Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия
t (72) Авторы изобр"тения
Г.Н,Воробьев, В.А.Иванов, А.А.Кривенков и И.С.Германов
Ф (73) Заявитель (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИИАЛЬНОГО
ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ
Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и техникй, где требуется находить время полезного функционирования изделия и ресурс, необходимлй иэделию, чтобы оно активно существовало заданное время с заданным коэффициентом готовности.
Известно устройство для определения оптимального периода обслуживания изделия, которое позволяет определить коэффициент интенсивного использования оборудования эа счет регистрации фактического и планового времени работы (1).
Однако данное устройство не позволяет определить запас ресурса, кото" рым должно обладать изделие для своего функционирования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для определения
2 оптимального периода технического осблуживания изделия, которое содержит датчик времени, вход которого соединен с одним из выходов элемента сравнения, а выход через последовательно соединенные блок; нелинейности и интегратор — с одним из входов первого блока деления, первый выход которого подключен к регистратору, элемент И, блоки прои ведения, выход первого иэ которых соединен со. входом сумматора (21.
Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определить минимальный запас ресурса, необходимый изделию, чтобы оно активно существовало заданное время с заданным коэффициентом готовности, Цель изобретения — повьппение точности устройства.
Цель достигается тем, что в устройствс, содержащее датчик времени, выход которого соединен с одним иэ выходов
8643 элемента сравнения, а выход через последовательно соединенный блок нелинейности и интегратор — с одним иэ входов первого блока деления, первый выход которого подключен к регистратору, первый элемент И и блоки произведения, выход первого из которых соединен со входом сумматора, введены третий блок произведения и второй элемент И, выход датчика времени 1о подключен к первому входу первого элемента И и к первому входу второго блока деления, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход второго блока деления подключен
15 ко входу элемента сравнения, другой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу первого блока произведения и ко второму входу регистратора, третий вход кото20 рого соединен с выходом второго элемента И, который подключен к одному из входов третьего блока произведения, выход которого соединен с другим
25 входом первого блока деления, другой вход третьего блока произведения подключен к выходу сумматора и к одному из входов второго элемента И,другой вход ко "oporo соединен с выходом второго блока произведения, вторые входы элемента сравнения, первого блока произведения, сумматора и второго блока произведения подключены ко входам устройства.
Для изделий, находящихся в дежур- 35 ном режиме, важной особенностью является работоспособность в случайный момент времени, т.е, при поступленин заявки на выполнение какой-либо работы изделием оно должно быть 4р готово выполнить ее, Важной характеристикой таких изделий является коэффициент готовности, который может быть найден соотношением времени полезного функционирования изделия ко 45 всему времени его активного существования: й(m+g.) =, (2) à — период (интервал времени) между соседними сеансами контроля и технического обслуживания изделий;
N — число сеансов контроля и технического обслуживания;
R — запас (объем) ресурса.
Из уравнения баланса найдем. где и = Й. (с б+ з) Так как момент наступления отказа в иэделии случаен, то, используя плотность распрегзления времени безотказной работы f(t) можно найти Гф -среднее время полезного фукционирования изделия на периоде ( В С ф = p,ХИ,)Ы г(х) = Jp()at (4)
О О
Среднее время полезного функционирования изделия на ресурсе будет: е C
ТФ=NJ РЬ)Ж-.((Цс ф1)P(t}dt (6)
15 4
Тс — время активного существования иэделия на заданном ресурсе, есть время, в течение которого иэделие не только готово или выполняет целевое йазначение, но и находится в состоянии отказа, а также на техническом обслуживании.
Пусть задан коэффициент готовности изделия К и задано время активного существования изделия Т . В режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделие в среднем расходует в единицу времени С единиц ресурса, а в результате каждого. сеанса контроля и технического обслуживания иэделие расходует д единиц ресурса. Тогда уравнение баланса на ресурсе можно записать следующим образом:
Г() Т
50 (6) где 7@ — время полезного функционирования изделия на ограниченном ресурсе, т ° е. время, в течение которого изделие выполняет или может (готово) выполнить целое назначе ние;
Если время, отводимое на каждый сеанс контроля и технического обслуживания, значительно меньше С, тогда время активного существования изделия с учетом изложенного можно определить соотношением
Тс =HC, откуда Г
ti Ktldt в>Ь
r N<
В64315
Т =К Т («) откуда
R-1 Р() Ж
Из данного выражения видно,что коэффициент готовности существенно зависит от периода Г .Задача обоснования пери да технического обслуживания изделия, доставляющего заданный коэффициент готовности изделия,фор мулируется следующим образом: найти такой период Т 1, при котором () «к," (в
В дальнейшем, используя С, запи4 шем. выражение (3) и (5 ) в следующем виде
" c „ (9) If ф= с, Jy{t)3 И ) сг,, Из выражения (1) для коэффициента готовности можно найти
Используя соотношения (10)и (11) получим:
Я гтс <,© Р(+Ж, (2.) о
Используя выражения (8), ()1) (13), можно определить период Г1, который обеспечивает заданную готовность изделия к работе; время полезно. го .функционирования изделия на времени активного существования Тб, минимально необходимый запас ресурса для функционирования изделия в течение времени То с заданным коэффициентом готовности.
Предложенная математическая модель может быть реализована аппаратурно.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
Устройство- содержит датчик времени 1, блок нелинейности 2,интегратор
3, первый блок деления.4, блок сравнения 5, первый элемент И 6, первый блок произведения 7, второй элемент
И 8, второй блок произведения 9, сумматор 10, третий блок произведеms 11, второй блок деления 12, ре- гистратор 13.
1О
1S
4S
Устройство работает следующим образом.
