Устройство для определения показателей надежности объектов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых значений показателей надежности объектов и является усовершенствованием устройства по авт. свид. N 1170466. Цель изобретения - повышение точности работы устройства путем учета ошибок первого рода. Поставленная цель достигается введением элементов И, ИЛИ, НЕ и ждущего мультивибратора. Устройство осуществляет подсчет времени, в течение которого объект находится в работоспособном состоянии, времени восстановления при отказах и числа отказов с учетом выявленных при восстановлениях ошибок первого рода за время между окончанием предыдущего и началом следующего технического обслуживания. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК оп 4 G 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1170466 (21) 4278077/24-24 (22) 30.04,87 (46) 07,07,89, Бюл, У 25 (7!) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Г.Г.Держо и И.Д,Мантии (53) 621.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф. 1170466, кл, G 06 F 15/46, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых эначеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых значений показателей надежности объектов и является усовершенствованием известного устройства по авт,св, М - 1170466.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства путем учета ошибок первого рода.

На фиг.l изображена блок-схема устройства; на фиг,2 и 3 — блок-схема первого и второго вычислительных блоков соответственно; на фиг,4— временная диаграмма обработки входных сигналов, Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый элемент

И 2, второй элемент И 3, с первого

„.Я0„„1492355 А 2

2 ний показателей надежности объектов и является усовершенствованием устройства по авт.св, В 1170466. Цель изобретения — повышение точности работы устройства путем учета ошибок первого рода, Поставленная цель достигается введением элементов И, ИЛИ, НЕ и ждущего мультивибратора, Устройство осуществляет подсчет времени, в течение которого объект находится в работоспособном состоянии, времени восстановления при отказах и числа отказов с учетом выявленных при восстановлениях ошибок первого рода sa время между окончанием предыдущего и началом следующего технического обслуживания, 4 ил. по пятый счетчики 4-8, первую 9 и вторую 10 схемы сравнения, вычислительные блоки 11 и 12, пульт 13 управления, блок 14 памяти, третью схему 15 сравнения, блок 16 индикации. Первый вычислительный блок !! содержит коммутатор 17, сумматор 18, умножитель 19, делитель 20,узел 21

X вычисления функции е и элемент

ИЛИ 22, а второй вычислительный блок 12 содержит счетчик 23> сумматор 24 и делитель 25, На фиг,l обозначены входы 26 и 27 потенциальных сигналов работоспособного и неработоспособного состояний соответственно, входы 28-30 импульсных сигналов о случайных событиях на объекте; отказ, сбой и ошибка соответственно, вход 31 импульсного сигнала наступления режи30 Т„ при отсутствии ошибки. первого рода;

Т„, + ТВ „ + Т„ при обнару= кении ошибки первого рода отрезок времени от (i-1) 35 фактического отказа до

i-ro фактического отказа, в течение которого объект находится в работоспособном состоянии; отрезок времени от (i-1)-гс фактического отказа до начала восстановления при ошибке первого рода; отрезок времени от начала 45 восстановления при ошибке первого рода до момента ее обнаружения; отрезок времени от момента обнаружения ошибки пер- 50 вого рода до наступления

i-ro фактического отказа.

i де

40

Т hi

ТВ,Oili

Т„, !

Учитывая, что ТВ.ащ а Т!,. в Ти е

Т„ при отсутствии ошибки 55

Т . первого рода„

ni а

Т + Т„; при обнаружении ошибки первого рода,.

3 149235 ма Техническое обслуживание" при работоспособном состоянии объекта, дополнительные входы 32 и 33 импульсных сигналов об окончании режима носста5 новления объекта и моменте обнаружения ошибки первого рода в режиме восстановления соответственно, а также элемент HE 34, третий элемент И 35, ждущий мультивибратор 36 и элемент

ИПИ 37, Принцип работы устройства состоит в подсчете времени, в течение которого объект находится в работоспособном состоянии, времени восстановле- 15 ния при отказах и числа отказов с учетом выявленных при восстановлениях ошибок первого рода эа время между окончанием предыдущего и началом следующего технического .обслуживания, 20 а также числа сбоев и случайных ошибок на один отказ с последующую вычислением текущих и прогнозируемых значений показателей надежности.

Среднее время Т наработки на от- 25 каз по зависимости:

1 т„.

