Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия

 

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и может быть использовано при определении объемов технического обслуживания сложных систем (автоматизированных технологических линий, ЭВМ, средств связи), периоды которых регламентированы. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия содержит блок 1 ввода информации, первый и второй элементы задержки 2 и 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый блок 5 памяти, элементы И 6, блоки 7 нелинейного преобразования, элемент ИЛИ 8, интегратор 9, блок 10 деления, блок 11 умножения, запоминающий элемент 12, блок 13 сравнения, первый счетчик 14, второй блок 15 памяти, регистратор 16, дешифратор 17, второй счетчик 18 и третий элемент задержки 19. Устройство позволяет учитывать случайный разброс значений периодов проведения технического обслуживания сложных изделий (систем) и за счет этого повысить точность определения параметров обслуживания. Более точный и обоснованный выбор объемов технического обслуживания позволяет улучшить надежность систем, снизить нежелательные воздействия на те узлы аппаратуры, которые в профилактике не нуждаются, снизить затраты материальных, временных и людских ресурсов на проведение профилактических и ремонтных мероприятий. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 6 07 С 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4260663/24-24 (22) 11.06.87 (46) 15.01.90. Бюл.М 2 (72) В.А.Зеленцов, Я.Т..Абдалов и В.С.Солдатенко (53) 681.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 976461, кл. G 07 С 3/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 327139, кл. С 07 С 3/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и,может быть использовано при определении объемов технического обслужи„.,зо„„у36414 А

2 вания сложных систем (автоматизированных технологических линий, 3ВМ, средств связи), периоды которых регламентированы. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия содержит блок 1 ввода информации, первый и второй элементы задержки 2 и 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый блок 5 памяти, элементы И 6, блоки 7 нелинейного преобразования, элемент ИЛИ 8, интегратор 9, блок 10 деления, блок ll умножения, запоминающий элемент 12, блок 13 сравнения, первый счетчик 14 второй блок 15 памяти, регистратор

16, дешифратор 17, второй счетчик 18

1536414 и третий элемент задержки 19. Устройства позволяет учитывать случайный разброс значений периодов проведения технического обслуживания сложных изделий (систем) и за счет этого повысить точность определения параметров обслуживания, Более точный и обоснованный выбор объемов технического

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и может быть использовано при определении объемов технического обслуживания сложных систем (автоматизированных технологических линий, 3ВМ, средств связи), периоды обслуживания которых регламентированы.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Ллгорити функционирования устройства можно пояснить следующим образом.

При планировании технического обслуживания сложных систем на основе анализа особенностей функционирования и с учетои удобства планирования задается несколько возможных периодов обслуживания Т (1 = 1, Т) (например, 1 обслуживание проводить раз в восемь часов, раз в сутки, в неделю, в месяц и т.д.). .Множество возможных периодов проведения технического обслужияания определяет множество видов обслуживания, применяемых дпя конкретной системы, например ежедневное, еженедельное, ежемесячное и т.д. Задача организации обслуживания в этом случае заключается в определении для каждой подсистемы вида технического обслуживания, в которои ее необходимо обслуживать. Теи самым однозначно определяютсн объемы технического обслуживания системы для каждого вида обслуживания.

Одним из наиболее важных показателей качества функционирования сложных систем (изделий) является коэффициент 50 готовности. Значение коэффициента готовности для каждой подсистемы, входящей в состав сложной системы, зависит от периода ее обслуживания и определяется из выражения

I Р; (t)Jt

К 7 г n„., 1

1 обслуживания позволяет улучшить надежность систем, снизить нежелательные воздействия на те узлы аппаратуры, которые в профилактике не нуждаются, снизить затраты материальных, временных и людских ресурсов на проведение профилактических и ремонтных мероприятий. 3 ил. где ь, — период технического обслуживания i-й подсистемы;

Р (t)- функция надежности i-й подсистемы.

Значения », определяются видом технического обслуживания, к которому отнесена i-я подсистема. На практике периодичность технического обслуживания каждого вида является случайной величиной. Она иожет изменяться в некоторых пределах относительно своего среднего значения, Например, если подсистема должна обслуживаться ежемесячно, то ее период обслуживания может быть равен не только 30, но и

27, 28, 32 и т.д. дням, при этом каждому возможному значению Т;> периода обслуживания j-го вида можно поставить в соответствие вероятность Р ь того, что период обслуживания j-ro вида примет значение Т 1„ heH, где

Н вЂ” множество возможнйх значений

1 случайной величины Т ° . Соответствен.1 но, коэффициент готовности каждой

i-й подсистемы,при ее обслуживании в

j-м виде технического обслуживания также будет случайной величиной.

