RU2071115C1 - Device for determining optimal maintenance intervals - Google Patents

Device for determining optimal maintenance intervals Download PDF

Info

Publication number
RU2071115C1
RU2071115C1 SU4902574A RU2071115C1 RU 2071115 C1 RU2071115 C1 RU 2071115C1 SU 4902574 A SU4902574 A SU 4902574A RU 2071115 C1 RU2071115 C1 RU 2071115C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
block
multiplication
subtractor
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Д. Гришин
А.Н. Тимофеев
Н.Д. Артеменко
Original Assignee
Военная инженерно-космическая академия им.А.Ф.Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военная инженерно-космическая академия им.А.Ф.Можайского filed Critical Военная инженерно-космическая академия им.А.Ф.Можайского
Priority to SU4902574 priority Critical patent/RU2071115C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071115C1 publication Critical patent/RU2071115C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering; inspection devices. SUBSTANCE: device has time sensor 1, integrator 3, multiplying units 4,5,7,11,18,20, adders 8,9, nonlinearity unit 17, subtracters 2,19, 21, dividing units 6,10, comparator 13, delay element 12, switches 14,15,16,22. EFFECT: enlarged functional capabilities due to determining minimal average specific unproductive life expenditure. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к контрольным устройствам, и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальный период контроля и технического обслуживания изделия по критерию минимума удельного непроизводительного расхода ресурса, приходящегося на единицу времени полезного функционирования изделия, в условиях изменения надежностных характеристик изделия в процессе его эксплуатации. The invention relates to the field of computer technology, in particular to control devices, and can be used in scientific research and technology, where it is required to find the optimal period of control and maintenance of the product according to the criterion of the minimum specific unproductive resource consumption per unit time of useful functioning of the product, conditions of changing the reliability characteristics of the product during its operation.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет определения критерия минимума среднего значения удельного непроизводительного расхода ресурса, приходящегося на единицу времени полезного функционирования, при возрастающей интенсивности отказов для изделий, наработка на отказ которых может быть описана запасом распределения Релея. The aim of the invention is to expand the scope of the device by determining the minimum criterion for the average value of the specific unproductive resource consumption per unit of useful life, with increasing failure rate for products whose failure time can be described by the Rayleigh distribution margin.

Изделие в процессе эксплуатации может находиться в различных состояниях: работоспособном состоянии, в состоянии скрытого отказа, контроля и восстановления работоспособности. Возникающие отказы обнаруживаются только во время плановых сеансов контроля, которые проводятся с периодом τ. Если в результате контроля обнаруживается отказ, то проводятся мероприятия по восстановлению работоспособности изделия, в противном случае проводится плановая профилактика. В результате проведения плановой профилактики и восстановления работоспособности надежностные характеристики изделия восстанавливаются. The product during operation may be in various states: operational state, in a state of latent failure, control and restoration of operability. Emerging failures are detected only during scheduled monitoring sessions, which are conducted with a period of τ. If a failure is detected as a result of the control, then measures are taken to restore the product to working capacity, otherwise, planned preventive maintenance is carried out. As a result of planned prevention and restoration of performance, the reliability characteristics of the product are restored.

Все изделия обладают ограниченными ресурсами (ресурсами жизнедеятельности), которые они расходуют в процессе функционирования. При этом, скорость расходования ресурсов может быть различной в зависимости от технического состояния изделия. Пусть /Rx/ множество ресурсов, соответствующее множеству рассматриваемых состояний изделия, причем
Rк ресурс, расходуемый в результате проведения одного сеанса контроля работоспособности изделия;
Rв ресурс, расходуемый на восстановление работоспособности изделия в случае обнаружения отказа;
Rп ресурс, расходуемый на проведение плановой профилактики.
All products have limited resources (vital resources) that they spend in the process of functioning. At the same time, the rate of expenditure of resources may be different depending on the technical condition of the product. Let / R x / be the set of resources corresponding to the set of considered product states, and
R to the resource consumed as a result of one session of monitoring the health of the product;
R in the resource spent on restoring the product in the event of a failure;
R p resource spent on routine prevention.

