Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия

 

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике.Сущность изобретения: устройство содержит один блок 1 извлечения квадратного поршня , один блок 2 нелинейности, один блок 3 возведения в степень, один регистратор k, четыре блока 5-8 умножения, 5-2-7-8- -6- , 3-8, 1-6, 2 kin., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (51) 5 G 07 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

{21) 4796659/24 (22) 27.02.90 (46) 23,06.92. Бюл. ФГ 23 (72) A.Б.Михайлов (53) 681.178(088„8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1309063, кл. С 07 С 3/08, 1987, Авторское свидетельство СССР

11 1059593, кл. G 07 C 3/10, 1982.

„„SU „„1742839 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОП- 1 ТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к устройствам контроля и может быть ис.пользовано в научных исследованиях и технике.Сущность изобретения: устройство содержит один блок 1 извлечения квадратного поршня, один блок

2 нелинейности, один блок 3 возведения в степень, один регистратор 4, четыре блока 5-8 умножения, 5-2-7-8-6-4, 3-8, 1-6, 2 ул„, 2 табл, где Т - среднее время полезного функГ ционирования иэделия, т.е. время, в течение которого оно выполняет или может (готово) выполнять целевую задачу;

Т - заданное время Функционирования изделия, в течение которого изделие не только способно выполнять или выполняет целевую задачу, но и находится в состоянии отказа, а также технического обслуживания.

Пусть техническое обслуживание изделия производится с периодичностью

Л

I и среднеи длительностью единиц времени. Отказы, возникающие на пеЛ риоде с, обнаруживаются только в результате контроля. Тогда для дежурной системы выполняется следующее условие:

1 г(ж

К = -"" "--=--, (2}

1 C+$ где Р(с) -- вероятность безотказной работы изделия на интерееле еееменл О,t), Анализируя выражение (2), видно, что при конечном значении Ir и при11. - 0

3 . 1

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и техни" ке, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий.

Многие технические системы (изделия) функционируют в так называемом дежурном режиме. Перевод этих изделий в режим целевого функционирования

/ применения) производится в какой" то, возможно и случайный, момент времени. Наличие отказа в изделии в этот момент времени приводит к срыву Bbtполнения целевой задачи. Для поддер" жания изделий в работоспособном состоянии они периодически подвергаются техническому обслуживанию, заключающемуся в контроле и.ремонте (восстановлении) иэделия при обнаружении отказов.

Важнейшей характеристикой изделий, работающих в дежурном режиме, являетСЯ КОЭФФИЦИЕНТ ГОТОВНОСТИе КОТОРЫЙ может быть определен соотношением

К .= -- (1)

Tñ

742839 4 числитель дроби обращается в ноль

Л е следовательно, К; 0. При с- Оочислитель дроби представляет сооой orра а е еуе величину, а знаменательwoo» следовательно, К -«О. Из этого следует, что существует такой период технического обслуживания изделий, при котором коэффициент готовности принимает максимальное значение. Если обозначить такой период символом ñ и назвать его оптимальным (в смысле указанного критерия), то можно записать задачу определения оптимального периода технического обслуживания в виде л6 =агах Кг. (>)

Это уравненйе может быть решено с использованием итерационного алго2О ритма, заключающегося в пошаговом формировании значения периода технического обслуживания изделия 6; и, =л +а; 1 2 и проверке условия

2Ь t<„(i-;-, ) з Кг(,). (4)

При выполнении условия (4) значение оптимального периода технического обслуживания изделия равно ;

Указанный алгоритм реализован во . многих известных устройствах.

Известно устройство, которое содержит датчик временных импульсов, функциональный преобразователь, первый второй, третий, четвертый и пятый сумматоры, интегратор, первый и второй блоки деления, элемент сравнения, первый и второй регистры сдвига, пер- вый, второй, третий и четвертый блоки умножения, регистратор и элемент

И, 40

К недостаткам укаэанных устройств относятся большие аппаратурные затраты - 10 - 20 и более элементов, значительное время расчета значения оп- тимального периода. Указанные недостатки можно устранить путем замены итерационной процедуры на приближенную Формулу прямого вычисления оптимального периода С".

Анализ семейства зависимостей (Я) при различных значениях (фиге1) показывает, что значение оптимального периода с " для произвольно

/\ } выбранных значений ф и It можно получить, зная только одну зависимость

55 с (h/g =I) no формуле ,А41

) ."= k-4g, (5)

rile k " Функция 6 (ф) при заданном значении f = 1, 2839 6

5 17)

Значения функции k при различных значениях в области определения

0,001...10,0 представлены в табл.1.

Функция. k заданная табличным спо1 собом, может быть аппроксимирована непрерывной функцией вида f (9)=

=а4 е где аЬс фО, а>0, Ьс О, с., с О.

Коэффициенты а, Ь и с могут быть определены из системы уравнений

1 K» = а е с " (6)

° ° ° ° ° ° Э ° ° ° ° ° ° °

К =а 3 е " и и t где k. - значение функции М из табл.1 при соответствующем значении

9, j = 1,n(n 3).

В табл.2 представлены результаты расчета 7 по известному и предлагаемому способам. удовлетворительные результаты (табл.2) получаются при следующих значениях коэффициентов: а = 1,20;

Ь = — 0,50; с = - 0,15. Значения коэффициентов могут быть определены с большей точностью, однако для этого требуется с большей точностью определить значения функции К на большей (или требуемой) области определения 9.

