RU2308765C1 - Device for determining optimal technical maintenance period of a system - Google Patents
Device for determining optimal technical maintenance period of a system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308765C1 RU2308765C1 RU2006120205/09A RU2006120205A RU2308765C1 RU 2308765 C1 RU2308765 C1 RU 2308765C1 RU 2006120205/09 A RU2006120205/09 A RU 2006120205/09A RU 2006120205 A RU2006120205 A RU 2006120205A RU 2308765 C1 RU2308765 C1 RU 2308765C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- idle
- delay
- subtractor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные по критерию минимума простоя периоды технического обслуживания систем и значения времени вынужденного простоя средств, составляющих систему.The invention relates to monitoring devices and can be used in scientific research and technology, where it is required to find the periods of technical maintenance of systems that are optimal by the criterion of minimum downtime and the values of the time of forced downtime of the components of the system.
Известны устройства [1, 2], позволяющие определять периоды обслуживания, обеспечивающие минимизацию коэффициентов простоя изделий. Их общим недостатком является узкая область применения, так как они ориентированы на отдельные изделия, не входящие непосредственно в состав системы. Известно также устройство [3], предназначенное для определения оптимального периода технического обслуживания сложной системы. Его недостатком является узкая область применения, так как оно ориентировано на системы, в которых не предусмотрено проведение плановой, предупредительной профилактики средств. Кроме того, в это устройство включен ряд элементов, представляющих собой сложные конструкции, требующие определенной детализации. К их числу относятся: сумматор 10, выполняющий одновременно операции сложения и вычитания; функциональный преобразователь, реализующий две функции Р(τ) и [1-Р(τ)], причем в описании его работы имеется опечатка; проблематичной представляется корректность решения задачи выбора анализатором 1 минимальной из m переменных при отсутствии задержек входных сигналов, поступающих от вычислителей 9-3 по 9-m.Known devices [1, 2], allowing to determine the periods of service, ensuring the minimization of downtime coefficients of products. Their common drawback is a narrow scope, since they are focused on individual products that are not directly part of the system. Also known device [3], designed to determine the optimal period of maintenance of a complex system. Its disadvantage is the narrow scope, as it focuses on systems that do not provide for the planned, preventive prevention of funds. In addition, a number of elements are included in this device, which are complex structures that require some detail. These include: adder 10, performing both addition and subtraction operations; a functional converter that implements two functions P (τ) and [1-P (τ)], moreover, there is a typo in the description of his work; the correctness of the solution to the problem of choosing by the analyzer 1 the minimum of m variables in the absence of delays in the input signals coming from 9-3 by 9-m computers is problematic.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство [4], содержащее датчик времени, анализатор, выполняющий выбор минимальной из m переменных, элементы задержки, ключи, элемент сравнения, регистратор, а также m вычислителей коэффициентов простоя подсистем, каждый из которых включает в себя функциональный преобразователь, реализующий функцию Pj(τ), интегратор, три сумматора, делитель и умножитель. Его недостатком является узкая область применения, так как оно не может быть использовано для широкого класса изделий и систем, техническое обслуживание которых включает в себя проведение плановой, предупредительной профилактики.The closest in technical essence to the claimed is a device [4], containing a time sensor, an analyzer that selects the minimum of m variables, delay elements, keys, a comparison element, a recorder, as well as m calculators of subsystem idle coefficients, each of which includes functional converter that implements the function P j (τ), integrator, three adders, divider and multiplier. Its disadvantage is the narrow scope, since it cannot be used for a wide class of products and systems, the maintenance of which includes the implementation of planned, preventive preventive measures.
