Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия

 

Изобретение может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять рациональные периоды технического обслуживания, время активного существования и коэффициент готовности изделий. Цель изобретения - повышение информативности устройства. В него введены второй и третий элементы задержки, четвертый блок умножения и второй ключ. Изобретение, не снижая возможностей базового устройства, позволяет определять время активного существования и коэффициент готовности изделия, если изделие обслуживать с периодом контроля и технического обслуживания, обеспечивающим заданный коэффициент готовности и минимально возможный непроизводительный расход ограниченного ресурса изделия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1587555 А2 (5()5 G 07 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР и (ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (61) 1509963 (21) 4391585/24-24 (22) 10.03.88 (46) 23.08.90. Бюл. (ч 31 (72) Г.Н. Воробьев, В.Д. Гришин и А.Н.Тимофеев (53) 681. 178(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР йг 1509963, кл. G 07 С 3/08, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА КОНТРОЛЯ И

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять рациональные периоды

Изобретение относится к устройствам контроля, может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять рациональные периоды технического обслуживания, время активного существования и коэффициент готовности изделий и является усовершенствованием устройства по авт. cs. N 1509963.

Целью изобретения является. повышение информативности устройства за счет определения времени активного существования изделия на заданном ограниченном ресурсе и коэффициента готовности иэделия при обслуживании его оптимальным периодом контроля и технического обслуживания, обеспечивающим заданный, коэффициент готовности и минимально возможный непроизводительный расход ограниченного ресурса изделия.

Если изделие обладает запасом ограниченного ресурса R, в режиме нормального технического обслуживания, время активного существования и коэффициент готовности иэделий. Цель изобретения повышение информативности устройства. В него введены второй и третий элементы задержки, четвертый блок умножения и второй ключ, Изобретение, не снижая возможностей базового устройства, позволяет определять время активного существования и коэффициент готовности изделия, если изделие обслуживать с периодом контроля и технического обслуживания, обеспечивающим заданный коэффициент готовности и минимально возможный непроизводительный расход ограниченного ресурса изделия. 1 ил. функционирования и в состоянии отказа оно расходует в единицу времени в среднем

С единиц ресурса, а за каждый сеанс технического обслуживания изделия расходуется

g единиц ресурса, то уравнение баланса по ресурсу R записывается следующим образом:

N (Cr+g) = R, (1) где z — период между сеансами технического обслуживания;

N — число сеансов.

Поскольку момент поступления отказа случаен, то, используя вероятность безотказной работы Р(т), среднее время полезного функционирования иэделия на периоде т т тф = f Ð(t) с(т. о

Среднее время пребывания иэделия в состоянии отказа на периоде т

1587555

Qp(t ) =min Сср(t)

К, (г*) > К, " (4) Время на техническое обслуживание значительно меньше периода г (это видно иэ уравнения (1)), при этом зависимость

Кб (t) будет монотонно убывающая функция.

При отыскании периода t возможны два случая;

1. Задан коэффициент готовности

К 1"", Используя первое условие системы (4), определяется t1, соответствующее миtQ =t tÔ.

При этом величина среднего непроизводительного расхода ограниченного ресурса Сср равна 5

Ccp =N(Cto+g ), Задача -обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса иэделия формулируется следую- 10 щим образом: найти такой период, при котором

Сср (t ) = min Сср (т) (2)

При эксплуатации многих изделий является важным организовать обслуживание таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая готовность изделия к выполнению целевой задачи. Эта готовность может оцениваться коэффициентом готовности, который определяется выражением к,= Ф=- Ф= ф

Т NF т (3)

Т, Nt где Тф — среднее время полезного функционирования изделия на ресурсе R, т.е. в течение которого изделие выполняет целевую задачу, либо готово к ее выполнению (изделие работоспособно):

Тс — время активного существования изделия на ресурсе R. Это время, в течение которого изделие находится не только в работоспособном состоянии, но и в состоянии отказа и TO (включая контроль состояния изделия).

