RU2542666C1 - Device for determination of optimal period for control of product technical condition - Google Patents
Device for determination of optimal period for control of product technical condition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542666C1 RU2542666C1 RU2014106239/08A RU2014106239A RU2542666C1 RU 2542666 C1 RU2542666 C1 RU 2542666C1 RU 2014106239/08 A RU2014106239/08 A RU 2014106239/08A RU 2014106239 A RU2014106239 A RU 2014106239A RU 2542666 C1 RU2542666 C1 RU 2542666C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- block
- multiplication
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации изделий, подверженных старению, для определения оптимальных сроков их технического обслуживания.The invention relates to computer technology, in particular to control devices, and can be used in experimental design work and the practice of operating products subject to aging, to determine the optimal timing of their maintenance.
Известны устройства [3, 4], позволяющие определять оптимальные значения периодов технического обслуживания изделий. Их недостатком является ограниченная область применения, поскольку они не позволяют учитывать фактор старения изделий. Устройства [5, 6] позволяют вычислять значения периодов обслуживания, обеспечивающие получение экстремальных значений эксплуатационно-технических характеристик изделий с учетом фактора их старения. Однако эти устройства не позволяют учитывать разницу в скорости расходования надежностного потенциала при изменении режима функционирования изделия, что снижает точность получаемых результатов. Устройства [7, 8] предназначены для определения оптимальной периодичности контроля и управления техническим состоянием изделий с учетом изменения интенсивности их отказов в зависимости от режима использования. Недостатком устройств [5, 6] является то, что определение значений выходных величин осуществляется без учета фактора старения изделия. По составу функциональных элементов, используемых в заявляемом изобретении, устройства [7, 8] равнозначны, а по составу выходных параметров более близким является устройство [8].Known devices [3, 4], allowing to determine the optimal values of the periods of maintenance of products. Their disadvantage is the limited scope, since they do not allow to take into account the aging factor of products. Devices [5, 6] make it possible to calculate the values of service periods, which ensure the obtaining of extreme values of the operational and technical characteristics of products taking into account the aging factor. However, these devices do not allow to take into account the difference in the rate of expenditure of the reliability potential when changing the mode of operation of the product, which reduces the accuracy of the results. Devices [7, 8] are designed to determine the optimal frequency of control and management of the technical condition of products, taking into account changes in the intensity of their failures depending on the mode of use. The disadvantage of devices [5, 6] is that the determination of the values of the output values is carried out without taking into account the aging factor of the product. The composition of the functional elements used in the claimed invention, the device [7, 8] are equivalent, and the composition of the output parameters is closer to the device [8].
В связи с изложенным, за прототип заявляемого изобретения принято устройство [8], содержащее блок памяти, шесть вентилей, пять сумматоров, мультивибратор, два триггера, два накапливающих сумматора, схему ИЛИ, четыре блока нелинейностей, компаратор, четыре блока умножения, два вычитателя, четыре элемента задержки, четыре элемента памяти, два интегратора и делитель.In connection with the above, the prototype of the claimed invention adopted the device [8], containing a memory block, six valves, five adders, a multivibrator, two triggers, two accumulating adders, an OR circuit, four non-linearity blocks, a comparator, four multiplication blocks, two subtractors, four delay elements, four memory elements, two integrators and a divider.
Целью заявляемого технического решения является расширение области применения устройства и повышение точности определения значений искомых величин. Цель достигается путем реализации математической модели, позволяющей учитывать зависимость функции отказов от времени и от режима использования изделия. Критерием оптимизации периода технического обслуживания изделия является максимум коэффициента готовности.The purpose of the proposed technical solution is to expand the scope of the device and improve the accuracy of determining the values of the desired values. The goal is achieved by implementing a mathematical model that allows you to take into account the dependence of the function of failures on time and on the mode of use of the product. The criterion for optimizing the product maintenance period is the maximum availability factor.