Целью заявляемого технического решения является расширение области применения и информативности устройства. Область применения расширяется за счет реализации математической модели, позволяющей учитывать время пребывания каждого средства (подсистемы) сложной системы в различных состояниях, включая состояние плановой, предупредительной профилактики. Информативные возможности расширяются путем выдачи в качестве выходных параметров времени простоя каждой из подсистем при оптимальной периодичности обслуживания системы в целом.The purpose of the proposed technical solution is to expand the scope and information content of the device. The scope is expanding due to the implementation of a mathematical model that allows you to take into account the residence time of each tool (subsystem) of a complex system in various conditions, including the state of planned, preventive prevention. Informative capabilities are expanded by issuing as an output parameters the downtime of each of the subsystems at the optimum frequency of servicing the system as a whole.
Процесс технического обслуживания имеет циклический характер Средняя продолжительность цикла обслуживания любой из подсистем выражается следующим соотношением:The maintenance process is cyclical. The average duration of the maintenance cycle of any of the subsystems is expressed by the following ratio:
где τ - период обслуживания;where τ is the service period;
- среднее время контроля работоспособности; - average time for monitoring performance;
- среднее время плановой, предупредительной профилактики; - the average time of planned preventive prevention;
- среднее время аварийно-восстановительных работ; - average time for emergency recovery work;
Р(τ) - вероятность безотказной работы за время τ.P (τ) is the probability of failure-free operation during time τ.
Если контроль состояния и техническое обслуживание средств системы проводятся в плановые сеансы с периодичностью τ, то на интервале времени между сеансами каждая подсистема может находиться не только в работоспособном состоянии, но и в состоянии скрытого отказа. При этом будет справедливо следующее соотношение:If the state control and maintenance of the system tools are carried out in scheduled sessions with a frequency of τ, then in the time interval between sessions each subsystem can be not only in an operable state, but also in a state of latent failure. In this case, the following ratio will be true:
где - среднее время работоспособного состояния, а - среднее время пребывания средства в отказе.Where - the average working time, and - the average time spent by the means in denial.
Значение определяется по формулеValue determined by the formula
При проведении операции контроля, профилактики и аварийно-восстановительных работ, а также в случае отказа любого из средств системы, эта система не может применяться по назначению.When carrying out control operations, prevention and emergency recovery operations, as well as in the event of failure of any of the system’s facilities, this system cannot be used for its intended purpose.
Техническое обслуживание целесообразно проводить в сроки, обеспечивающие требуемое качество функционирования всех средств системы. Комплексным показателем качества является коэффициент простоя, который выражается следующим соотношением:It is advisable to carry out maintenance on time to ensure the required quality of functioning of all system tools. A comprehensive indicator of quality is the idle rate, which is expressed by the following ratio:
где - среднее время вынужденного простоя, связанного с обслуживанием технических средств, т.еWhere - the average time of downtime associated with the maintenance of technical equipment, i.e.
с учетом этого и используя (1) и (4) запишемwith this in mind and using (1) and (4) we write
Как показывают результаты исследований, функция Kп(τ) имеет единственный экстремум. При некотором значении периода обслуживания коэффициент простоя имеет минимальное значение.As the research results show, the function K p (τ) has a single extremum. At a certain value service period, the downtime factor is minimal.
Техническая система включает в себя множество различных по сложности и надежности средств (подсистем). Каждое средство характеризуется индивидуальными значениями всех составляющих цикла обслуживания (1). Поэтому для каждого i-го средства системы можно определить оптимальное значение . Множество соответствующее числу подсистем сложной системы, образует такую временную программу обслуживания системы, практическая реализация которой может оказаться неприемлемой. Конструктивным решением является применение максиминной стратегии обслуживания. При этом все подсистемы сложной системы будут обслуживаться одновременно с периодичностью, определяемой следующим образом:The technical system includes many different in complexity and reliability of funds (subsystems). Each tool is characterized by individual values of all components of the service cycle (1). Therefore, for each i-th system tool, you can determine the optimal value . A bunch of corresponding to the number of subsystems of a complex system, forms such a temporary system maintenance program, the practical implementation of which may be unacceptable. A constructive solution is to use a maximin service strategy. In this case, all subsystems of a complex system will be serviced simultaneously with a frequency determined as follows:
С учетом соотношений (2), (3), (6) и (7) задачу определения оптимального периода технического обслуживания системы запишем в следующем виде:Taking into account relations (2), (3), (6) and (7), the problem of determining the optimal period of system maintenance is written in the following form:
Предложенная модель может быть реализована аппаратурно с помощью устройства, схема которого показана на чертеже.The proposed model can be implemented in hardware using a device, a diagram of which is shown in the drawing.
