Устройство для прогнозирования надежности
А.А. Бурба, B ..К.Дедков, В.H.Лякин, В.Н.Рублев и Н.Ф.Струбчевский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИР08АНИЯ НАДЕЖНОСТИ н (п1 =, Рц (X)3 х (1) х=1 где К" (n) Гл (x) х
Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, и может быть использовано при прогноэиро" вании надежности технических объектов.
i1o основному авт.св. 11 559198 из5 вестно устройство для прогнозирования надежности 11, содержащее коорелятор, выход которого соединен с первым входом анализатора случайного процесса, а выход — с вторым входом анализатора случайного процесса, выход которого через вычислительный блок соединен с первым входом блока возведения в степень, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с первым входом блока произведения, второй вход которого соединен с блоком дифференцирования, а выход - с вторим входом сумматора, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а вход - с регистрирующим блоком. Прогноз надежности технического объекта можно осуществить при помощи известного устройства аппаратурно, реализовав выражение функция надежности или вероятность того,что за время = " ни разу внешнее по отношению к эксплуатируемому устройству случайное воздействие не превысит допустимого; функция распределения сопротивляемости, основная и исчерпывающая хакрактеристика допуСтимого предела величины внешнего воздействия, приводяшего устройство к отказу; наибольшее случайное воздействие на интерва-..
3 92 ле времени, равном интервалу корреляции, Fg (u) — функция распределения наибольших значений случаиного внешнего воз-, действия t(t)„ глубина прогноза, выраженная через число интервалов корреляции случайного процесса (СП) внешнего воздействия ("=ддьГ - перйод корреляции исследуемого внешнего воздействия, Fg (x) - условная функция распределения внешнего воздействия относительно гипотезы о том, что предельное (допустимое) значение воздействия принадлежит элементарному отрезку (х, х + Йх1;
dF „ .(х) — вероятность элементарной гипотезы ха1сх +dx.
Недостатком известного устройства является невозможность сравнения текущих прогнозируемых значений надежности с верхним и нижним допустимыми уровнями, выдачи рекомендаций для уп" равления надежностью исследуемого объекта (о повышении или понижении уровня надежности) .
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. за счет выдачи рекомендаций по управлению надежностью исследуемого технического объекта. Фиксируя на контролируемой глубине прогноза и„ прогнозируемое значение функции надежности
RQ(n)< и сравнивая это значение с верхним R и нижним Кв допустимыми уровнями, можно выдать рекомендации по управлению надежностью. В данной ситуации возможны три варианта:
R (n)<>R>- следует провести мероприятия по снижению надежности (снизить сопротивляемость, уменьшить временную и структурную избыточность и т.п.), Й RÄ.(п), >-Й+, - ничего делать не надо, поскольку показа"
° тель надежности в норме, R (n)x Поставленная цель достигается тем, что устройство для прогнозирования надежности дополнительно снабжезо На чертеже представлена блок-схема устройства для прогнозирования надежности. Устройство содержит коррелятор 1, выход которого соединен с первым входом анализатора 2 случайного процесса, а вход является входом устройства; Анализатор 2 своим вторым входом подключен к входу устройства, а выходом - к входу вычислительного блока 3. Выход блока 3 соединен с первым входом блока 4 возведения в степень, второй вход которого подключен к выходу блока 5 управления, а выход - к первому входу блока 6 .произведения. Второй вход блока 6 соединен через блок 7 дифференци-. рования с входом устройства, а выход - с первым входом сумматора 8. ао Второй вход сумматора подключен к выходу блока 5 управления, а выходчерез регистрирующий блок 9 к выходу устройства. Выход блока 5 соединен с первым выходом порогового элемента 10, второй вход которого является входом устройства, а выход блока 10 .подключен к первому входу блока 11 памяти ° Второй вход блока ll соединен с выходом регистрирующего блока 9, а выход " с первыми. входами элемента И 12 и первого блока 13 сравнения. Второй вход 50 блока 13 является входом устройства, а выход подключен к входу блока 14 индикации и ко творому входу элемента И 12. Выход элемента И соединен с первым входом второго SS блока 15 сравнения, второй вход ко-, торого является входом устройства, 8267 ф но пороговым элементом, блоком памяти, первым и вторым блоками сравнения, элементом И и блоком индикации, причем первый вход порогового элемента подключен к выходу блока управления, второй вход - к входу устройства, а выход - к первому входу блока памяти, .второй вход которого соединен с выходом регистрирующего блока; tg а выход - с первыми входами элемента И и первого блока сравнения, второй вход которого подключен к входу устройства, а выход - к входу блока индикации и второму входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к входу устройства, а выход - к входу блока ,индикации. 5 9 а выход. подключен к входу блока 14. индикации. Устройство для прогнозирования надежности работает следующим образом. Информация с СП воздействия на исследуемый техниче=кий объект (например, вибрация, температура и т.