RU1800467C - Устройство дл определени оптимального периода технического обслуживани изделий - Google Patents

Abstract

Цель: расширение области применени  устройства. Сущность изобретени :.устройство содержит датчик 1 времени, блоки 2, 24, 30 нелинейности, сумматоры 3, 12, элементы 4,5, 6 пам ти, ключи 7,16,17,-26, блок 8 делени , блоки 9, 11 умножени , интегратор 10, элемент 13 задержки, компараторы 14, 20, 21, 22, 28, одновибратор 15, элемент ИЛИ 18, генераторы 19 , 27 линейно измен ющегос  напр жени , элементы НЕ 23. 31, 33, дифференцирующий элемент 25, элементы И 29, 32, 34. 1 ил.

Description

ел

с

со

о о Јь

ON VJ

Т

гТ

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам контрол , и может быть использовано в научных исследовани х и технике, где требуетс  находить оптимальные моменты времени начала проведени  технического обслуживани  изделий, обеспечивающие максимум веро тности того, что изделие к началу применени  по назначению будет работоспособно.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства за счет определени  оптимального времени начала технического обслуживани  издели , обеспечивающего максимум веро тности того, что к началу применени  по назначению изделие будет находитьс  в работоспособном состо нии.

Издели  в процессе эксплуатации могут находитьс  в различных состо ни х: работоспособном , когда изделие используетс  или может быть использовано по целевому назначению, в состо нии отказа, а также в состо нии технического обслуживани , когда изделие не может выполн ть целевое назначение . Естественным стремлением обслуживани   вл етс  стремление привести изделие в работоспособное состо ние к началу его целевого применени . Дл  выполнени  этого важным  вл етс  выбор момента подготовки технического обслуживани  издели  при запланированном моменте начала применени . Слишком ранее начало подготовки (технического обслуживани  издели ) приводит к тому, что обслуженное изделие будет долго ожидать начала применени , следовательно, может на этом временном интервале отказать и к моменту применени  окажетс  неработоспособным , Слишком позднее начало подготовки сопр жено с опасностью не успеть ее завершить и тогда оп ть изделие к началу применени  окажетс  неработоспособным.

Возможны отказы, устранение которых потребует времени больше, чем его осталось до начала работы издели . Таким образом , существует некоторый оптимальный момент начала обслуживани  издели , обеспечивающий максимум веро тности того , что изделие к заданному времени будет готово к работе. Предлагаемое устройство обеспечивает нахождение такого момента начала обслуживани  издели .

Известно, что в момент времени tH запланировано использование издели  по целевому назначению.

Известно также, что в процессе эксплуатации издели  оно периодически подвергаетс  техническому обслуживанию, которое включает в себ  контроль и управление состо нием издели . Интервал времени tH между моментом t« окончани  по: следнего технического обслуживани  (периодического) и началом т.н функциониро- 5 вани  издели  по целевому назначению определим соотношением тн tH -1. На этом интервале гн необходимо определить оптимальный по выбранному критерию момент Ь начала обслуживани  издели , т.н -10 Т0,

Тогда планируемый интервал времени между предшествующим периодическим обслуживанием и моментом начала подготовки издели  к работе будет to -1« гили гн- - f о т.

5 Существует большой класс изделий, дл  которых врем  безотказной работы и восстановлени  с достаточной дл  практики степенью точности можно описывать экспоненциальным распределением. Будем счи0 тать, что отказ обнаруживаетс  только при обслуживании издели  в результате его работоспособности . Считаем также, что после обслуживани  изделие находитс  в работоспособном состо нии (т.е. обновл етс ).

5 Веро тность того, что в момент времени тн начала функционировани  изделие будет работоспособным Р( Т0) определим как сумму двух веро тностей:

Pi Р( гн) - веро тность того, что изде0 лие за врем  гн не откажет, и

Рг 1 - Р(т) Jj° P( r0-Z)dG(t)веро тность того, что при обслуживании из- 5 дели  будет обнаружен отказ и до запланированного начала работы изделие не откажет, т.е.