Среднее значение этой случайной величины определяется по формуле

К„; =, Р;„К, ° (T ° „), пе Н

3 где К (Т <) - значение коэффициента

r „ готовности -й подсистемы в случае, когда период ее обслуживания равен T>b.Безусловное математическое ожидание коэффициента готовности подсистемы равно

Г,„к„,, 1, если i-я подсистема обслуживается в j-м виде технического обслуживания системы;

О, в противном случае.

5 153641

При выборе конкретного вида технического обслуживания каждой подсистемы необходимо стремиться к максимазации показателя готовности всей системы. Большинство используемых

5 на практике систем (например, системы с последовательно-параллельным и параллельно-последовательным соединениями подсистем) обладают свойством монотонности. Это означает, в частности, что показатель готовности системы не убывает при возрастании показателя готовности любой подсистемы из ее состава. Поэтому решение задачи определения объемов технического об-. служивания таких систем состоит в отнесении операций по обслуживанию каждой подсистемы к тому виду технического обслуживания, при котором зна" 20 чение К„; подсистемы максимально. На изложенном алгоритме и основана работа устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода информации, первый 2 и второй 3 элементы задержки, генератор 4 тактовых импульсов, первый блок 5 памяти, элементы И 6, блоки 7 нелинейного преобразования, элемент ИЛИ 8, интегратор 9, блок 10 деления, блок 11 умножения, запоминающий элемент 12, блок

13 сравнения, первый счетчик 14, второй блок 15 памяти, регистратор 16, 40 дешифратор 17, второй счетчик 1 8 и третий элемент 19 задержки.

Первый блок 5 памяти (фиг.2) содержит первый 20 и второй 21 блоки запоминающих элементов и индикатор

22 нуля.

Первый 20 и второй 21 блоки запоминающих элементов (фиг.3) содержат запоминающие элементы 23, распределитель 24 импульсов и элемент ИЛИ 25.

Первый счетчик 14 предназначен для подсчета числа проанализированных для каждой подсистемы видов ТО. Он имеет два установочных и один счет55 ный (информацио нный) входы. Импульсы на счетный вход поступают с одного выхода блока 5 ° Один из установочных входов соединен с выходом блока 1

45.На фиг.1 представлена функциональ- 25 ная схема устройства; на фиг. 2 — то же, первого блока памяти; на фиг.3— выполнение первого и второго блоков ° запоминающих элементов.

4 6 ввода информации, с его помощью устанавливается разрядность счетчика 14, равная числу T видов технического об— служивания системы. Другой установочный вход соединен с выходом элемента

19 задержки. С его помощью счетчик 14 возвращается в исходное состояние после анализа очередной подсистемы и подготавливается тем самым к новому циклу работы по вычислению максимума показателя готовности для следующей подсистемы.

Установки блока 13 сравнения после анализа каждой подсистемы в первоначальное состояние заключается в обнулении входящего в состав блока 13 элемента памяти, прдназначенного для хранения эталонного значения показателя готовности подсистемы. По окончании анализа каждой подсистемы в элементе памяти записано максимальное значение показателя готовности для этой подсистемы. Если элемент памяти не обнулять, возможна неправильная работа устройства при анали,зе следующей подсистемы.

Устройство работает следующим обpaso ì.

Перед началом работы с первого и второго выходов блока 1 ввода информации (представляющего собой, например, наборное поле, набор осуществляется с помощью переключателей или кнопок) в блок 5 памяти записываются возможные значения T „ для всех T возможных видов технйческого обслужиЭ вания системы и соответствующие значения P > вероятностей того, что периоды обслуживания примут значения Т .

После записи Т и Р для каждого очередного вида обслуживания по обоим выходам записывается 0 (разделительный знак), затем происходит запись

T g и P для следующего вида технического обслуживания и т.д. Через один из выходов блока 1 осуществляется настройка блоков 7, реализующих функции P° (t). С одного из выхоцов блока 1 устанавливается максимальная разрядность первого счетчика 14, равная числу Т видов технического обслуживания системы.

Устройство начинает работать с момента подачи импульса "Запуск" с одного из выходов блока 1 на генератор 4 тактовых импульсов. Тактовые импульсы осуществляют считывание из блока 5 значений Т и Р . Сигналы, соответ1536414 ствующие значениям Т ), и P 1,, появля) ются одновременно на первом и втором выходах блока 5. В начальном состоянии на первом выходе дешифратора 17

5 и, соответственно, на входе элемента

И 6 с перым порядковым номером присутствует высокий потенциал, поэтому значения Т, подаваемые с выхода блока 5 на первый вход элемента И 6, про-10 ходят на вход первого блока 7 нелинейного.преобразования, соответствующего первой из подсистем рассматриваемой системы (изделия). В этом случае каждый из узлов 20 или 21 работает следу-15 ющим образом.