Устройство содержит датчик времени 1, задающий возможные значения периода контроля и технического обслуживания системы, m вычислителей коэффициентов простоя подсистем (по числу подсистем, входящих в обслуживаемую систему). Каждый вычислитель содержит функциональный преобразователь 2, реализующий функцию Рj(τ), умножители 3 и 6, сумматоры 4 и 7, вычитатели 5 и 9, интегратор 8 и делитель 10. В устройство также входят блок задержки 11, включающий в себя m-2 элемента задержки 11c анализатор 12, реализующий выбор максимальной из m переменных (аналогичен блоку 13 устройства [4]), элемент задержки 13, элемент сравнения 14, ключ 15, блок из m выходных цепей 16, при этом каждая цепь представляет собой соединенные последовательно элемент задержки 17i и ключ 18i The device contains a time sensor 1 that sets the possible values of the period of monitoring and maintenance of the system, m calculators of downtime coefficients of the subsystems (by the number of subsystems included in the serviced system). Each calculator contains a functional converter 2 that implements the function P j (τ), multipliers 3 and 6, adders 4 and 7, subtractors 5 and 9, integrator 8 and divider 10. The device also includes a delay unit 11, including m-2 delay element 11 c an analyzer 12 that selects the maximum of m variables (similar to unit 13 of the device [4]), a delay element 13, a comparison element 14, a key 15, a block of m output circuits 16, each circuit being a delay element 17 i connected in series key 18 i
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Датчик времени 1 с шагом Δτ задает в порядке нарастания последовательность значений τj периода контроля и технического обслуживания сложной системы τj=τj-1+Δτ,(j=1, 2, ...). Сигнал, соответствующий τj, с первого выхода датчика 1 времени подается на вторые входы вторых сумматоров 7i и функциональных преобразователей 2i вычислителей коэффициентов простоя подсистем. В каждом таком вычислителе выполняется вычисление коэффициента простоя Кпj соответствующей подсистемы.Time sensor 1 with a step Δτ sets in increasing order a sequence of values τ j of the monitoring and maintenance period of a complex system τ j = τ j-1 + Δτ, (j = 1, 2, ...). The signal corresponding to τ j , from the first output of the time sensor 1 is supplied to the second inputs of the second adders 7 i and functional converters 2 i calculators of idle coefficients of the subsystems. In each such calculator, the idle coefficient K pj of the corresponding subsystem is calculated.
Процесс вычисления коэффициентов простоя подсистемы рассмотрим на примере одного, например первого вычислителя.The process of calculating the idle coefficients of a subsystem will be considered using one example, for example, the first computer.
При каждом очередном значении τj в функциональном преобразователе 2 формируется функция Pj(τ)=ехр{-λτj} - вероятность безотказной работы подсистемы. При этом значение величины λ поступает в преобразователь 2 с четвертого входа вычислителя. Вычисленное значение Pj(τ) передается в умножители 3 и 6 и в интегратор 8. В последнем функция Рj(τ) интегрируется, причем верхний предел интегрирования определяется текущим значением τj. Результат интегрирования соответствующий среднему времени полезного функционирования подсистемы на периоде τj, с выхода интегратора 8 передается во второй вычитатель 9.For each next value of τ j in the functional transducer 2, a function P j (τ) = exp {-λτ j } is formed - the probability of failure-free operation of the subsystem. In this case, the value of λ enters the transducer 2 from the fourth input of the calculator. The calculated value of P j (τ) is transmitted to the multipliers 3 and 6 and to the integrator 8. In the latter, the function P j (τ) is integrated, and the upper limit of integration is determined by the current value of j . Integration Result corresponding to the average time of the useful functioning of the subsystem for the period τ j , from the output of the integrator 8 is transmitted to the second subtractor 9.