P(f0) Р(гн) -Р(т) Ј° P(T0-t)dG(t).

0 При этом G(to) есть веро тность того, что изделие будет восстановлено за врем  t, tb tH-to, t€(to, tH).

В св зи с изложенным задачу поиска 5 оптимального времени начала проведени  обслуживани  издели  запишем в следующем виде:

r0 argmax Р( г0); г г н - г Гн задано.

0 На чертеже приведена схема устройства .

Устройство содержит датчик 1 времени, первый блок 2 нелинейности, первый сумматор 3, первый 4, второй 5 и третий 6 эле- 5 менты пам ти, первый ключ 7, блок 8 делени , первый блок 9 умножени , интегратор 10, второй блок 11 умножени , второй сумматор 12, элемент 13 задержки, первый компаратор 14, одновибратор 15, второй ключ 16, третий ключ 17, элемент ИЛИ 18,

первый генератор 19 линейно-измен ющегос  напр жени , второй 20, третий 21 и четвертый 22 компараторы, первый элемент НЕ 23, второй блок 24 нелинейности, дифференцирующий элемент 25, четвертый ключ 26, второй генератор 27 линейно измен ющегос  напр жени , п тый компаратор 28, первый элемент И 29, третий блок 30 нелинейности, второй элемент НЕ 31, второй элемент И 32, третий элемент НЕ 33 и третий элемент И 34.

Устройство работает следующим образом . По сигналу Пуск, поступающему с второго входа устройства через элемент ИЛ И 18, одновременно запускаютс  в работу датчик 1 времени, первый генератор 19 линейно-измен ющегос  напр жени  и первый блок 2 нелинейности. Датчик 1 времени задает в пор дке возрастани  с шагом Ат последовательность возможных значений интервалов времени T0j между обслуживанием и плановым началом работы издели :

TOJ foj-1 + Ar; j 1,2,3,...;т 0 0

Первый блок 2 нелинейности формирует функцию веро тности безотказной работы P(t) издели  дл  экспоненциального закона распределени  с посто нной интенсивностью отказовДРф , котора  с его выхода поступает на первые входы первого 4, второго 5 и третьего 6 элементов пам ти. Первый генератор 19 линейно измен ющегос  напр жени  формирует на выходе сигнал Увых t, который поступает на вторые входы второго 20, четвертого 22 и на первый вход третьего 21 компараторов. С первого входа устройства на первый вход второго компаратора 20 и на второй вход первого сумматора 3 поступает значение параметра гн. Сигнал Т0 с выхода датчика 1 времени поступает на первый вход сумматора Зина первые входы четвертого 22 и п того 28 компараторов. Значение тн TOJ с выхода первого сумматора 3 поступает на второй вход третьего компаратора 21 и на второй вход второго ключа 16. В компараторах 20, 21 и 22 сравниваютс  сигналы на их входах. Пока сигнал на первом входе меньше, чем на втором (дл  третьего компаратора 21 наоборот ), на выходе компаратора будет управл ющий сигнал. Как только значение сигнала на втором входе станет больше либо равно значению сигнала на первом входе , на выходе компаратора станет нулевой сигнал. Таким образом, управл ющий сигнал на выходе второго компаратора 20 станет равным нулю (отсутствие управл ющего

сигнала) через врем  гн после включени  в работу датчика 1 времени, первого генератора 19 линейно-измен ющегос  напр жени  и первого блока 2 нелинейности, на

выходе третьего компаратора 21 - через врем  Гн т oj, на выходе четвертого компаратора 22 - через врем  Т0. Управл ющий сигнал с выхода второго компаратора 20 поступает на входы второго 24 и третьего 30

блоков нелинейности, второго генератора 27 линейно измен ющегос  напр жени , на первые входы первого элемента 4 пам ти ,интегратора 10 и через первый элемент НЕ 23 на второй вход первого элемента И

29. Сигнал с выхода третьего компаратора 21 поступает на второй вход второго элемента 5 пам ти. Сигнал с выхода четвертого компаратора 22 поступает на второй вход третьего элемента 6 пам ти. В результате