Перед началом работы в первые А1 запоминающие элементы 23 записывают.— ся по порядку значения Т ц, ..., Т ),, или (дпя узла 21) Р„, ..., Р,A ), В следующий запоминающий элемент 23 ничего не з аписывается, его содержимое равно О. Затем в последующие А) элементы 23 записываются значечия Т«, ее Т р (или Pg< > чае PgA )> 25

t затем — вновь О, и т.д. I раз. В процессе работы устройства импульсы с выхода генератора 4 поступают на вход распределителя 24 импульсов, с выходов которого последовательно по" 30 даются на входы запоминающих элементов 23. Сигнал, соответствующий содержимому элемента 23, на который поступил импульс опроса, поступает на вход элемента ИЛИ 25 и с его выхода — на выход блока, Импульс,,поступающий на вход блока с выхода элемента 19 задержки, проходит на вход распределителя импульсов и возвращает его в исходное состояние, 40 подготавливал тем самым блок 5 к анализу очередной подсистемы.

Значения функции Р;() для

1 через элемент ИЛИ 8 засылаются в интегратор 9. Верхний предел интегри- g5 рования определяется текущим значением первого выхода блока 5. С интегратора сигнал, соответствующий величине т )И

5G

j P,(e)Je, о поступает на вход блока 10 деления, на другой вход которого поступает текущее значение Т ° с блока 5 памя 1) ти. На управляющий вход блока 10 деле. ния и на вход блока 11 умножения подается сигнал, соответствующий значению Р . Для блока 10 этот сигнал является управляющим, для блока 11 информационным. Длительность его за держки на элементе 2 равна времени прохождения сигнала через блок 7, элементы 6 и 8 и интегратор 9, При появлении сигнала на входе блока 10 деления осуществляется считывание результата деления, соответствующего значению о

Это значение подается на вход блока

11 умножения, с выхода которого сигнал, соответствующий произведению записывается в запоминающий элемент

12.

При появлении на выходах блока 5 новых значений Т 1) <, P ° 1), описанный ф( цикл работы устройства повторяется.

Новое значение произведения Р;1),<»

«h. (Т 1...) записывается в запоминающий элемент 12 и суммируется с его содержимым. После того, как найдены значения P 11 К, (Т 1,) для всех

hRH, в накопителе находится значение

R Р К (Т )

heH;

После того, как из блока 5 считаны значения P 1, и Т для всех hEH>, следующий тактовый импульс с генератора 4 вызывает появление импульса на одном из выходов блока 5. Этот импульс увеличивает на единицу содержимое счетчика 14, и оно становится равным номеру 1 проанализированного вида обслуживания, Этот же импульс через второй элемент 3 задержки проходит на стробирующий вход блока 13 сравнения. С приходом этого импульса в блоке 13 осуществляется сравнение значения К)-., подаваемого с выхода накопителя„ со значением показателя готовности для предыдущего вида обслуживания Кp,, . На первом шаге вычислений значение К .; сравнивается с нулем. Если K ) К „,, то на г 11-) выходе блока 13 появляется импульс и подается на вход второго блока

l5 памяти. С приходом этого импульса в блоке 15 осуществляется запоминание номера j, подаваемого на вход блока 15 с выхода счетчика 14. Благодаря наличию элемента 3 задержки изменение

1536414

10 содержимого счетчика 14 происходит раньше, чем появляется импульс на выходе блока 13.

Таким образом, после анализа всех

5 видов технического обслуживания в блоке 15 памяти присутствует значение j, при котором значение К,; максимально ° После прихода на счетчик

14 I-го импульса Hà его втором вы10 ходе появляется импульс переполнения.

По срезу этого импульса осуществляется считывание значения с выхода о блока 15 в регистратор 16. С приходом этОГО сигнала на регистраторе осуще ствляется также фиксация того номера выхода дешифратора 17, на котором гри« сутствует в данный момент высокий потенциал. Это означает, что на регистраторе зафиксированы номер подсисте- 20 мы (в данном случае — первый) и соот- . ветствующий этой подсистеме наилучший из возможных вид технического обслуживания.