Датчик времени 1 с шагом Р Г задает в порядке нарастания последовательности возможных значений времени 3,1, контроля и технического обслуживания изделий 71 = 61 q +д Г, где
1 1,2..., К . При каждом значении С из блока нелинейности 2 выбирается на интервале (О, Г,1 ) функция
p(t) и засылается в интегратор 3, где, она интегрируется. Верхний предел ингегрирования опрееделяется текущим значением датчика времени 1. С инте° ° оратора 3 сигнал, соответствующий
p(+)gg, поступает на в.орой вход торого блока деления 12 и на первый вход первого деления 4, На второй вход второго блока деления 12 поступает очередное значение 7:.1 . Из втоого блока деления 12 величина
fp()a ) i =К выч численно рав1 т о ная коэффициенту готовности иэделия,, если его обслуживать с периодом, поступает на второй вход блоЭ ка сравнения 5, где сравнивается с зацанным коэффициентом готовности
К, который с первого входа устройства подается на первый вход блока сравнения 5. Значение коэффициента готовности КГ подается и на
Sod второй вход второго блока произведения 9.
Если К 7 Кг, то с первого
8ЫХ @ выхода блока сравнения 5 на вход, датчика времени 1 подается сигнал о выдаче нового 21, и весь цикл вычисления Г. повторяется, Е ли Каыха Кзад то на втором .r r выходе блока сравнения 5 появляется сигнал, который подается на первый элемент И 6 и на выходе первого элемента И 6 появляется значение
М которое соответствует периоду техни" ческого обслуживания изделия, доставляющего заданный коэффициент готовности. Значение Г1 с выхода первого элемента И 6 подается на второй вход первого блока произведения 7, и н первый вход регистратора 13.
Значение коэффициента готовности, поступившее с первого входа устройства на первый вход второго блока произведения 9 ° умножается на величину времени .активного существования
Т которая по тупает с четвертого с входа устройства. Значение Тс Кг=Тер
Работа
7 86431 подается на первый вход второго элемента 8 И.
Значение б", поступившие на второй вход первого блока произведения
7, умножается на величину С, которая поступает на первый вход первого блока произведения 7 с второго входа устроиства.. Значение с Рподается на
\ второй вход сумматора 10, где вычисляется сумма (С С 11+ g ) . Величина f 10 поступает на первый вход сумматора
10 с третьего входа устройства.Значение(С +Я")подается на первый вход третьего блока произведения 11, где вычисляется произведение ТО (C 14 ). 15
Величина Т посту. пает с выхода второго элемента И 8, который выдает значение на второй вход третьего блока произведения 1! после прихода сигнала с выхода сумматора на второй вход 20 второго элемента И 8, Значение Тф поступает также на третий вход регистратора 13. Значение Т (С " - у) с выхода третьего блока произведения ll поступает на первый вход первого 25 блока деления 4, на вто зой вход которого подается значение .1 р (1)М. С вью хода первого блока деления 4 величичисленно равная запасу (объему) ресурса, необходимого изделию, чтобы оно активно существовало заданное время с заданным коэффициентом готовности, подается на второй вход ре гистратор а 1 3. устройства на этом заканчивается.
Положительный эффект, который дает предлагаемое изобретение, состоит в том, что оно позволяет определить тот минимально необходимый запас (объем) ресурса изделия, чтобы изделие активно существовало заданное время с заданным коэффициентом готовности. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства можно оценивать величиной предотвращенного
; ущерба. Этот ущерб может возникнуть за счет срыва работ на иэделии вследствие работы изделия не с заданным коэффициентом ГОтОВности, за счет . 55 срыва запланированных работ вследствие преждевременной выработки из-за неоправданного занижения его запа са, за счет неоправданных потерь реI сурса вследствие превышения его необходимой величины.
Величину предотвращенного ущерба можно оценить по формуле где Б. — ущерб от срыва i-той рабо1 ты, так как i-тая работа застала изделие не готовым к выполнению целевых задач;
S — ущерб от срыва работы из-за неоправданного занижения
/ запаса ресурса изделия;
S — ущерб из-за потерь неиспользованного ресурса.
Опыт эксплуатации" некоторых типов изделий показывает, что экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет более 20Х от общей стоимости ресурса.
Формула изобретения
Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее датчик времени, вход которого соединен с одним из выходов элемента сравнения, а выход через последовательно соелиненный блок нелинейности и интегратор — с одним иэ входов первого блока деления, первый выход которого подключен к регистратору, первый элемент И, блоки произведения, выход первого из которых соединен со входом сумматора и второй блок деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности устройства, в него введены третий блок произведения и второй элемент И, выход датчика времени подключен к первому входу пер-: вого элемента И и к первому входу второго блока деления, второй вход которо-. го соедиен с выходом интегратора, выход второго блока деления подключен ко входу элемента сравнения, другой выход которого соединен cb вторым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу первого блока произведения и ко второму входу регистратора, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, который подключен к одному из входов третьего блока произведения, выход которого соединен с другим входом
864315
Составитель H. Баганова
-Редактор И.Бандура Техред А. Ач . Корректор " Решетник
Заказ 7796/73 Тираж 630 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д .4/5
Филиал III "ЛАтент", г, Ужгород, уа. Проекs íàÿ, 4
9 первого блока деления, другой вход третьето блока произведения подключен к выходу сумматора и к одному из входов второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом второго блока произведения, вторые входы элемента сравнения, первого блока произведения, сумматора и второго блока произведения подключены ко входам устройства.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2620725/18-,24, кл, С 07 С 3/08, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2699109/ 18-24 ,кл. G 07 С 3/08, 1979 (прототип) °