Процесс применения значительного числа различных типов изделий имеет циклический характер. Каждый цикл включает в себя работу изделия в номинальном режиме и нахождение в режиме отдыха. На рисунке 1 представлена диаграмма процесса эксплуатации изделия, включающая в себя:The process of applying a significant number of different types of products is cyclical. Each cycle includes the operation of the product in nominal mode and being in rest mode. Figure 1 presents a diagram of the operation of the product, including:
τ - длительность цикла применения изделия (например, одни сутки);τ is the duration of the product application cycle (for example, one day);
t1=τKИ - длительность применения изделия в номинальном режиме, KИ - коэффициент использования изделия по назначению, 0<KИ<1. При этом интенсивность отказов изделия имеет значение λ1;t 1 = τK AND is the duration of use of the product in nominal mode, K AND is the coefficient of use of the product for its intended purpose, 0 <K AND <1. Moreover, the failure rate of the product has a value of λ 1 ;
t2=τ-t1 - продолжительность отдыха после применения (например, технические средства предприятий, работающих в одну или две смены, транспортные средства и многое другое). На этом интервале времени интенсивность отказов имеет значение 0<λ2<λ1 [1].t 2 = τ-t 1 - the duration of rest after use (for example, technical equipment of enterprises working in one or two shifts, vehicles and much more). In this time interval, the failure rate is 0 <λ 2 <λ 1 [1].
Для поддержания изделия в работоспособном состоянии периодически проводится его техническое обслуживание и затрачивается время τобс. При этом выполняется углубленный контроль состояния в течение времени τк1, проведение регламентных работ и восстановление работоспособности изделия в случае обнаружения отказа, на что расходуется время τв, а по окончании этих работ проводится контрольная проверка состояния изделия в течение времени τк2. Отметим, что контроль технического состояния выполняется в условиях номинального режима работы изделия. Поэтому на интервалах времени τк1 и τк2 интенсивность отказов будет равной λ1. Для проведения ремонтно-восстановительных работ изделие переводится в режим отдыха, что соответствует интенсивности отказов λ2. В связи с изложенным, общая продолжительность технического обслуживания выражается так:To maintain the product in working condition, its maintenance is periodically carried out and the time τ obs . At the same time, in-depth state monitoring is performed during the time τ k1 , routine maintenance and restoration of the product’s performance in case of failure is detected, which takes time τ c , and at the end of these works, a control check of the product’s condition is performed during the time τ k2 . Note that the control of the technical condition is carried out in the conditions of the nominal operating mode of the product. Therefore, at time intervals τ k1 and τ k2 , the failure rate will be equal to λ 1 . To carry out repair and restoration work, the product is put into rest mode, which corresponds to the failure rate λ 2 . In connection with the foregoing, the total duration of maintenance is expressed as follows:
где Р(T), Р(τк1+τк2), Р(τв) - вероятность безотказной работы изделия на соответствующем интервале времени.where P (T), P (τ k1 + τ k2 ), P (τ in ) is the probability of failure-free operation of the product in the corresponding time interval.
Длительность периода обслуживания T (рис. 1) включает в себя множество
Продолжительность Tц цикла обслуживания изделия составляетThe duration T c the product service cycle is
Вероятность безотказной работы изделия на интервале времени T выражается так:The probability of failure-free operation of the product on the time interval T is expressed as follows:
Важным параметром безотказности является интенсивность отказов. Теория и практика эксплуатации широкого класса обслуживаемых изделий показывает, что старение изделий сопровождается увеличением этой интенсивности. Для определения времени безотказной работы таких изделий применим закон распределения Рэлея. При этом интенсивность отказов λ(t) и вероятность безотказной работы изделия P(t) определяются так [2]:An important failure-free parameter is the failure rate. The theory and practice of operating a wide class of serviced products shows that aging of products is accompanied by an increase in this intensity. To determine the uptime of such products, the Rayleigh distribution law is applicable. Moreover, the failure rate λ (t) and the probability of failure-free operation of the product P (t) are determined as follows [2]:
где σ - параметр распределения Рэлея.where σ is the Rayleigh distribution parameter.