Импульс переполнения с выхода пер- 25 вого счетчика 14 через третий эле .ент

19 задержки проходит на второй счетчик 18, увеличивая его содержимое на единицу. Длительность задержки импульса на элементе 19 выбирается такой, чтобы импульс на его выходе появлялся после завершения процедуры регистрации в блоке 16. После увеличения содержимого счетчика 18 высокий потенциал присутствует на втором выходе дешифратора. 17, и сигналы с выхода блока 5 проходят через элемент И 6 с порядковым номером 2 на второй блок 6, реализующий функцию P„(t;), Импульс с выхода элемента 19 задержки устанав.»0 ливает в первоначальное состояние счетчик 14, блок 13 сравнения и первый блок 5 памяти, подготавливая их к выбору вида обслуживания второй под-. системы. Затем цикл работы устройства 5 повторяется.

Максимальная разрядность второго счетчика 18 устанавливается равной числу подсистем в изделии, поэтому после завершения выбора видов обслуживания для всех подсистем на втором выходе счетчика 18 появляется импульс, по которому прекращается работа генератора 4. На регистраторе 16 зафикси55 рованы возможные виды технического обслуживания изделия (системы) и номера подсистем,. соответствующие каждому из видов обслуживания. Тем самым решается задача оптимизации технического обслуживания изделия (системы).

Блок 5 памяти работает следующим образом. В первый 20 и второй 21 блоки запоминающих элементов записываются значения Т > и P „ соответственно с выходов блока 1. После записи этих значений для каждого вида обслуживания в оба блока записывается О, затем осуществляется запись Т, 1, и р <1, для следующего вида обслуживания и т.д. В процессе работы устройства импульсы с выхода генератора 4 поступают одновременно на блоки 20 и 21 и на их выходах появляются соответствующие значения Т и Р 1,.

Если с приходом очередного тактового импульса сигнал на выходе блока 21 отсутствует (это соответствует ситуации, когда считывание значений Т q и P 1, для очередного вида обслужива5 ния завершено), появляется импульс на выходе индикатора 22 нуля, который проходит на вход второго элемента

3 задержки и первого счетчика 14. После завершения считывания всех Т q u

Р;1, для очередной подсистемы и обработки этих значени»» в устройстве импуль с с выхода элемента 1 9 з адержки поступает в блоки 20 и 21, возвращая их в первоначальное состояние и подготавливая тем самым к циклц считывания значений Т 1, и Р 1, для следующей подсистемы.

Таким образом, устройство позволяет учитывать случайный разброс значений периодов проведения технического обслуживания сложных изделий (систем) и за счет этого повысить точность определения параметров обслуживания. Более точный и обосно-. ванный выбор объемов технического

Обслуживания позволяет улучшить надежность систем, снизить нежелательные воздействия обслуживающегс персонала на те узлы аппаратуры, которые в профилактике не нуждаются, снизить затраты материальных, временных, людских ресурсов на проведение профилактических и ремонтных мероприятий.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее блок сравнения, блок ввода информации, первые выходы которого соединечы с

1536414

12 первыми входами блоков нелинейного преобразования, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого через интегратор соединен с первым входом блока деления, второй выход блока ввода информации подключен к первому входу первого счетчика, третий выход блока ввода информации соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, первый выход второго счетчика подключен к входу дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами регистратора и с соответствующими первыми входами элементов И, выходы которых подключены к вторым входам .блоков нелинейного преобразования, выход первого, элемента задержки соединен с вторым входом блока деления, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены блоки памяти, элементы задержки, блок умножения и запоминающий элемент, четвертые выходы блока ввода информации соединены с первыми входами первого блока памяти, первый выход которого подключен к второму входу первого счетчика и через второй элемент задержки — к первому входу блока сравнения, выход которого соеди" нен с первым входом второго блока памяти, выход которого подключен к второму входу регистратора, второй вход первого блока памяти объединен с входом второго счетчика, с вторым входом блока сравнения, с третьим входом первого счетчика и подключен к выходу третьего элемента задержки, выход первого счетчика подключен к входу третьего элемента задержки и к второму входу второго блока памяти, третий вход которого соединен с вторым выходом первого счетчика, второй выход второго счетчика подключен к второму входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с третьим входом первого блока памяти, второй выход которого подключен к входу первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока умножения, третий выход первого блока памяти соединен с вторыми

25 входами элементов И, с третьим входом блока деления, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выход которого через запоминающий элемент соединен с третьим входом

gp блока сравнения.

1536414

Составитель И.Рыбаков

Т ехр ед М, Дидык

Редактор А.Маковская

Корректор М.Максимишинец

Заказ 1!l Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101