определяется по следующим формулам: (9)

cd

13646!

5 (T (t-1++Tnt. 0(40

1О

4 п (;=- 1,, (101

oш с6 где и -, ll — число спрогнозировянных отказов на текущем интервале времени после предыдущего технического Обслуживания;

Ilcn — СадЕржИМОЕ СЧЕтЧИКя 7, Оиределяющее число сбоев первого видя на текущем интервале времени после предыдуп(его технического обслуживания; и ci — математическое ожидание числя сбоев первого и второго видов на интервале времени между техническими обслуживаниями, определяемые по статистическим данным о надежности объекта и хранящиеся в блоке 14 памяти.

На сумматоре 24 определяется общее число отказов (возникающих и спрогнозированных). Затем на делителе 25 осуществляется вычисление коэффициента (10 формуле (8) . Вычисленное значение передается на четвертый вход блока 11, в котором оно используется при определении прогнозируемых значений показателей надежности. На первый вход блока 11 с выхода счетчика 4 поступает значение времени

Т„,на второй — времени Тп Среднее время наработки на отказ Тп корректируется после каждого отказа объекта и запоминается в первом регистре блока 14, среднее время восстановления Т корректируется после каждого восстановления объекта н заносится во второй регистр блока 14, а Т- -- корректируется после каждого технического обслуживания и заноситл( в девятый регистр блока 14 памяти.

Коррекция выполняется по следую(цим

Зависимостям:

Тто(- 0-1) Ъ|. тоа

Т Tei- И-<)+ Ti

t. где То,, Tct; — -- среднее время наработки на (i 1)-й и i è отказы соответственно:

Т„„„Т»(— среднее время восстановления после (i-1) -ro и i-го отказов соответственно;

Т „, Т „— среднее время т и i-го технического обслуживания;

Т, — теку(нее время восстановления при i-м отказе;

Т, — текущее время (-го технического обслуживания.

В зависимости от заданного на пульте 13 режима работы блок 11 Определяет текущее или прогнозируемое значение показателей надежности. Например, вычисление К, осу(цествл яется следую щи м образом. На гретий вход коммутатора 17 из первого, второго и девятого регистров блока 14 поступают значения временных интерва loB Т„, Тв и Тто а ня четвертый -- из олока 12 значение коэффициента а. При вычислении прогнозируемого

1413646

Формула изобретения

Om бл а бл

77(л бл бтб

Om бл

Ол(бл,75 и

7б ((7иг 2

Оп! Бл.9 и 1(.7

От 5п. Б (.о((аиитi.(и Б. Боронкон

Г(л рс,l 11. Бсрсс Корректор, I. 11илииснло

Г:ри:л 704 11о ((((((((o(.

Б1111111111 1 осi.(;(1;(ã(((и(н> — ((к((чи(сга < 1.С:Р ио ((.(ач иаобрстсний и открытий

I l,3j>35, М((слиа, Ж вЂ”:15, Рil инская нагл, д. 475

11р и(но I(гll(i(((()-I((»(((ãj)l((! è е(кое ир(,н(р(H(è» г. У7кгород, ул. Проектная, 4 значения показателя надежности на умножителе !9 значения времени T(i умножается на а. При этом прогнозируемое значение среднего времени наработки на отказ н ю д т „А -Ь т..

То((р

Иотк ((о (.»+ 7,д,-Ч-т4 р» т. е, время Ти((р=Тн и определяется с учетом прогнозируемых отказов (по случайным сбоям и ошибкам). Далее на сумматоре 18 вычисляется значение хТн+Т+Т.и. а делителем 20 значение,Т(7 делится на сумму а T(l+Т(7+ТнТ . Полученное значение К „через элемент ИЛИ 22 поступает на индикатор 7 и в блок 5 в котором сравнивается с требуемым значением К хранящимся в седьмом регистре блока 14.

Ilo аналогичным зависимостям рассчитываются и другие показатели надежности.

Время начала проведения техническогс. обслуживания объекта определяется при невы пол пении одного из условий: T(>(To, K (K>,P(t)(P(t);K

Устройство для определения показателей надежности объектов по авт. св. № 1170466, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет определения текущих и прогнозируемых значений коэффициента технического использования технических об.ьектов на этапе их эксплуатации, в него введены триггер, третий элемент И и шестой счетчик, прямой и инверсный входы триггера подключены соответственно к шестому и дополнительному седьмому входам устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера, Bblxofl третьего элемента И соединен со счетным входом шестого счетчика, выход которого подключен к дополнительному входу первого вычислительного блока. к бл 77(