В связи с этим имеет место следующее:In this regard, the following occurs:
Время работоспособного состояния изделия Tф на интервале времени определяется по формулеThe working time of the product T f on the time interval is determined by the formula
Комплексным показателем качества функционирования является коэффициент готовности, выражаемый следующим соотношением:A comprehensive indicator of the quality of functioning is the availability coefficient, expressed by the following ratio:
Проведенные исследования показывают, что существует период обслуживания, при котором KГ(T) имеет глобальный экстремум. В связи с этим, задача определения оптимального периода управления техническим состоянием изделия выражается в следующем виде:Studies have shown that there is a service period in which K G (T) has a global extremum. In this regard, the task of determining the optimal period for managing the technical condition of the product is expressed as follows:
Предложенная математическая модель может быть реализована аппаратурно с помощью устройства, схема которого показана на рисунке 2.The proposed mathematical model can be implemented in hardware using a device, a diagram of which is shown in Figure 2.
Устройство содержит: первый 1, второй 3, третий 20, четвертый 22 и пятый 25 блоки деления, первый 2, второй 4, третий 21 и четвертый 26 блоки нелинейностей, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 9, пятый 19, шестой 24, седьмой 29, восьмой 30 и девятый 31 блоки умножения, первый 8 и второй 11 интеграторы, первый 10 и второй 33 вычитатели, датчик времени (генератор ступенчатого напряжения) 12, первый 13, второй 23, третий 27, четвертый 28 и пятый 32 сумматоры, мультивибратор 14, первый 15, второй 34, третий 37, четвертый 40 и пятый 45 элементы задержки, схему ИЛИ 16, компаратор 17, триггер 18, первый 35, второй 38, третий 41 и четвертый 43 элементы памяти, первый 36, второй 39, третий 42 и четвертый 44 вентили.The device contains: first 1, second 3, third 20, fourth 22 and fifth 25 division blocks, first 2, second 4, third 21 and fourth 26 non-linearity blocks, first 5, second 6, third 7, fourth 9, fifth 19, sixth 24, seventh 29, eighth 30 and ninth 31 multiplication blocks, first 8 and second 11 integrators, first 10 and second 33 subtracters, time sensor (step voltage generator) 12, first 13, second 23, third 27, fourth 28 and fifth 32 adders, multivibrator 14, first 15, second 34, third 37, fourth 40 and fifth 45 delay elements, OR circuit 16, comparator 17, trigger 18, first 35, second 38, third 41 and fourth 43 memory elements, first 36, second 39, third 42 and fourth 44 gates.
Схемы используемых функциональных блоков устройства представления в [9], в частности элементы памяти могут быть построены по схеме 4-5-1, а блоки нелинейностей по схеме 3-4-2.The schemes of the used functional blocks of the representation device in [9], in particular, memory elements can be constructed according to the scheme 4-5-1, and non-linearity blocks according to the scheme 3-4-2.
Процесс решения задачи (13) имеет итерационный характер. В первом цикле работы (i=1) устройства T=τ, T1=τ1, T2=τ-τ1, а в каждом последующем цикле происходит увеличение параметров T, T1, T2 согласно (2) и (3). Соответственно этому изменяются значения величин Р(T), Tф(T), KГ(T), τобс(T).The process of solving problem (13) has an iterative nature. In the first cycle of operation (i = 1), the devices T = τ, T 1 = τ 1 , T 2 = τ-τ 1 , and in each subsequent cycle the parameters T, T 1 , T 2 increase in accordance with (2) and (3 ) Accordingly, the values of the quantities P (T), T f (T), K G (T), τ obs (T) change.