Пусть задан коэффициент готовности изделия К, ", тогда задача определения периода т, обеспечивающего заданный Кг и минимально возможный непроизводительный расход Сср изделием своего ограничительного ресурса, сформулируется следующим образом: найти такой период, при котором к нимальному Сср = Сг . При этом

Кг (t<) Кг1 ", Поэтому найденный г1 и есть искомый период ТО изделия, а время активного существования изделия

Тс — N б1

2, Задан коэффициент готовности

Кг2"". Используя второе условие системы (4), находим т2, соответствующее

Кгг (ty) Кр2 " . При этом средний непроизводительный расход ресурса изделия не достигает своего минимального значения, но будет минимально возможным С<>

=Сср2*. Время активного существования изделия будет Т, = N г2

Предполагаемое устройство позволяет аппаратурно реализовать рассмотренную модель.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 времени (генератор ступенчатого напряжения), блок

2 нелинейности (функциональный преобразователь). реализующий функцию вероятностн безотказной работst p pj = exp (— kt ) интегратор 3, первый сумматор 4, первый 5 и второй б блоки умножения, второй 7 и третий 8 сумматоры, первый блок 9 деления, третий блок 10 умножения, первый элемент

11 задержки, первый блок 12 сравнения, первый ключ 13, второй блок 14 деления, второй блок 15 сравнения, элемент И 16, элемент ИЛИ 17, второй 18 и третий 19 элементы задержки, четвертый блок 20 умножения, второй ключ 21.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 времени с шагом At задает в порядке нарастания последовательность возможных значений периода ТО изделия т) =т — 1+ Лт, j = 1,2,3... Каждое очередное значение tj с выхода датчика 1 времени засылается в первый сумматор 4, а также в блок 2 нелинейности, где реализуется функция P(t) на интервале (О, tj ) . Сигнал Р(т) с выхода блока 2 нелинейности поступает в интегратор 3, где интегрируется. Верхний предел интегрирования определяется текущим значением г) . С выхода интегратора сигнал

7;

tyj =,) Р (t) 6 t соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия на периоде ц, поступает на второй вход первого сумматора 4, где реализуется функция

1587555

Nj = — ---—

CZj +g

55 то = tj — гр; . Сигнал т0 с выхода первого сумматора 4 подается на первый вход второго блока 6 умножения, на второй вход которого с первого входа устройства поступает параметр С, определяющий расход ресурса в единицу времени. Результат перемножения с выхода второго блока 6 умножения передается на первый вход третьего сумматора 8, на второй вход которого с второго входа устройства поступает параметр g, определяющий расход ресурса на один сеанс TO изделия. Результат суммирования С ioj + ц с выхода третьего сумматора 8 засылается на второй вход третьего блока 10 умножения.

В то же время сигнал ij с выхода датчика

1 времени поступает на первыи вход первого блока 5 умножения, на второй вход которого поступает параметр С. Результат перемножения С т) суммируется во втором сумматоре 7 с параметром g и передается на первый вход первого блока 9 деления, на второй вход которого с третьего входа устройства поступает параметр R, определяющий запас ограниченного ресурса изделия.

Результат деления с выхода блока 9 подается на первый вход третьего блока 10 умножения. С выхода этого блока сигнал С,р; = N; (С гп + g), соответствующий среднему непроизводительному расходу ресурса при заданном датчиком 1 времени значении т;, посылается на вход первого элемента 11 задержки и на первый вход первого блока 12 сравнения, на второй вход которого с выхода первого элемента 11 задержки поступает сигнал, соответствующий C

50 производительного расхода ресурса, т.е. выполнению первого условия системы (4).

Одновременно с описанным процессом отыскания г производятся вычисления, связанные с выполнением второго условия системы (4), Это происходит следующим образом, Выработанное датчиком 1 времени, значение т; подается на первый вход второго блока 14 деления, на второй вход которого с выхода интегратора 3 поступает величина гф . Результат деления

К пг) — — )

TJ соответствующий текущему значению коэффициента готовности иэделия, с выхода блока 14 подается на второй вход второго блока 15 сравнения, на первый вход которого с четвертого входа устройства поступает параметр К, ", определяющий величину заданного коэффициента готовности изделия.