окончани  действи  управл ющих сигналов (импульсов) с выходов компараторов 20, 21 и 22 на выходе первого элемента 4 пам ти будет сигнал Р( тн), на выходе второго элемента 5 пам ти будет сигнал Р( т$ Р( т r0j ), на выходе третьего элемента 6 пам ти будет сигнал Р( r0j), которые поступают соответственно на первый вход второго сумматора 12, на первый вход второго блока 11 умножени  и на первый вход первого ключа

7. По срезу импульса с выхода второго компаратора 20 запускаютс  в работу второй 24 и третий 30 блоки нелинейности, второй генератор 27 линейно измен ющегос  напр жени  и интегратор 10. Во втором блоке 24

нелинейности формируетс  функци  G(t) веро тности восстановлени  работоспособности издели , в третьем блоке 30 нелинейности формируетс  функци  P(t) веро тности безотказной работы издели  за

врем  t, на выходе второго генератора 27 линейно измен ющегос  напр жени  формируетс  значение Увых t.

Сигнал G(t) с выхода второго блока 24 нелинейности поступает на вход дифференцирующего элемента 25, с выхода которого значение dG(t) поступает на второй вход четвертого ключа 26. Сигнал P(t) с выхода третьего блока 30 нелинейности поступает на второй вход блока 8 делени . Управл ющий

сигнал (импульс) на выходе п того компаратора 28 образуетс  аналогично сигналам на выходах компараторов 20, 21 и 22, т.е. срез импульса с выхода п того компаратора 28 будет в момент времени т + TOJ или через

врем  r0j после среза импульса на выходе второго компаратора 20. На выходе первого элемента И 29 образуетс  импульс, фронт которого будет в момент времени г н, а срез будет в момент времени гн + zbj, т.е. будет

импульс длительностью Tbj, который поступает на второй вход первого ключа 7, на первый вход четвертого ключа 26 и на вход одновибратора 15. Сигнал с выхода первого ключа 7 поступает на первый вход блока 8 делени , с выхода которого сигнал Р( 70j)/P(t) P( TOJ - t) (дл  экспоненциального закона) поступает на первый вход первого блока 9 умножени , на второй вход которого поступает сигнал dG(t). Значение Р( Т0 - t)dG(t) с выхода первого блока 9 умножени  поступает на информационный вход интегратора 10, с

Т0

выхода которого значение /о Р( r0j - t)dG(t)

поступает на второй вход второго блока 11 умножени  и на третий вход второго суммаToj

тора 12. Значение Р( ц) /о Р( r0j - t)dG(t) с

выхода второго блока 11 умножени  через второй элемент НЕ 31 поступает на второй вход второго сумматора 12. Результат слоTOJ жени  PJ Р( гн) + 1 - Р( г)) /QP(T0j - t)dG(t) с

выхода второго сумматора 12 поступает на второй вход первого компаратора 14,на второй вход третьего ключа 17 и на первый вход элемента 13 задержки. С выхода элемента 13 задержки на первый вход первого компаратора 14 поступает сигнал PJ-I предыдущего цикла вычислений (дл  момента включени  PJ-I 0). По срезу импульса с выхода первого элемента И 29 запускаетс  одновибратор 15, с выхода которого одиночные импульсы поступают на первые входы второго 32 и третьего 34 элементов И. Сигнал с выхода первого компаратора 14 поступает на второй вход второго элемента И 32 и через третий элемент НЕ 33 на второй вход третьего элемента И 34.