Тогда по общему ограниченному ресурсу изделия R можно записать балансное соотношение следующего вида:

Figure 00000002

где Cф средний расход ресурса в единицу времени в работоспособном состоянии;
Со средний расход ресурса в единицу времени в состоянии скрытого отказа;
N число циклов обслуживания, которое может быть выполнено при полном израсходовании ресурса;
1-P(τ) вероятность отказа изделия на периоде обслуживания.Then, according to the total limited resource of the product R, one can write a balance relation of the following form:
Figure 00000002

where C f the average consumption of a resource per unit of time in operable condition;
With about the average resource consumption per unit time in a state of latent failure;
N is the number of service cycles that can be performed when the resource is completely used up;
1-P (τ) probability of product failure during the service period.

Figure 00000003

Часть ресурса, которую изделие расходует, находясь в состоянии скрытого отказа, во время контроля, плановой профилактики и восстановления по работоспособности называется непроизводительно расходуемым ресурсом.
Figure 00000003

The part of the resource that the product spends while in a state of latent failure during control, planned preventive maintenance and restoration by working capacity is called an unproductive resource.

Значение этого ресурса, расходуемого за время одного цикла обслуживания изделия, будет:

Figure 00000004

Важнейшей характеристикой изделия и системы его эксплуатации является средний удельный непроизводительный расход ресурса, приходящийся на единицу времени безотказной работы изделия. Значение этого ресурса, используя (2), можно определить по формуле:
Figure 00000005

Так как момент наступления отказов случаен, то среднее время безотказной работы изделия на периоде обслуживания можно определить по формуле
Figure 00000006

где Р(t) вероятность безотказной работы изделия.The value of this resource spent during one product maintenance cycle will be:
Figure 00000004

The most important characteristic of a product and its operation system is the average specific unproductive consumption of a resource per unit of product uptime. The value of this resource using (2) can be determined by the formula:
Figure 00000005

Since the moment of occurrence of failures is random, the average product uptime during the service period can be determined by the formula
Figure 00000006

where P (t) is the probability of failure-free operation of the product.

Среднее время нахождения изделия в состоянии скрытого отказа будет

Figure 00000007

Как известно, для обслуживаемых изделий разрабатываются стратегии их обслуживания. Важным параметром такой стратегии является период обслуживания, который может быть постоянным ("жесткие" по периодичности стратегии) или переменным ("гибкие" стратегии).The average time spent by the product in a state of latent failure will be
Figure 00000007

As you know, service strategies are developed for serviced products. An important parameter of such a strategy is the service period, which can be constant (“rigid” strategies for periodicity) or variable (“flexible” strategies).

Если обслуживание проводить редко, с большим периодом, то изделие длительное время может находиться в состоянии скрытого отказа, расходуя при этом ресурс непроизводительно. Если же обслуживание проводить часто, с малым периодом, то время пребывания изделия в состоянии скрытого отказа уменьшается, но возрастает доля времени, затрачиваемая на контроль и плановую профилактику изделия. При этом изделие не способно функционировать по назначению, а потребляемый им ресурс расходуется непроизводительно. В этом и другом случае средний удельный непроизводительный расход ресурса оказывается завышенным. Существует некоторый оптимальный τ* период обслуживания изделия, при котором

Figure 00000008
принимает минимальное значение. Поэтому задача определения оптимального периода обслуживания изделия может быть записана в следующем виде:
Figure 00000009

Для многих изделий, работающих длительное время, интенсивность отказов с течением времени возрастает и вероятность безотказной работы Р(t) таких изделий можно описать законом распределения Рэлея,
Figure 00000010

где К параметр закона распределения Рэлея. Тогда:
Figure 00000011

При этом среднее значение непроизводительно расходуемого ресурса Rф за время эксплуатации изделия на заданном ограниченном ресурсе R будет следующим:
R * ср =Rср*)=N(τ*)•Rн8)
или
Figure 00000012

