Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия

 

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделий. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, блоки 2 и 13 нелинейности, интеграторы 3 и 14, сумматоры 5 и 11, блоки 4 и 9 умножения, делители 6 и 15, усилители 10 и 12, блок 7 сравнения и ключ 8. Изобретение позволяет определять оптимальную интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и технического обслуживания доставляет максимум времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИК (51)5 С 07 С 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ 1ННТ СССР

1 (21) 4603752/24-24 (22) 28,09.88 (46) 23.07.90. Бюл. N 27 (72) Г.Н.Воробьев, В;Д.Гришин и А.Н.Тимофеев (53) 681. 178 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 758210, кл. С О? .С 3/08, 1978. (54) устроЙстВО для ОпреДелениЯ ОптиИАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптималь+

„„90„„1580414 А 3 ные периоды контроля и технического обслуживания изделия ° I,åëüþ изобретения является повышение надежности устройства. Устройство содержит гене. ратор 1 ступенчатого напряжения, блоки 2 и 13 нелинейности, интеграторы

3 и 14, сумматоры 5 и 11, блоки 4 и 9 умножения, делители 6 и 15, усилители

10 и 12 блок 7 сравнения и ключ 8.

Изобретение позволяет определять оптимальную интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и технического обслуживания доставляет максимум времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе. 1 ил.

1ý80414

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использова8о в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальную

5 интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и технического обслуживания доставляет максимум времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.

Целью изобретения является повышение надежности устройства путем определения интенсивностей отказов, доставляющих максимум времени полезного функционирования иэделия при заданном «5 периоде технического обслуживания.

Время активного существования изделия Тс — зто время, в течение которого изделие может полезно функционировать (выполнять целевое назначеНие)» находиться в состоянии отказа, Контроля и технического обслуживания.

Ограниченный ресурс изделия R опредеЛяет время Т„ и расходуется им на целевое функционирование, в состоянии р

Отказа, а также на контроль и техниЧеское обслуживание.

Среднее время полезного функционирования Тф — это время активного су1 ществования, уменьшенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполнять целевое назначение вследствие наличия отказа аппаратуры изделия.

Пусть .задан период контроля и тех- З нического обслуживания изделия

Если интенсивность отказов изделия мала, изделие очень надежно, то значительная часть ресурса расходуется на контроль и техническое обслуживание изделия напрасно, так как период л не соответствует надежности. Если интенсивность отказов изделия велика, то изделие значительное время может находиться в состоянии отказа из-за неправильного выбора периода восстановления издезтия и время Т ф мало.

Отсюда слеДует, что существует такая оптимальная интенсивность отказов (или такая требуемая надежность) иэделия, которая при заданном периоде

S0 контроля и технического обслуживания доставляет максимум времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.

Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса величиной Е» который расходуется им на время активного существования. В режиме целевого функционирования изделие в среднем расходует в единицу времени

Сф единиц ресурса, а при отказе—

С,» единиц ресурса.

Известно также, что на каждый контроль и техническое обслуживание изделия в среднем расходуется g единиц ресурса. Контроль и техническое обслуживание осуществляются в плановые сеансы с периодичностью б . Тогда уравнение баланса по ресурсу R имеет вид

N (СфсФ Со о+К) = К» где — среднее время полезного

Ф функционирования изделия на периоде д; среднее время нахождения о Ф изделия в состоянии отказа на периоде б;

N — число сеансов контроля и технического обслуживания изделия на ресурсе R, Из уравнения баланса определяют

N с =. +с,=„,+g

Среднее время полезного функционирования изделия на ресурсе R рл тф -- Në срф+с +д о "о

Пусть появлейие отказов в изделии подчинено экспоненциальному закону с постоянной интенсивностью отказов

Тогда, если Р(г.) — вероятность безотказной работы изделия за время то среднее время полезного функционирования иэделия б ф на периоде л л

-At

С»- IP(t)dt=1е dt . о . 0

Подставляя значение б в уравнение

Ф для определения среднего времени полезного функционирования изделия на ресурсе R и учитывая, что получают

RS e Л ae т,= Я

Ь

=Тф(Л» б).