Таким образом, определены необходимые исходные данные и формулу (5) можно записать в виде +>а,1 е е с

Эта модель и реализована в предлагаемом устройстве.

Иелью изобретения является повышение быстродействия путем сокращенил времени расчета значения оптимального периода технического обслуживания изделил и управления устройства.

В устройство, содержащее блок нелинейности, первый, второй, третий и четвертый блоки умножения (первый вход первого блока умножения является первым входом устройства) и регистратор, введены блок извлечения квадратного корня и блок возведения в степень, вторые входы первого блока умножения и блока возведения в степень объединены и являются вторым входом устройства, вход блока извлечения квадратного корня является третьим входом устройства, а выход подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого является выходом устройства и соединен .с входом регистратора, первый вход

45 третьего блока умножения является четвертым входом устройства, а выход подключен к первому входу четвертого блока умножения, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения, второй вход блока возведения в степень является пятым входом устройства, выход первого блока умножения через блок нелинейности подключен к второму входу третьего блока умножения, выход блока возведения в степень соединен с вторым входом четвертого блока умножения.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 семейство зависимостей с (Я) при различных значениях у .

Устройство содержит блок 1 извлечения квадратного корня, блок 2 нелинейности, блок 3 возведения в степень, регистратор 4, блоки 5 - 8 умножения.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, соответствующий величине ф интенсивности отказов изделия, подается на вход блока 3 возведения в степень, в котором реализуется определение величины, и вход первого

& блока g умножения, где определяется величина сЯ. Сигнал, соответствующий с9,, с выхода первого блока 5 умножения передается на вход блока 2 нелинейности,где реализуется функция е, Далее сигнал, соответствующий е, поступает на вход третьего блока с%

7 умножения, где определяется величина аде . В четвертом блоке 8 умносЯ жения определяется величина à.P . e

Сигнал, соответствующий этой величине, засылается во второй блок 6 умножения. В это время на вход блока

1 извлечения квадратного корня подается сигнал, соответствующий длительности 1» технического обслуживания изделия. Полученный сигнал Д с выхода блока 1 извлечения квадратного корня передается на второй вход второго блока 6 умножения. Результат умножения, соответствующий искомому значению оптимального периода

В С 1=

=а 9 е Д, подается на выход устройства и в регистратор 4. На этом работа устройства заканчивается.

Технико-экономическая эффективность предложения заключается в сокращении примерно в 40 - 50 раз времени расчета значения оптимального периода технического обслужиТ а б л и ц а 1

0,26109

0,41815

1,14620

1,71536

7 174283 вания при удовлетворительной точности (табл.2) и в упрощении устройства. ормулаизобретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее блок нелинейности, первый, второй, третий и четвертый блоки умножения и регистратор, первый вход первого блока умножения является первым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения времеНи расчета значения оптимального периода технического обслуживания изделия и управления устройства, в него введены блок извлечения квадратного корня, 2О блок возведения s степень, вторые входы первого блока умножения и блока н ведения в степень объединены и

10,0

5,0

1,0

0,50

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

0,15

0,10

0,09

0,08

0,07

0,06

0 05

0,04

0,03

0,02

0,010

0,009

0,008

0,007

0,006

0,005

0,004

0,003

0,002

0,001

9 8 являются вторым входом устройства, вход блока извлечения квадратного корня является третьим входом устройства, а выход подключен к первому вхолу второго блока умножения, выход которого является выходом устройства и соединен с входом регистратора, первый вход третьего блока умножения является четвертым входом устройства, а выход подключен к первому входу четвертого блока умножения, а выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения, второй вход блока возведения в степень является пятым входом устройства, выход первого блока умножения через блок нелинейности подключен к второму входу третьего блока умножения, выход блока возведения в степень соединен с вторым входом четвертого блока умножения.

1,82135

1,94689

2,09874

2,28749

2,53086

2,86125

3,34645

4,16222

4,40299

4,68774

5,03167

5,45885

6,00807

6,75288

7,84482

9;67750

13,81655

14,58111

15,48501

16,57621

17,93011

19,67221

22,03231

25,49101

31, 29321

44,39151

1742839

Табли ца 2 .3

Среднее время расчета

0,01 0,05 0,10

0 25 0 50

О 863

«О,731

О 601

О,Щ

1 382

Л

1,1 2

5 мин 20 с

ЗФ б с

0,1

5 мин 30 с

8 с

1 266

1,113

847

«А» l, 635

0,5

2 53l

-А- -»

2,312

5 мин 45 с

6с

1 716 т

1,575

1,0

016

Х

5,169

5,0

3 273

3,521

4 182 (2. ,979

7мин5с о с

6,546

7,310

8 мин 15 с

10ю 0

П р и м е ч а н и е, В числителях даны значения и времени расчета,, fl + полученные при решении по известнбй схеме (т.е. с л. пошаговым формированием а; = -; + Ь ), а в знаменателях - значения, полученные с использованием предлагаемой схемы, c fc ) оооо

Ое () с,5

Фиг. 2

4 440

3,7 Э

«1

9 83«7

8,"73

13 817

« Л

11,982

30 041

А

26,793

41 623

А«

37,890

1,968

1 нЯ

4 312

3,7 6

6 009

5,326

12 655

11,910

17 154

Я,644

3,00«5

2,У3

4 163 .В

3,738

8 577

«А

8,359

11 462 ь

11,821