Важно также знать среднее значение числа резервных элементов
Figure 00000013
необходимых для эксплуатации изделия на заданном ограниченном ресурсе R, которое определяется следующим образом:
Figure 00000014

Cущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже приведена блок-схема устройства.If maintenance is carried out rarely, with a long period, then the product for a long time may be in a state of latent failure, while spending a resource unproductive. If maintenance is carried out frequently, with a short period, then the residence time of the product in a state of latent failure decreases, but the proportion of time spent on monitoring and scheduled maintenance of the product increases. Moreover, the product is not able to function as intended, and the resource consumed by it is consumed unproductively. In this and another case, the average specific non-productive consumption of the resource is overestimated. There is some optimal τ * product service period at which
Figure 00000008
takes a minimum value. Therefore, the task of determining the optimal service period for the product can be written in the following form:
Figure 00000009

For many products that work for a long time, the failure rate increases over time and the probability of failure-free operation P (t) of such products can be described by the Rayleigh distribution law,
Figure 00000010

where K is the parameter of the Rayleigh distribution law. Then:
Figure 00000011

In this case, the average value of unproductive expendable resource Rf during the operation of the product at a given limited resource R will be as follows:
R * wed = R cf* ) = N (τ * ) • R n8 )
or
Figure 00000012

It is also important to know the average number of redundant items.
Figure 00000013
necessary for the operation of the product on a given limited resource R, which is determined as follows:
Figure 00000014

The invention is illustrated in the drawing. The drawing shows a block diagram of a device.

Устройство содержит датчик 1 времени, первый вычитатель 2, интегратор 3, первый 4 и второй 5 блоки умножения, первый 6 блок деления, третий 7 блок умножения, первый 8 и второй 9 сумматоры, второй блок деления 10, четвертый блок умножения 11, элемент 12 задержки, компаратор 13, первый 14, второй 15 и третий 16 ключи, блок нелинейности 17, пятый блок умножения 18, второй вычитатель 19, шестой блок умножения 20, третий вычитатель 21 и четвертый ключ 22. Датчик 1 времени представляет собой генератор линейно изменяющегося напряжения. The device comprises a time sensor 1, a first subtractor 2, an integrator 3, a first 4 and a second 5 multiplication blocks, a first 6 division block, a third 7 multiplication block, a first 8 and a second 9 adders, a second division block 10, a fourth multiplication block 11, element 12 delays, comparator 13, first 14, second 15 and third 16 keys, non-linearity block 17, fifth multiplication block 18, second subtractor 19, sixth multiplication block 20, third subtractor 21 and fourth key 22. The time sensor 1 is a ramp generator .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При включении устройства одновременно запускаются в работу датчик 1 и ключ 17. С первого входа устройства на вход блока умножения 4 поступает значение параметра Со. С четвертого входа устройства на вход блока умножения 7 поступает значение параметра Сф. С входа устройства на вход сумматора 8 поступает значение параметра Rк. С второго входа устройства на вход блока умножения 5 поступает значение параметра Rп. С седьмого входа устpойства на первый вход блока нелинейности 17 поступает значение параметра к. С шестого входа устройства на входы блока умножения 18 и второго вычитателя 19 поступает значение параметра Rв. С пятого входа устройства на вход второго блока деления 10 поступает значение R. Значение t с выхода таймера 1 поступает на вход вычитателя 19, на информационный вход первого ключа 14 и на второй вход блока 17. Значение сигнала P(t)=exp(-t2/2k) с выхода блока 17 поступает на первый вход блока умножения 20, на вторые входы блока умножения 5 и блока умножения 18 и через интегратор 3 поступает на первый вход первого вычитателя 2, на вход блока 7 и на вход первого блока деления 6. Значение сигнала