В то же время в умножителе 6 величина Pj(τ) перемножается с величиной - среднего времени аварийно-востановительных работ, поступающей с первого входа вычислителя коэффициента постоя подсистемы. Результат перемножения с выхода первого умножителя 6 передается в первый вычитатель 5, где вычисляется разность и передается в первый сумматор 4. Во втором умножителе 3 перемножаются значения , поступающие с третьего входа вычислителя и Рj(τ). Результат перемножения с выхода умножителя 3 передается в первый сумматор 4. Кроме того, в первый сумматор 4 со второго входа вычислителя коэффициента простоя поступает заданное значение величины .At the same time, in the multiplier 6, the quantity P j (τ) is multiplied with the quantity - the average time of emergency restoration work coming from the first input of the calculator of the constant coefficient of the subsystem. Multiplication result from the output of the first multiplier 6 is transmitted to the first subtractor 5, where the difference is calculated and transferred to the first adder 4. In the second multiplier 3, the values are multiplied coming from the third input of the calculator and P j (τ). The result of the multiplication from the output of the multiplier 3 is transmitted to the first adder 4. In addition, the first value 4 from the second input of the idle factor calculator receives a predetermined value .
Итог сложения с выхода первого сумматора 4 передается в второй сумматор 7, где реализуется сумма и передается во второй вычитатель 9 и в делитель 10. В вычитателе 9 формируется сигнал, соответствующий времени простоя подсистемы, т.е. и передается в делитель 10, а также в блок выходных цепей 16. В делителе 10 формируется значение коэффициента простоя подсистемы, соответствующее текущему значению периода контроля и технического обслуживания τj, т.е:The result of addition from the output of the first adder 4 is transmitted to the second adder 7, where the sum is realized and transmitted to the second subtractor 9 and to the divider 10. In the subtractor 9, a signal is generated corresponding to the idle time of the subsystem, i.e. and transmitted to the divider 10, as well as to the block of output circuits 16. In the divider 10, the value of the idle coefficient of the subsystem is generated, which corresponds to the current value of the monitoring and maintenance period τ j , i.e.
Вычисленное значение Кп(τ) с выхода делителя 10 передается на первый выход вычислителя коэффициента простоя подсистемы. Таким образом, при каждом значении τj на первом выходе каждого вычислителя появляется сигнал Kпj, а на втором выходе - сигнал, соответствующий вычисленному значению τпрj. С первых выходов первого и второго вычислителей коэффициентов простоя подсистем непосредственно, а начиная с третьего и до последнего аналогичных вычислителей через соответствующие элементы задержки группы 11 вычисленные значения Кпij передаются на соответствующие входы элементов сравнения анализатора 12 [3]. При этом временная задержка, которую должны обеспечивать элементы задержки группы 11, определяется временем распространения сигналов в цепях анализатора 12.The calculated value of K p (τ) from the output of the divider 10 is transmitted to the first output of the calculator idle coefficient of the subsystem. Thus, for each value of τ j , the signal K пj appears at the first output of each calculator, and the signal corresponding to the calculated value of τ prj appears at the second output. From the first outputs of the first and second calculators of the idle coefficients of the subsystems directly, and from the third to the last similar computers through the corresponding delay elements of group 11, the calculated values of K pij are transmitted to the corresponding inputs of the comparison elements of the analyzer 12 [3]. In this case, the time delay that the delay elements of group 11 must provide is determined by the propagation time of the signals in the circuits of the analyzer 12.