Задача обоснования требуемой интенсивности отказов изделия М+» которая при заданном перИоде контроля и технического обслуживания доставляет максимум времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе, формируется следующим образом: найти такую требуемую интенсивность отказов иэделия Л", при которой

1580414

d Ti(A» „) I ï л о, где 1, — заданный период контроля

Зад и технического обслужива- 5 ния изделия.

Предложенная математическая модель позволяет найти требуемую интенсивность отказов изделия Я", которая при заданном периоде контроля и техничес- 10 кого обслуживания доставляет максимум, времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе и может быть реализована аппаратурно.

Перепйсывают формулу определения среднего времени полезного функционирования изделия на ресурсе R в следующем виде:R R

Са(+ Я)+а С (c-éÚ+ ф О де.. ф о 9„ д е е Ы 40 ! 0 о

После незначительных математических преобразований получают

Ь4

V л и

1,-di

А -ht о о — — — — -- ) — — — — ——

Ср(ь+д }+д С (7 - dQ)+g

На чертеже приведена блок-схема устройства, Устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, первый блок

2 нелинейности, первый интегратор 3, .первый блок 4 умножения, первый сумматор 5, первый блок 6 деления, блок

7 сравнения, ключ 8, второй блок 9 умножения, первый усилитель 10, второй сумматор 11, второй усилитель 12, второй блок 13 нелинейности, второй

50 р 20

T (Л } — — — — — — — —— ф Э С n+g

С -С + -„ -- ——

Ф о с Л

I б

Для интенсивности отказов изделия 25

Л=О

Т ф(Л, + 6 > T, (Л, С вЂ” Л . ) .

При увеличении интенсивности отказов иэделия Л наступает такой момент, когда Тф(Л,1.+Di) станет меньше, чем 30

Тф(Л,ь-g7). Это значение интенсивности отказов изделия Л и будет оптимальным (относительно заданного с — периода технического обслуживания).

Для его нахождения необходимо решить неравенство

35 интегратор 14 и второй блок 15 деления.

Устройство работает следующим образом, Датчик интенсивности отказов I с шагом дЛ задает в порядке нараста.— ния последовательность возможных значений интенсивности отказов изделия Л

Л1 = л +Зле 3=1 1 21 3е ° ° ° е Ла =О.

Значение интенсивности отказов изделия Л поступает на первые входы

1 обоих блоков 2 и 13 нелинейности.

С третьего входа устройства на входы усилителей 10 и 12 поступает значение периода контроля и технического обслуживания иэделия с, Усилители 10 и 12 имеют разные коэффициенты усиления, но такие, что на выходе первого усилителя значение периода контроля и технического обслуживания изделия .-д, а на выходе второго усилителя

12 — 7 +d c. Значение периода контроля и технического обслуживания изделия

i- die выхода первого усилителя 10 поступает на второй вход первого блока 4 умножения и на второй вход первого блока 2 нелинейности. При каждом значении Л в первом блоке 2 нелинейJ ности формируется функция P(t)=e "3

На ИНтЕРВаЛЕ (O,nV — Д V$, КОтОРаЯ ПОДается на первый вход первого интегратора 3. В последнем осуществляется интегрирование функции P(t) на интервале времени С,i- Q1,), На выходе первого интегратора 3 формируется эначенйе, соответствующее среднему времени полезного функционирования изделия на периоде Ы -LI<.

1 л

"д t ее=5 е

- о

Значение 1,ф с выхода первого инл

1 тегратора 3 поступает на второй вход первого блока 6 деления. На первый вход первого блока 4 умножения с первого входа устройства поступает значение расхода ресурса изделия в единицу времени в состоянии отказа С о

Результат перемножения С (2 -Д1:) с выхода первого блока 4 умножения поступает на второй вход блока первого сумматора 5, на первый вход которого с второго входа устройства поступает значение расхода ресурса изделия на каждый контроль и техническое обслуживание g. Результат сложения С (1:о

1580414 ill)+g c выхода первого сумматора 5 поступает на первый вход первого блока б деления. Результат деления л

J "-Л, „, 5 о»

С0 (с-Д 6)+g

-Л + л+ л

2=11 dt. о

Значение t,ó

Результат перемножения Сд(<+Bi) с вы- щ хода второго блока 9 умножения поступает на первый вход .второго сумматора

11, на второй вход которого с второго входа устройства поступает значение

Расхода ресурса изделия на каждый 45 контроль и техническое обслуживание g.

