Устройство для определенияоптимального периода контроляи технического обслуживанияизделия

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ оц798927 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 201278 (21) 2699012/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2 30181. Бюллетень Н9 3

Дата опубликования описания 230181 (51)м К,З

G 07 С 3/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 178 (088. 8}

Г. Н. Воробьев, В. Д. Гришин, С. Н. Калашник и A. А. Кривенков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО

ПЕРИОДА КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО

ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ

В )"(- (=,, @ Д @ 4УПВ

Изобретение относится к устройст вам контроля, может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделия.

Известно устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания иэделия, содержащее интеграторы рабо- . чего и текущего времени, ключ, коммутирующую схему и резистор (1) .

Недостатком его является малая надежность устройства. Изделия являются изделиями с существенно ограниченными ресурсами (ресурсами жизнедеятельнвсти ), которые расходуются ими в процессе функционирования, а также на их техническое обслуживание, эти методы для определения оптимальных сроков обслуживания таких изделий вносят большие погрешности. Поэтому для решения задачи определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия предлагается использовать уравнение баланса, которое связывает, с одноФ: стороны, запас ограниченного ресурса, с другой — его расходы на функционирование иэделия в раэлйч ных режимах.

Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является устройство для определения оптимального периода контроля технического обслуживания иэделия, содержащее блок деления, выход которого подключен к первому Входу первого бло.ка умножения, выход которого непосредственно и через последовательно соединенные регистры памяти соединен с входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам элемента совпадения и к входу датчика времени, и второй блок умножения (2).

Недостатком его является низкая надежность.

Цель изобретения — ее повышение.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок деления, выход которого подключен к первому входу первого блока умножения, выход которого непосредственно и через последовательно соединенные регистры памяти соединены с входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам элемента совЗ0 падения и к входу датчика времени

798927

Если не проводить технического обслуживания иэделия, то время, в течение которого оно может полезно функционировать, будет. соответствовать времени полезного функциониро.— вания изделия до отказа.

Повышение числа сеансов контроля и техническогб обслуживания увеличивает время полезного функционирования иэделия за счет устранения отказов, но с другой стороны повышается непроизводительный расход ресурсов на техническое обслуживание, что сокращает ресурсы на целевое функционирование. Отсюда следует, что cy- .

15 ществует некоторый сптимальний период между техническими обслуживаниями, доставляющий минимум непроизводительного расхода ограниченного ресурса изделия. Естественным стремлением является нахождение этого элемента.

Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса R ° В режиме нормального Функционирования и в состоянии отказа изделие в среднем 5 расходует в единицу времени С единиц ресурса. Если в результате каждого сеанса контроля и технического обслуживания изделия расходуется с) единиц ресурса, то уравнение баланса по ресурсу R записывается следующим образом

35 где — пеРиод, между техническими обслуживаниямиу

hl — - число .сеансов контроля и технического обслуживания иэделия.

Из уравнения баланса легко найти

С +ф

Так как момент наступления .отка45. за в изделии случаен, то используя плотность распределения времени безотказной работы Х() можно записать выражение для величины среднего непроизводительного. расхода ограничен5Р. ного ресурса, которое имеет вид сср= (Q+c(c -gP(t)dt) ) min С

cP C онирование изделия в состоянии отка- Щ и второй блок умножения, введены сумматоры, третий блок умножения и последовательно соединенные Функциональный преобразователь и интег.Ратор, выходы датчика времени подключены к первому входу первого сумматора и к входу функционального преобразователя, выход интегратора соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, первый вход третьего блока умножения соединен с выходом датчика времени, а выход третьего блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом блока деления, вторые входы второго и третьего блока умножения. подключены к первому входу устройства, второй вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего сумматора, третий вход устройства подключен к второму входу блока деления.

Все материальные объекты (иэделия) — это объекты, имеющие ресурс (ограниченный ресурс жизнедеятельности), который ими расходуется.в процессе функционирования. В качестве таких ресурсов могут быть: энергоресурсы, надежностные ресурсы, Фиэические возможности людей и т.д.

Считают, что изделие прекращает це левое функционирование,.когда у него израсходуется ресурс или наступит отказ:. Увеличить время полезного функционирования изделия можно путем увеличения запаса ограниченного ресурса, повышением надежности иэделия и введением технического обслуживания изделия, в результате которого устраняются отказы и восстанавливается работоспособность.

Введем определения.

Время жизни Тж — время, в течение которого иэделие выполняет целевое назначение при условии его абсолютной надежности. При этом ресурс расходуется только на целевое функционирование изделия.

Время полезного функционирования

Т вЂ” время жизни, уменьшенное на величину времени, в течение которого иэделие не может выполнять целевое назначение из-эа отказа или технического обслуживания. Ограниченный ресурс расходуется в этом случае на целевое Функционирование, на Функциза и на техническое обслуживание.

Так как момент наступления отказа в изделии случаен, то время полез.ного функционирования в общем случае является случайной величиной.

Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса запишется, если найти такой период, при котором

Предлагаемая математическая модель позволяет найти оптимальный период технического обслуживания

798927 изделия и может быть легко реализо вана аппаратурно.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 времени, задающий интервалы времени между очередными техническими обслуживаниями изделия, причем каждый последующий интервал увеличивается относительно предыдущего на величину Ь(-, функциональный преобразователь 2, реализующий функцию Р(), интегратор 3, интегрирующий функцию

Р(Ф,), первый сумматор 4, первый блок 5 умножения, второй сумматор б, второй блок 7 умножения, третий сумматор 8, блок 9 деления, третий блок 10 умножения, первый регистр

11 памяти, второй регистр 12 памяти, блок 13 сравнения и схема 14 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 времени с шагом Ь Г задает в порядке нарастания последовательность возмояных значений времени Х„ контроля и технического обслуживайия изделия. При каждом очередном значении Г„ = :. q + дЯ, i

1, 2..., из функционального преобразователя 2 выбирается на интервале О, Г1 функция ) (1) и засылается в интегратор 3, где она интегрируется. Верхний. предел интегрирования определяется текущим значением датчика 1 времени. С интегратора 3 сигнал, соответствующий р(у g+ поступает на первый вход первого сумматора 4. На второй вход этого сумматора поступает сигнал с датчика времени и на выходе сумматора 4 Аорт мируется разность 1 — Гр(+)d4, которая поступает на второй вход второго блока 7 умножения. На первый вход этого блока умножения поступает параметр С, определяющий расход ресурса в единицу времени. Результат второго, блока 7 умножения, равный

С (<„— f p (+) d+), поступает на второй вход второго сумматора б;

На первый вход второго сумматора 6 поступает параметр ф, определяющий расход ресурса на техническое обслуживание. Результат суммирования +С(С1 —,/ р (t) сИ.) засылается на первый вход rrepaoro блока 5 умножения.

Одновременно сигнал с датчика

1 времени поступает на вторсй вход блока 10 умножения . На первый вход этого блока умнояения подается параметр С. Результат произведения параметра С на время Ю1, заданное датчиком времени, суммируется в третьем сумматоре 8 с параметром и поступает на блок 9 деления, где реализу ется операция Rl+ + С :1. Результат с блока 9 деления подается на второй вход первого блока 5 умножения. C. выхода этого блока умножения сигнал, соответствующий среднему непроизводительному расходу ресурса Сф при заданном датчиком 1 времени значении

Х„, посылается на вход первого ре гистра ll памяти и на второй вход блока 13 сравнения. В исходнОм состоянии перед началом работы уст ройства оба его регистра памяти переводятся в нулевое ссстояние. В последующем при передаче информации с первого регистра 11 памяти на ,.второй, ранее записанная на втором регистре 12 памяти информация уничс тояается. В блоке сравнения, после выдачи датчиком времени очередного значения Г1, сравниваются между собой две величины C p „ q и С« одна из которых соответствует текущему значению :1, а другая пред

20 шествующему t . Если в результате такого сравнения окажется, что

Сср .1 1 7 С с ъ 1 то с первого выхода блока 13 сравнения выдается уп»" равляющий сигнал датчику 1 времени

25 на выдачу очередного значения Ф„., В противном случае, т.е. прибор„ 1 < С р„, такой сигнал выдается с второго выхода блока 13 сравнения на разрешающий вход схемы 14 совпадения и значение Х1 q, соответствующее оптимальному периоду обслуяивания изделия Г с второго выхода датчика времени поступает на выход устройства. Работа устройства на этом заканчивается.

Положительный эАФект, который дает предлагаемое устройство, заключается в том, что оно позволяет минимизировать непроизводительный расход ограниченного ресурса изделия путем определения оптимального периода технического обслуживания этого изделия. Лкбое отклонение от оптимального периода влечет за собой увеличение среднего непроизводительного

45 расхода ограниченного ресурса. Например, если период между сеансами технического обслуживания уменьшитт то больше ресурса израсходуется на контроль и обслуживание, и как

50 следствие этого, меньше ресурса останется на полезное функционирование, что уменьшает время полезного функционирования иэделия. С другой стороны, если период между сеансами технического обслуживания увеличить то изделие может находиться бесконтрольно в состоянии отказа длительное время, непроизводительно расходуя при этом ресурс, что также приводит к уменьшению времени полезного функционирования изделия.

Определение оптимального периода технического обслуживания иэделий, с цельЮ уменьшения непроизводитель 5 ного расхода ограниченного ресурса, 798927

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10063/72 Тираж 628 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 является актуальной задачей эксплу-, атации, которая решается с помощью данного устройства.

Обозначим:

à — величину ресурса, которую изделие расходует непроизводительно без оптимизации периода технического обслуживания; ф — величину ресурса, которую расходует иэделие при оптимальном периоде обслуживания, то всегда выполняется условие " ) ф;

Ф - полезный эффект, приносимый изделием при расходе единицы ограниченного:ресурса.

Тогда экономический эффект Ф» эа счет использования предлагаемого устройства определяется,соотношением

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания иэделия, содержащее блок деления, выход которого подключен к первому входу первого блока умножения, выход которого непосредственна и через последовательно соединенные регистры памяти соединены с входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам элемента совпадения и к входу датчика времени, и второй блок умножения о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уст ройства, в него введены сумматоры, третий блок умножения и последовательно соединенные функциональный преобразователь и интегратор, выходы датчика времени подключены к первому входу первого сумматора и к входу функционального преобразователя, выход интегратора соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу.. второго блока умножения, вЫход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, первый вход третьего блока умножения соединен с выходом датчика времени, а выход третьего

20 блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом блока деления, вторые входы второго и третьего блока умножения подклю25 чены к первому входу устройства, второй вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего сумматора, третий вход устройства подключен к второму входу блока де", щ

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 328492, кл. G 07 С 3/08, 25.07.70.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2638826/18-24, кл. Л 07 Г 3/08, 12.06.78.