С выхода анализатора 12 наибольшее значение коэффициента простояFrom the output of the analyzer 12 the largest value of the coefficient of downtime
поступает на вход первого элемента задержки 13 и на первый вход элемента сравнения 14. При этом ранее вычисленное значениеenters the input of the first delay element 13 and the first input of the comparison element 14. In this case, the previously calculated value
с выхода элемента задержки 13 поступает на второй вход элемента сравнения 14.from the output of the delay element 13 is supplied to the second input of the comparison element 14.
В исходном состоянии перед началом работы устройства элемент задержки 13 переводится в нулевое состояние.In the initial state, before starting the operation of the device, the delay element 13 is converted to the zero state.
В элементе сравнения 14 сравниваются между собой величины Kпj и Kпj-1, одна из которых соответствует текущему значению τj, а другая предшествующему τj-1. Если в результате сравнения окажется, что Кпj-1≥Кпj. то с первого выхода блока сравнения 14 выдается управляющий сигнал датчику времени 1 на выдачу очередного значения τj+1, и процесс вычисления Кп системы повторится, но уже при новом τj+1 значении периода. В противном случае, т.е. при Kпj-1<Kпj, управляющий сигнал со второго выхода блока сравнения 14 поступает на разрешающий вход ключа 15 и значение τj-1, соответствующее оптимальному периоду контроля и технического обслуживания сложной системы, со второго выхода датчика времени 1 через ключ 15 поступает на m+1 выход устройства. В то же время, управляющий сигнал со второго выхода блока сравнения 14 поступает на разрешающие входы ключей 18i блока выходных цепей 16. При этом, сигнал τпpi со второго выхода каждого вычислителя коэффициента простоя через соответствующую пару соединенных последовательно элемента задержки 17i и ключа 18i блока выходных цепей 16 поступит на определенный (i) выход устройства.In comparison element 14, the quantities K pj and K pj-1 are compared with each other, one of which corresponds to the current value of j and the other to the previous value of j j-1 . If, as a result of the comparison, it turns out that К пj-1 ≥К пj . then, from the first output of the comparison unit 14, a control signal is issued to the time sensor 1 to output the next value of τ j + 1 , and the process of calculating K p of the system will be repeated, but with a new value of j j = 1 period value. Otherwise, i.e. when K pj-1 <K pj , the control signal from the second output of the comparison unit 14 is supplied to the enable input of the key 15 and the value τ j-1 corresponding to the optimal period of control and maintenance complex system, from the second output of the time sensor 1 through the key 15 is supplied to m + 1 output of the device. At the same time, the control signal from the second output of the comparison unit 14 is fed to the enable inputs of the keys 18 i of the block of output circuits 16. In this case, the signal τ ppi from the second output of each idle factor calculator through the corresponding pair of delay element 17 i connected in series and key 18 i of the block of output circuits 16 will go to a specific (i) output of the device.
Таким образом на m+1 выходе устройства будет величина а на выходах блока выходных цепей - величины соответствующих подсистем. На этом работа устройства заканчивается.Thus, at m + 1 the output of the device will be the value and at the outputs of the block of output circuits - values corresponding subsystems. This completes the operation of the device.
Положительный эффект, который дает предлагаемое техническое решение, состоит в том, что устройство позволяет определять оптимальный период технического обслуживания системы с учетом временных затрат на контроль состояния, планово-предупредительную профилактику и ремонтно-восстановительные работы каждой из подсистем обслуживаемой системы. Вместе с тем оно обеспечивает вычисление среднего времени простоя по техническим причинам подсистем при оптимальных сроках обслуживания системы в целом.The positive effect that the proposed technical solution provides is that the device allows you to determine the optimal period of system maintenance, taking into account the time spent on status monitoring, preventive maintenance and repair work of each of the subsystems of the serviced system. At the same time, it provides the calculation of the average downtime for the technical reasons of the subsystems with optimal service life of the system as a whole.
При составлении описания и формулировании изобретения использованы следующие источники информации.In compiling the description and formulating the invention, the following sources of information were used.