Т = ---- --- (1)

О и от к и 1 при отсутствии ошибок

2В1 и . первого рода отк

n — n! при наличии ошибок (Ю) первого рода (3) где и — количество фактических отот!, каэов и (2В) - Количе ство отказов, поданных в виде импульсных сигналов от объекта на вход 28 устройства; и — количество ложных" отка(ъь) эов,поданных в виде импульсных сигналов от объекта об ошибке первого рода на вход 33 устройства, Среднее время ТВ восстановления работоспособного состояния по зависимости

PI т (4) в

Огк . где

Т . при отсутствии ошибки

Р первого рода, Pi 1

Т, — Т при обнаружении ошибP .а.ем ки первого рода; (5)

Т,= Т + Т " отрезок времени от

Р P" a oа!

i-го фактического отказа до момента восстановления работоспособного состояния при наличии на этом отрезке ошибки первого рода;

Т; — отрезок времени от

i-го фактического отказа до момента восстановления работоспособного состояния объекта;

Вероятность Р(t) безотказной работы по зависимости

t е о (6) где t — промежуток времени, за который определяется вероятность безотказной работы;

aL — коэффициент, определяемый на интервале времени между моментом окончания последнего технического обслуживания и текущим моментом, учитывающий уменьшение среднего времени наработки на отказ иэ-эа случайных отказов и сбоев;

5 149

Коэффициент IOTOBHocTH К пп завиГ

1 симости о То

К (7)

ЫТ, +Т, Коэффициент оперативной готовности К „по зависимости

К К P(t) (8)

При этом К определяет вероятность нахождения объекта в работоспособном состоянии в текущий момент времени, а Кof — данную вероятность с учетом вероятности безотказной работы н течение заданного интервала времени.

При определении прогноэируемых значений показателей надежности (P(t), К,, К,„) используется коэффициент a., значение которо|о определяется по зависимости пот к (9) с6 Old отк отк и от к

2355

25 зультатам сравнения требуемых (пороговых) и расчетных значений показателей надежности, На входы 26 и 27 устройстна с выхода встроенной системы контроля объекта поступают потенциальные сигналы о работоспособном и неработоспособном состояниях соответственно;

Ha входы 28-30 — импульсные сигналы о случайных событиях на объекте: отказе, сбое и ошибке соответственно; на вход 31 — импульсный сигнал начала режима "Техническое пбслужинание при работоспособном состоянии объекта, который обнуляет счетчики 6-8; на вход 32 — импульсный сигнал окончания режима восстановления при исходном неработоспособном состоянии объекта; на вход 33 — импульсный сигнал об обнаружении ошибки первого рода н режиме восстановления при исходном работоспособном состоянии объекта, где

Отk

От K

От K ОTк математическое ожидание числа отказов на интервале времени между техническими обслуживаниями, определяемое тто статичес.— ким данным о надежности объекта и

n — число отказон объекта на от к текущем интервале времени после по следнего технического обслуживания, фиксируемое счетчиком 6, Пульт 13 управления предназначен для задания режимов работы и занесения исходных данных в блок ) 4 памяти, Блок )4 памяти содержит семь регистров, которые предназначены: первый — для хранения среднего времени Т наработки на отказ; второй среднего времени восстановления Т, третий — значения промежутка времени t четвертый — среднего количества фактических отказов и между от к техническими обслуживаниями: пятый и — сь -О шестой — пороговых значений и и и соответственно; седьмой — пороговoго значения Т, P(t), К,, К„ одного из показателей надежности.

Схема 15 сравнения предназначена для выдачи сигнала о необходимости проведения технического обслуживания объекта, вырабать1ьаемого по ре30

Устройство работает следующим образом, Генератор ) используется для преобразования интервалов времени работо

fпособного и неработоспособного тояний объекта, задаваемых потенциальным сигналом, н двоичный код,котпрый фиксируется в счетчиках 4 и 5 соответственно, При отсутствии импульсHогo сигнала об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановления, нысокий разрешающий потенциал с выхода элемента НЕ 34 поступьет на второй вход третьего элемента И 35 и импульсный сигнал об окончании режима восстановления проходит через третий элемент И 35 и ждущий мультинибратор 36 на второй вход счетчика 4 и обнуляет его и далее через второй элемент ИЛИ 37 — на второй вход счетчика 5 и устанавли- вает его н исходное состояние, При наличии импульсного сигнала об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановления счетчик 4 не обнуляется, так как этот сигнал инвертируется элементом НЕ 34 и запрещает прохождение импульсного сигнала об окончании режима восстановления через третий элемент И 35, в то же время счетчик 5 обнуляется импульсным сигналом об обнаружении ошибки первого рода, поступающим через второй элемент ИЛИ 37 на второй вход счетчика 5.

1492355

Те, (1 — 1 )+Тр, Счетчик 6 выполнен в виде реверсивного счетчика и подсчитывает количество фактических отказов в период между техническими обслуживаниями, так как на первый суммирующий вход этого счетчика поступают импульсные сигналы "Отказ" (как фактические, так и ложные эа счет метрологического несовершенства системы контроля объекта) а на третий вычитающий вход счетчика поступают импульсные сигйалы об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановления.