Figure 00000015
c выхода первого вычитателя 2 поступает на вход блока 4, с выхода которого значение Cоtо поступает на вход сумматора 8. Значение RнP(t) c выхода блока 5 поступает на вход сумматора 8. Значение RвP(t) c выхода блока 18 поступает на вход вычитателя 2, с выхода которого значение Rв[1-P(t)] поступает на четвертый вход первого сумматора 8. Значение
Figure 00000016
с выхода первого сумматора 8 поступает на вход второго сумматора 9, на вход блока умножения 11 и на вход блока деления 6. Значение
Figure 00000017
c выхода блока умножения 7 поступает на вход второго сумматора 9, с выхода которого значение
Figure 00000018
поступает на вход блока деления 10. Значение
Figure 00000019

с выхода блока деления 10 поступает на входы блока перемножения 20 и вычитателя 21 и на первый вход блока умножения 11. Значение R(t) N(t)•Rн(t) c выхода блока умножения 11 поступает на информационный вход ключа 16. Значение N(t)•P(t) с выхода блока умножения 20 поступает на вход вычитателя 21, с выхода которого значение
Figure 00000020
поступает на вход ключа 22. Значение Суд(t) Rн(t)/tф с выхода блока 6 поступает на один вход компаратора 13 и через элемент задержки 12 поступает на другой вход компаратора 13 и на вход второго ключа 15. Элемент 12 имеет время задержки Δt (величина Δt влияет на точность определения оптимального периода контроля работоспособности изделия). В компараторе 13 сравниваются между собой два значения Суд(t) и Cуд(t-Δt) . Как только в момент времени t*, Суд(t*) cтанет больше либо равно Cуд(t*-Δt) на выходе компаратора 13 появится единичный управляющий сигнал, который поступает на входы первого 14, второго 15, третьего 16 и четвертого 22 ключей. В результате на первом выходе устройства будет значение оптимального периода τ*=t* обслуживания изделия, обеспечивающее минимум среднего значения удельного непроизводительного расхода ресурса C * уд во время эксплуатации. На втором выходе устройства будет значение C * уд . На третьем выходе устройства будет среднее значение непроизводительного расхода ресурса R * ср за время эксплуатации изделия на заданном ограниченном ресурсе R и обслуживании изделия оптимальным периодом R, среднее значение числа резервных элементов
Figure 00000021
необходимых для нормального функционирования изделия при названных выше условиях, будет на четвертом выходе устройства. На этом работа устройства заканчивается.When the device is turned on, sensor 1 and key 17 are simultaneously launched into operation. From the first input of the device, the value of parameter С о is received at the input of the multiplication block 4. From the fourth input of the device to the input of the multiplication block 7 receives the value of the parameter With f . From the input of the device to the input of the adder 8 receives the value of the parameter R to . From the second input of the device to the input of the multiplication block 5 receives the value of the parameter R p . From the seventh input of the device, the value of parameter k is supplied to the first input of the non-linearity block 17. From the sixth input of the device, the value of parameter R c is received at the inputs of the multiplication block 18 and the second subtractor 19. From the fifth input of the device, the value R is input to the input of the second division unit 10. The value t from the output of timer 1 is fed to the input of the subtractor 19, to the information input of the first key 14, and to the second input of the block 17. Signal value P (t) = exp (-t 2 / 2k) from the output of block 17 goes to the first input of the multiplication block 20, to the second inputs of the multiplication block 5 and the multiplication block 18, and through the integrator 3 it goes to the first input of the first subtractor 2, to the input of block 7, and to the input of the first division block 6. Signal Value
Figure 00000015
c, the output of the first subtractor 2 goes to the input of block 4, the output of which the value C о t о goes to the input of the adder 8. The value of R n P (t) from the output of block 5 goes to the input of the adder 8. The value of R in P (t) c the output of block 18 goes to the input of the subtractor 2, from the output of which the value of R in [1-P (t)] goes to the fourth input of the first adder 8. The value
Figure 00000016
from the output of the first adder 8 goes to the input of the second adder 9, to the input of the multiplication block 11 and to the input of the division unit 6. Value
Figure 00000017
c the output of the multiplication block 7 is fed to the input of the second adder 9, from the output of which the value
Figure 00000018
goes to the input of the division unit 10. Value
Figure 00000019