В первом компараторе 14 сравниваютс  между собой два значени  PJ и PJ-I. Если в результате сравнени  окажетс , что PJ больше PJ-I, то на выходе первого компаратора будет управл ющий сигнал, который с выхода второго элемента И 32 поступает на первый вход элемента ИЛИ 18 и с выхода элемента ИЛИ 18 на входы датчика 1 времени , первого генератора 19 линейно измен ющегос  напр жени , первого блока 2 нелинейности, на второй вход элемента 13 задержки, и весь цикл вычислений повтор етс , но уже с новым значением r0j+i интервала времени. Если окажетс , что PJ меньше либо равно Pj -1, то управл ющий сигнал по витс  на выходе третьего элемента И 34, который поступает на первые входы второго 16 и третьего 17 ключей. В результате на первом выходе устройства будет оптимальное врем  т - г0 г начала обслуживани  издели , обеспечивающее максимум веро тности того, что к моменту планового начала применени  изделие будет работо- способно, а на втором выходе устройства будет значение Р Pj(TOJ) этой веро тности. На этом работа устройства заканчиваетс .

Положительный эффект, который дает

изобретение, заключаетс  в повышении готовности издели  за счет выбора оптимального времени обслуживани  (подготовки) издели  к применению по назначению. Экономический эффект, который может

быть получен от внедрени  изобретени , можно оценить величиной Э предотвращенного ущерба с помощью соотношени  Э С( т) - С( т), где С( т) - потери,получаемые при эксплуатации издели , если период обслуживани г выбираетс  не оптимально; С( t)- потери, возникающие при оптимальном по критерию готовности г периоде обслуживани  издели . При этом всегда выполн етс  неравенство С(т С(г).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  определени  оптимального периода технического обслуживани  изделий, содержащее второй блок умножени , второй сумматор, датчик времени, выход которого св зан с первым входом сумматора, одновибратор, первый, второй и третий элементы пам ти, первые входы которых объединены, выход третьего элемента пам ти подключен к первому входу первого ключа, интегратор, блок делени , выход которого соединен с первым входом первого блока умножени , элемент задержки , выход которого подключен к первому

   входу первого компаратора, второй вход которого объединен с первым входом элемента задержки, второй и третий ключи, выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства, первые входы

   второго и третьего ключей объединены, входы датчика времени и первого блока нелинейности объединены, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  области применени  устройства за счет определени  начала проведени  технического обслу- живани  издели , в него введены первый-третий элементы И, второй-п тый компараторы, первый-третий элементы НЕ, элемент ИЛИ, второй и третий блоки нелинейности , дифференцирующий элемент, первый и второй генераторы линейно измен ющегос  напр жени  и четвертый ключ, выход датчика времени подключен к первым входам четвертого и п того компараторов , выход последнего соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого ключа , к второму входу первого ключа и к входу одновибратора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего ключа, и с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход кото- рого соединен с входом датчика времени, с вторым входом элемента задержки, с входом первого генератора линейно измен ющегос  напр жени , выход которого подключен к первому входу третьего компа- ратора и к вторым входам четвертого и второго компараторов, выход последнего соединен с входами первого элемента НЕ, второго генератора линейно измен ющегос  напр жени , второго и третьего блоков нелинейности, с первым входом интегратора и с вторым входом первого элемента пам ти , выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого компа- ратора и с вторым входом третьего ключа, выход первого ключа подключен к первому входу блока делени , второй вход которого соединен с выходом третьего блока нелинейности , выход первого сумматора под- ключей к вторым входам второго ключа и

   третьего компаратора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента пам ти, выход которого подключен к первому входу второго блока умножени , выход которого через второй элемент Н Е соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго блока нелинейности через дифференцирующий элемент подключен к второму входу четвертого ключа, выход которого соединен с вторым входом первого блока умножени , выход которого соединен с вторым входом интегратора, выход которого подключен к второму входу второго блока умножени  и к третьему входу второго сумматора , выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход четвертого компаратора подключен к второму входу третьего элемента пам ти, выход второго генератора линейно измен ющегос  напр жени  соединен с вторым входом п того компаратора, выход первого компаратора подключен к второму входу второго элемента И и через третий элемент НЕ - к второму входу третьего элемента И, выход первого блока нелинейности соединен с первым входом первого элемента пам ти , первый вход второго компаратора и второй вход первого сумматора объединены и  вл ютс  первым входом устройства, второй вход элемента ИЛИ  вл етс  вторым входом устройства.