1. В.Д.Гришин, Ю.С.Мануйлов, А.Н.Щенев. Патент №2206123, М. Кл.7 G07С 3/08, 2003 г.1. V.D. Grishin, Yu.S. Manuilov, A.N. Schenev. Patent No. 2206123, M. Cl. 7 G07C 3/08, 2003
2. Г.Н.Воробьев, В.Д.Гришин, В.А.Денченков. А.с. СССР №1320825, М. Кл.4 G07С 3/08, 1987 г.2. G.N. Vorobiev, V.D. Grishin, V.A. Denchenkov. A.S. USSR No. 1320825, M. Cl. 4 G07C 3/08, 1987
3. Г.Н.Воробьев, В.Д.Гришин, А.Н.Тимофеев. А.с. СССР №1679512, М. Кл.5 G07С 3/02, 1991 г.3. G.N. Vorobiev, V.D. Grishin, A.N. Timofeev. A.S. USSR No. 1679512, M. Cl. 5 G07C 3/02, 1991
4. Г.Н.Воробьев, В.Д.Гришин, Д.И.Марков. А.с. СССР №1437888, М. Кл.4 G07С 3/02, 1988 г.4. G.N. Vorobiev, V.D. Grishin, D.I. Markov. A.S. USSR No. 1437888, M. Cl. 4 G07C 3/02, 1988
5. И.М.Тетельбаум, Ю.Р.Шрейдер. 400 схем для АВМ. - М., 1978 г.5. I.M.Tetelbaum, Yu.R. Schreider. 400 schemes for AVM. - M., 1978
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120205/09A RU2308765C1 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Device for determining optimal technical maintenance period of a system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120205/09A RU2308765C1 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Device for determining optimal technical maintenance period of a system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2308765C1 true RU2308765C1 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38925437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006120205/09A RU2308765C1 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Device for determining optimal technical maintenance period of a system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308765C1 (en) |
-
2006
- 2006-06-08 RU RU2006120205/09A patent/RU2308765C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI851499B (en) | Circuit, method and non-transitory machine-readable storage devices for performing neural network computations | |
RU2361276C1 (en) | Device for determining optimum maintenance period of articles | |
RU2347272C1 (en) | Device for determination of optimum continuance of maintenance service of product | |
RU2308765C1 (en) | Device for determining optimal technical maintenance period of a system | |
Rowland et al. | Simulation validation with sparse random data | |
RU2310913C1 (en) | Device for determining optimal period of technical maintenance of system | |
CN111352085A (en) | System for judging signal processing performance and computing resource use of pulse Doppler radar | |
RU2429543C2 (en) | Apparatus for determining optimum periods for system maintenance | |
RU2273882C1 (en) | Device for determining product reliability characteristics | |
RU2279712C1 (en) | Device for determining optimal period for technical maintenance of product | |
RU2206123C2 (en) | Device for evaluating optimal manufacture intervals for part | |
Pham | Recent studies in software reliability engineering | |
RU2393542C1 (en) | Device for detection of time required to restore availability of item readiness for use | |
RU2476934C1 (en) | Apparatus for determining optimum frequency of inspecting condition of article | |
RU2525756C2 (en) | Apparatus for determining values of operational characteristics of article for periodic use | |
RU2273881C1 (en) | Device for determining reliability characteristics of product | |
Mainkar et al. | Sensitivity analysis of Markov regenerative stochastic Petri nets | |
RU2452028C2 (en) | Device for determining values of reliability characteristics of article | |
RU2071115C1 (en) | Device for determining optimal maintenance intervals | |
RU2378702C2 (en) | Device for determining operational-technical characteristics of items | |
RU2580099C2 (en) | Apparatus for determining values ??of characteristics of readiness for use product | |
RU2524849C2 (en) | Apparatus for determining reliability and performance characteristics of article | |
RU2519049C1 (en) | Apparatus for estimating preferred level of unification engineering systems | |
Gokhale et al. | Model validation using simulated data | |
US20220308979A1 (en) | Information processing device, information processing method, and non-transitory storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080609 |