Результат сложения С (t,+gt,)+g с выхода второго сумматора 11 поступает на второй вход второго блока 15 деления.

Результат деления +Я ь

-hjt о

С (бг+ д/„ )+К 55 с выхода второго блока 15 деления поступает на второй вход блока 7. В посс выхода первого блока б деления пос- 10 тупает на первый вход компаратора.

Зйачение периода контроля и техническОго обслуживания изделия +d1с с выхОда второго усилителя 12 поступает на первый вход второго блока 9 умножения и второй вход второго блока 13 нелинейности. При каждом значении A.

1 во втором блоке 13 нелинейности формйруется функция p(t)=e j на интервале времени (О, t, + 88 которая подается на первый вход второго ичтегратфра 14. В последнем осуществляется интегрирование функции P(t) на интервале времени (О,c+d1c j. На выходе второго интегратора 14 формируется зна- 25 чение, соответствующее среднему времени полезного функционирования иэдел на периоде ь +,1 ° леднем сравниваются между собой два значения: а о

С (д-4 )+g С (+- Д+- !

При этом, если S < S то с вто1 29 рого выхода блока 7 подается управля" ющий сигнал на вторые входы интеграторов 3 и 14 и на вход генератора 1.

По этому сигналу оба интегратора 3 и 14 сбрасываются в нуль, а генератор

1 выдает новое очередное значение интенсивности отказов изделия Яj+ t t и весь цикл вычислений S u S повг торяется, но уже при новом Я. значе1б1 нии интенсивности отказов изделия.

Если окажется, что S 7 Б, то управляющий (разрешающий) сигнал с первого выхода блока 7 поступает на разрешающий вход ключа 8, на информационный вход которого с второго выхода генератора 1 поступает значение интенсивности отказов Я „., предыдущего такта работы генератора 1, равное требуемой интенсивности отказов изделия "= — которая при заданном периоде койтроля и технического обслуживания л ь доставляет максимум полезного времени функционирования изделия на заданном ресурсе. С выхода ключа 8 значение Л+ поступает на выход устройства. На этом работа устройства заканчивается, Формула из обретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее генератор ступенчатого напряжения, первый выход которого соединен с первым входом первого блока нелинейности, первый блок умножения, первый вход которого является первым входом устройства, первый сумматор, первый вход которого является вторым входом устройства, второй вход первого сумматора подключен к выходу первого блока умножения, а выход — к первому входу первого блока деления, блок сравнения, первый выход которого соединен с входом генератора ступенчатого напряжения, второй выход которого подключен к первому входу ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения, выход ключа яв1580414!

Составитель H.Áàãàíîâà

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 2015 Тираж 371 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 ляется выходом устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены первый и второй усилите5 ли, второй сумматор, второй блок умножения, второй блок нелинейности и второй интегратор, выход первого усилителя подключен к вторым входам первого блока нелинейности и первого 10 блока умножения, первый выход генератора ступенчатого напряжения соединен с первым входом второго блока нелинейности, второй вход которого объединен с входом второго блока умножения и подключен к выходу второго усилителя, выход второго блока нелинейности соединен с первым входом второго интегратора,- второй вход которого подключен к второму выходу блока сравнения, а выход — к первому входу второго блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого подключен к выходу второго блока умножения, второй вход которого является первым входом устройства, входы первого и второго блоков деления соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, второй выход которого подключен к второму входу первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого блока деления, второй вход. второго сумматора является вторым входом устройства, входы первого и второго усилителей являются третьим входом устройства.