from the output of the division unit 10 is supplied to the inputs of the multiplication unit 20 and the subtractor 21 and to the first input of the multiplication unit 11. The value of R cp (t) N (t) • R n (t) from the output of the multiplication unit 11 goes to the information input of the key 16. The value of N (t) • P (t) from the output of the multiplication unit 20 is fed to the input of the subtractor 21, from the output of which the value
Figure 00000020
enters the input of the key 22. The value C beats (t) R n (t) / t f from the output of the block 6 is supplied to one input of the comparator 13 and through the delay element 12 is fed to the other input of the comparator 13 and to the input of the second key 15. Element 12 has a delay time Δt (the value of Δt affects the accuracy of determining the optimal period for monitoring the health of the product). In the comparator 13, two values of C beats (t) and C beats (t-Δt) are compared with each other. As soon as at time t * , C beats (t * ) become greater than or equal to C beats (t * -Δt), a single control signal appears at the output of comparator 13, which is fed to the inputs of the first 14, second 15, third 16 and fourth 22 keys. As a result, at the first output of the device there will be a value of the optimal period τ * = t * of product service, providing a minimum of the average value of the specific unproductive consumption of the resource C * beats during operation. The second output of the device will be the value C * beats . The third output of the device will be the average value of unproductive resource consumption R * wed during the operation of the product on a given limited resource R and servicing the product with an optimal period R, the average value of the number of reserve elements
Figure 00000021
necessary for the normal functioning of the product under the above conditions, will be on the fourth output of the device. On this, the operation of the device ends.

Claims (1)

Устройство для определения оптимального периода обслуживания изделия, содержащее датчик времени, выход которого подключен к первому входу блока нелинейности, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу первого блока деления, первый сумматор, выход которого соединен с вторым входом первого блока деления, выход которого непосредственно и через элемент задержки соединен с входами компаратора, первые входы первого, второго и третьего ключей объединены между собой, выходы первого, второго третьего и четвертого ключей являются выходами устройства, первые входы первого и второго блоков умножения являются первым и вторым входами устройства, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого является третьим входом устройства, а третий вход первого сумматора подключен к выходу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока нелинейности, первые входы третьего блока умножения и второго блока деления являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, четвертый и пятый блоки умножения, первый вход последнего из которых является шестым входом устройства, выход пятого блока умножения соединен с первым входом первого вычитателя, шестой блок умножения и второй сумматор, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет определения критерия минимума среднего значения удельного непроизводительного расхода ресурса, в него введены второй и третий вычитатели, выход датчика времени подключен к второму входу первого ключа и первому входу второго вычитателя, второй вход которого соединен с вторым входом третьего блока умножения и соединен с выходом интегратора, выход второго вычитателя подключен к второму входу первого блока умножения, выход первого вычитателя соединен с четвертым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого блока умножения и второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блока умножения, а выход сумматора с вторым входом второго блока деления, выход которого подключен к второму входу четвертого блока умножения, к первому входу третьего вычитателя и к первому входу шестого блока умножения, выход которого соединен с вторым входом третьего вычитателя, выход которого подключен к первому входу четвертого ключа, выход компаратора соединен с вторым входом четвертого ключа и с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, выход элемента задержки соединен с вторым входом второго ключа, второй вход блока нелинейности является седьмым входом устройства, выход блока нелинейности подключен к второму входу шестого блока умножения, второй вход первого вычитателя и первый вход пятого блока умножения объединены. A device for determining the optimal period of service of the product, containing a time sensor, the output of which is connected to the first input of the nonlinearity block, the output of which is connected to the input of the integrator, the output of which is connected to the first input of the first division block, the first adder, the output of which is connected to the second input of the first division block , the output of which is directly and through a delay element connected to the inputs of the comparator, the first inputs of the first, second and third keys are interconnected, the outputs of the first, second third and the fourth keys are the outputs of the device, the first inputs of the first and second multiplication blocks are the first and second inputs of the device, the output of the first multiplication block is connected to the first input of the first adder, the second input of which is the third input of the device, and the third input of the first adder is connected to the output of the second block multiplication, the second input of which is connected to the output of the nonlinearity block, the first inputs of the third multiplication block and the second division block are the fourth and fifth inputs of the device, respectively the grated and fifth multiplication blocks, the first input of the last of which is the sixth input of the device, the output of the fifth multiplication block is connected to the first input of the first subtractor, the sixth multiplication block and the second adder, characterized in that, in order to expand the scope of the device by determining the minimum criterion the average value of the specific unproductive resource consumption, the second and third subtracters are introduced into it, the output of the time sensor is connected to the second input of the first key and the first input of the second subtractor, the second input which is connected to the second input of the third multiplication unit and connected to the integrator output, the output of the second subtractor is connected to the second input of the first multiplication unit, the output of the first subtractor is connected to the fourth input of the first adder, the output of which is connected to the first input of the fourth multiplication unit and the second adder, the second the input of which is connected to the output of the third block of multiplication, and the output of the adder with the second input of the second block of division, the output of which is connected to the second input of the fourth block of multiplication, to the first input the third subtractor and to the first input of the sixth multiplication unit, the output of which is connected to the second input of the third subtractor, the output of which is connected to the first input of the fourth key, the output of the comparator is connected to the second input of the fourth key and to the first input of the third key, the second input of which is connected to the fourth output of the multiplication unit, the output of the delay element is connected to the second input of the second key, the second input of the nonlinearity block is the seventh input of the device, the output of the nonlinearity block is connected to the second input of the sixth block multiplications, the second input of the first subtractor and the first input of the fifth block of multiplication are combined.
SU4902574 1991-01-16 1991-01-16 Device for determining optimal maintenance intervals RU2071115C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4902574 RU2071115C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Device for determining optimal maintenance intervals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4902574 RU2071115C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Device for determining optimal maintenance intervals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071115C1 true RU2071115C1 (en) 1996-12-27