Счетчики 7 и 8 подсчитывают число сбоев и ошибок в период между техническими обслуживаниями, При переводе объекта в режим "Техническое обслуживание" счетчики 6-8 устанавливаются в нулевое состояние, а счетчики 7 и 8, кроме того, устанавливаются в нулевое состояние при выработке сигналов с выходов схем 9 и 10 соответственно, Значения счетчиков 7 и 8 сравниваются в схемах 9 и 10 с порого-25 выми значениями среднего числа сбоев и ошибок на отказ. Если значения счетчиков достигают пороговых, то со схем 9 и 10 поступают сигналы о возможном постепенном отказе в блок 12 на счетчик 23, осуществляющий подсчет спрогноэированных отказов, Число прогрозируемых отказов определяется по следующим формулам ким данным и надежности объекта и хранящиеся в блоке 14 памяти, На сумматоре 24 определяется общее число отказов (фактических и с5 спрогноэированных) п + n + и

OTK ОТК OTK

Затем на делителе 25 осуществляется вычисление коэффициента о по зависимости (9), Вычисленное значение коэффициента о!. поступает на четвертый вход блока ll в котором он используется при вычислении прогнозируемых значений показателей надежности. На первый вход блока 11 от счетчика 4 поступает значение времени Т, на второй вход — значение времени То, на третий вход иэ первого, второго и третьего регистров блока 14 памяти поступают значения То, Т е и t,,Êàê среднее время То наработки на откаэ, так и время Те восстановления корректируются после каждого восстановления фактически неработоспособного объекта и заносятся в первый и второй регистры блока 14 памяти соответственно, Пульт 13 дает команду блоку 11 на коррекцию значений Т и Т, Коррекция осуществляется пп следующим зависимостям:

Т;, (i-1)+Тп, о! 1 с6

01K оы и — целая ча о к с6 о!! где и от !!

35 целая часть - - ; (10) и и ц сть --- (11) мА оы

40 число спрогноэированных отказов на текущем интервале после предыдущего технического обслуживания; 45 и с — содержимое счетчика 7, сБ определяющее число сбоев первого вида на текущем интервале времени после прелы дущего технического обслуживания; п — математическое ожидаО с!! ние числа сбоев первого и второго вида

55 на интервале времени между техническими обслуживаниями, определяемые по статичесгде Т вЂ” среднее время наработки на о!

i-й отказ;

Т вЂ” среднее время нар".áoòêè на

01-1 (i-1)-й отказ;

Т вЂ” текущее время наработки на

П1

1-й отказ;

Т, — среднее время восстановлеЬ! ния при i-м отказе;

Т, — среднее время восстановлее;, ния при (i-l)-м отказе;

То — текущее время восстановления при 1-м отказе, В зависимости от заданного с пульта 13 режима работы блок 11 определяет текущие или прогнозируемые значения показателей надежности. Например, вычисление Кр осуществляется следующим образом. На третий вход коммутатора 17 из первого и второго регистров блока 14 памяти поступают значения времени Т т Т> а на четвертый — из блока 12 коэффициента ос, При вычислении прогнозируемого эначе1492355 ни я показателя надежности на умиожителе 19 значение времени Т умножается на коэффициент.

При этом прогнозируемое значение среднего времени Т, наработки на от5 каз составляет и . Т„;

Т л о п + a!i + о отк и „и к no 1

10 т, е. время T> oL определяется с учетом спрогноэированных отказов (по случайным сбоям и ошибкам), а время

Т определяется с учетом ошибок первого рода как в значении T> ° (2), так 15 и в значении и, (3). Среднее время Т> также определяется с учетом. ошибок первого рода (3) и (5). Лалее на сумматоре 18 вычисляется сумма (Т K + Тв) и на делителе 20 величи- 20 на Т К делится на сумму (Та Ы + Тв ) .

Вычисленный показатель надежности К, через первый элемент ИЛИ 22 поступает на индикатор 16 и схему 15, в которой сравнивается с требуемым зна- 25 чением, хранящимся в седьмом регистре блока 14 памяти, Аналогично по соответствующим зависимостям определяются значения других показателей надежности, 30

Момент необходимости проведения технического обслуживания объекта определяется при невыполнении одного из условий: То T; P(t) P(t);

К < = K, Сигнал о необходимости проведсния технического обслуживания выдается на блок 16, Формула изобретения

Устройство для определения noxasaтелей надежности объектов по авт,св, У 1170466, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства путем учета ошибок первого рода, в устройство введены третий элемент И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса второго счетчика, а второй вход элемента

ИЛИ, вход элемента НЕ и вычитающий вход третьего счетчика служат дополнительным входом устройства для пода. чи сигнала об ошибке, выход элемента

НЕ связан с первым входом третьего элемента И, второй вход которого яв- ляется входом устройства дпя подачи сигнала об окончании восстановления объекта, выход третьего элемента И соeдинен с входом ждущего мультивибратооа. 492355

dA 11

Составитель Б, Воронков

Техред А.Кравчук Корректор Т.Колб

Редактор Г, Волкова

Заказ 3879/51 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбйнат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ИМИ + фей S

ЮИаэ до&У

OmEa9

ll 10

&77 dg Ю