Во втором блоке 15 сравнения величины Кг1 и К "д сравниваются между собой. Если окажется. что Кп Кг, то на первом выхозад де второго блока 15 сравнения появляется управляющий сигнал на выдачу датчиком 1 времени очередного z; + 1 значения периода и передается на первый вход элемента И 16.

Если при этом на втором входе этого элемента действует управляющий сигнал от первого блока 12 сравнения, то этот сигнал пройдет на вход датчика 1 времени, в результате чего датчик 1 времени вырабатывает новое значение периода j +w-1< =— = тò) + +ЛЛ iг, и процесс вычисления Сср и Kr повторится, но уже при новом ".;,+ 1 значении периода, и: т.е. процесс определения z продолжается, Если же при сравнении во втором блоке 15 сравнения окажется, что К j(<К,"д, то управляющий сигнал поя- . вится на втором выходе этого блока и будет подан на второй вход элемента ИЛИ 17, что соответствует завершению процесса опре- деления периода технического обслуживания изделия, обеспечивающего коэффициент готовности изделия не менее заданного, т,е. выполнению второго условия системы!4). При этом оптимальным будет период т;-1, а коэффициент готовности

>К зад

Таким образом, при появлении управляющего сигнала, хотя бы на одном из входов элемента ИЛИ 17, отыскание оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия прекращается. а с выхода элемента ИЛИ 17 подается разрешающий сигнал на управляющие входы первого 13 и

1587555 второго 21 ключей. При этом значение оптимального периода r = r -1 с второго выхоk да датчика 1 времени через первый ключ 13 поступит на первый выход устройства и на второй вход четвертого блока 20 умножения, на первый вход которого с выхода первого блока 9 деления через второй элемент

18 задержки поступит значение числа сеансов обслуживания изделия N*, если изделие обслуживать оптимальным периодом т, В результате на выходе четвертого блока 20 умножения и на третьем выходе устройства будет значение времени активного существования иэделия Тс =. N т, С выхода второго блока 14 деления через третий элемент 19 задержки на информационный вход второго ключа 21 и с выхода второго ключа 21 на второй выход устройства поступит значение коэффициента готовности иэделия Кг*, если изделие обслуживать оптимальным периодом.т

На этом работа устройства заканчивается.

Положительный эффект, который дает предлагаемое изобретение, состоит в том, что оно, не снижая возможностей известного устройства, позволяет определять время активного существования и коэффициент готовности изделия, если изделие обслуживать периодом контроля обеспечивающим заданный коэффициент готовности при минимально возможном непроизводительном расходе ограниченного ресурса изделия, Экономический эффект от внедрения . . предлагаемого устройства можно оценить величиной предотвращенного ущерба, Этот ущерб может возникнуть за счет срыва выполнения целевых задач на изделии вследствие его функционирования не с заданным коэффициентом готовности, а также вследствие срыва запланированных

5 работ из-за незнания времени активного существования изделия на заданном запасе ресурса R, Величину предотвращенного ущерба можно оценить по формуле п

10 S =, ), Si, 1=1 где Si — ущерб от срыва i-й работы по причине;

i-я работа застала изделие в неработосr1OCO6HOM COCTOR HAM:

i-я работа застала изделие, когда ресурс изделия израсходован.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания иэделия по авт. св. N 1509963, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены второй и третий элементы задержки, второй ключ и четвертый блок умножения, выход которого является первым дополнительным выходом устройства, выход первого блока деления через второй элемент задержки подключен к первому входу четвертого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, выход второго блока деления через третий элемент задержки подключен к ин35 формационному входу второго ключа, выход которого является вторым дополнительным выходом устройства, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа.

Составитель В.Скворцов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор Г.Гербер

Заказ 2423 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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