п.), представленная в виде непрерывного электрического сигнала, поступает на вход коррелятора 1 и на вход анализатора 2 случайного процесса. В корреляторе определяется его интервал корреляции à t . Интервал корреляции задается анализатору 2 случайного процесса, в ко-. тором исследуемый сигнал разбивается на промежутки, и затем в каждом из полученных промежутков определяется наибольшее значение По выбранным значениям максимумов из интервалов разбиения исследуемого сигнала вычислительным блоком 3 определяется условная вероятность Г (х), которая поступает в блок 4 возведения в степень, где она возводится в степень и, задаваемую блоком 5 управления. На один вход блока 6 произведения поступают через блок дифференцирования 7 сведения о предельных возможностях исследуемого технического объекта, представленные .в виде. функции распределения Г"„ (х), а на другой вход поступает сигнал с выхода блока 4, блоком произведения 6 определяется величина CF (x)j ЙГ (х), которая затем суммируется К раз в сумматоре 8, с выхода которого прогнозируемые значения надежности подаются на регистрирующий блок 9. С выхода блока 9 эти значения R„"(n) поступают на выход устройства и на второй вход блока 11 памяти, где они запоминаются. Теку-! щие значения глубины прогноза и подаются с блока 5 управления на первый вход порогового элемента 10, в котором они сравниваются поочередно с контролируемой глубиной прогноза пк, засылаемой на второй вход порогового элемента с входа устройства. Как только будет иметь место равенство п=пк, с порогового элемента 10 подается импульс на лервый вход блока памяти 11. По этому сигналу фиксированное контрогируемое значение функции надежности R"„(n)<, соответствующее глубине прогноза и засылается на первый вход первого 28267 6 блока 13 сравнения. В блоке 13 это значение сравнивается с верхним допустимым уровнем Rf„ которое подается с входа устройства на второй вход блока 13. Если Rn(n)e)Rh то на вход блока 14 индикации посылается с блока 13 соответствующий сигнал, и на блоке 14 загорается транспорант "Снижать", что соответствует управ ю1о щему воздействию по снижению надежности исследуемого технического объекта. В случае, когда R"„(n) (Rô (требуется дополнительное сравнение), с первого блока 13 сравнения подается сигнал, открывающий элемент И 12, и значение Rz(n) засылается на первый вход второго блока 15 сравнения, на второй вход которого подается с входа устройства величина нижнего . щ допустимого уровня надежности Кн. Если Ей(п) ъ йи, то на вход блока 14 индикации подается сигнал с блока 15, который приводит к загоранию транспоранта "Норма", что соответ25 ствует отсутствию управляющего воздействия по изменению надежности. В противном случае (Rn (п) н) с блока 15 направляется такой сиг нал на блок 14 индикации, котЬрый приводит к загоранию транспоранта "Повышать", что соответствует управляющему воздействию по повышению надежности исследуемого технического объекта. Положительный эффект который да1 ет изобретение, заключается в том, что оно позволяет, в отличие от известного устройства, выдавать рекомендации об управляющем воздействии при управлении надежностью исследуемого технического объекта. Например, если уровень надежности ниже нормы, то управляющее воздействие может заключаться в повышении сопротивляе45 мости технического объекта внешнему воздействию, или во введении дополнительного структурного или временного резервирования (структурной или временной избыточности). Автоматиза50 ция выработки управляющего воздействия дает возможность существенно повысить оперативность принятия решений. Экономический эффект Я от внедрения изобретения в народном ° хозяйстве может быть оценен по сле55 дующей формуле S = Sq + S где S1 1 21 стоимость ущерба, вызванного непред" виденными отказами технического объекта по причине черезмерно ниэкоro уровня надежности, при отсутствии управляющего воздействия по повышению надежности с помощью рекомендаций предлагаемого устройства, S> - стоимость ущерба, вызванного затратами из-за черезмерно высокого уровня надежности, при отсутствии управляющего воздействия ho снижению надежности с помощью рекомендаций предлагаемого устройства. ВНИИПИ Заказ 3231/57 Тираж 719 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Устройство для прогнозирования надежности по авт.св, 11 559198,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок памяти, первый блок сравнения, элемент И, второй блок сравнения, блок индикации и порого928267 8 вый элемент, первый вход которого подключен к выходу блока управления, второй вход - к входу устройства, а выход - к первому входу блока памяти, второй вход которого соединен с выходом регистрирующего блока, а выход - с первыми входами элемента И и первого блока сравнения, второй вход которого подключен к входу lo устройства, а выход - к входу блока индикации и второму входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к вхо1$ ду устройства, а выход - к входу блока индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР эо N 559198, кл. G 01 R 31/28, 1976 (прототип). 