Family

ID=21555642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4902574 RU2071115C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Device for determining optimal maintenance intervals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071115C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2071115C1 (en) Device for determining optimal maintenance intervals
RU2347272C1 (en) Device for determination of optimum continuance of maintenance service of product
RU2361276C1 (en) Device for determining optimum maintenance period of articles
RU2071116C1 (en) Device for determining optimal serviceability check intervals
RU2020585C1 (en) Device for determining period of technical service of item
SU1688266A1 (en) The tester to determine a maintenance optimal period of the product
RU2071118C1 (en) Device for determining optimal maintenance intervals
RU2273882C1 (en) Device for determining product reliability characteristics
RU2343544C1 (en) Device for determination of optimum period for product maintenance
RU2069894C1 (en) Device for determining optimal maintenance intervals of equipment
RU2310913C1 (en) Device for determining optimal period of technical maintenance of system
SU1206795A2 (en) Device for simulating failures in complex systems
RU2233481C1 (en) Method for determining normal period of product maintenance
RU2308765C1 (en) Device for determining optimal technical maintenance period of a system
JPH06208485A (en) Fault monitoring system
RU1774358C (en) Optimum maintenance time selector
SU1283948A1 (en) Device for determining position characteristics of non-position code
RU2273881C1 (en) Device for determining reliability characteristics of product
SU1679512A1 (en) Device for estimating systemъs optimal maintenance period
SU1596363A1 (en) Device for registering and monitoring the timing of optimized maintenance of article
SU1298787A1 (en) Device for determining optimum maintenance period of articles
SU1711209A1 (en) Device for determining product maintenance parameters
SU1495837A1 (en) Device for determining initial time for unscheduled maintenance of article
SU1711208A1 (en) Product optimal time maintenance tester
SU982043A1 (en) Device for determining optimum time for regeneration of system resource