Перед началом работы устройства исходные данные:
Работа начинается с приходом на четвертый вход устройства сигнала «Пуск». Этот сигнал поступает на первый вход триггера 18, переводя его в нулевое состояние. В то же время, сигнал «Пуск», пройдя через схему ИЛИ 16, инициирует генерацию ждущим мультивибратором 14 управляющего воздействия, по которому за время Δt приводятся в исходное состояние (обнуляются) первый 2, второй 4, третий 21 и четвертый 26 блоки нелинейностей, а также первый 8 и второй 11 интеграторы. Кроме того, сигнал «Пуск», задержанный первым элементом задержки 15 на время Δt, запускает датчик времени 12. Этот датчик с шагом τ задает в порядке нарастания последовательность возможных значений τi периода технического обслуживания изделия τi=τi-1+τ, где i=1, 2, 3 …. Начальный сигнал T=τ с выхода датчика времени 12 передается через третий элемент задержки 37 во второй элемент памяти 38, на первые входы третьего сумматора 27 и первого вычитателя 10, а также на второй вход четвертого блока умножения 9. С третьего входа устройства на первый вход блока 9 поступает значение коэффициента использования изделия по назначению KИ. Результат перемножения KИ·τ=t1 с выхода блока 9 передается на вторые входы первого интегратора 8 и первого вычитателя 10, а также на оба входа первого блока умножения 5. Сигнал, соответствующий величине
В то же время с пятого входа устройства на первые входы четвертого 28 и пятого 32 сумматоров, а также на первый и второй входы пятого блока умножения 19 поступает значение величины τв. Результат перемножения
Как только при некотором значении T=nτ, n=2,3, … в результате сравнения в компараторе 17 окажется, что KГ(Ti)<KГ(Ti-1) управляющий сигнал появится на втором выходе компаратора 17. Этот сигнал переведет триггер 18 в единичное состояние. Его выходной сигнал обеспечит считывание содержимого первого 35, второго 38, третьего 41 и четвертого 43 элементов памяти, откроет вентили 36, 39, 42 и 44, а также переведет датчик времени 12 в исходное (нулевое) состояние. В результате этого вычисленные значения величин Tф, τ, KГ, Tобс поступят соответственно на первый, второй, третий и четвертый выходы устройства. На этом работа устройства заканчивается.As soon as at a certain value T = nτ, n = 2,3, ... as a result of the comparison in comparator 17, it turns out that K Г (T i ) <K Г (T i-1 ) the control signal appears at the second output of comparator 17. This the signal will translate the trigger 18 into a single state. Its output signal will ensure the reading of the contents of the first 35, second 38, third 41 and fourth 43 memory elements, will open the valves 36, 39, 42 and 44, as well as transfer the time sensor 12 to its original (zero) state. As a result of this, the calculated values of the values of T f , τ, K G , T obs arrive respectively at the first, second, third and fourth outputs of the device. This completes the operation of the device.
Возрастание интенсивности отказов изделия влечет за собой смещение оптимального периода управления техническим состоянием изделия в сторону меньших значений. Поэтому каждое очередное оптимальное значение периода необходимо находить с учетом изменения интенсивности отказов.An increase in the failure rate of the product entails a shift in the optimal period for controlling the technical condition of the product to lower values. Therefore, each subsequent optimal value of the period must be found taking into account changes in the failure rate.
Положительный эффект, который дает предлагаемое техническое решение, состоит в том, что устройство позволяет определять значения периодов управления техническим состоянием изделия, обеспечивающие максимально возможную готовность изделия к применению, с учетом увеличения интенсивности отказов изделия в процессе его эксплуатации, а также различия значений этой интенсивности при нахождении изделия в рабочем режиме и в режиме отдыха после применения.The positive effect that the proposed technical solution provides is that the device allows you to determine the values of the periods of control of the technical condition of the product, ensuring the maximum possible readiness of the product for use, taking into account the increase in the failure rate of the product during its operation, as well as the difference in the values of this intensity at finding the product in the operating mode and in the rest mode after application.
Источники информацииInformation sources
1. Седякин Н.М. Об одном физическом принципе теории надежности. - Известия АН СССР, ОТН, Техническая кибернетика, 1966, №3.1. Sedyakin N.M. About one physical principle of the theory of reliability. - Proceedings of the Academy of Sciences of the USSR, OTN, Technical Cybernetics, 1966, No. 3.
2. Половко A.M. Основы теории надежности. М.: наука, 1964.2. Colonel A.M. Fundamentals of reliability theory. M .: science, 1964.
3. Гришин В.Д., Зиновьев С.В., Соколов Б.В., Майданович О.В. Патент RU № 2452027. МПК G07C 3/08, 2012.3. Grishin V.D., Zinoviev S.V., Sokolov B.V., Maydanovich O.V. Patent RU No. 2452027. IPC G07C 3/08, 2012.
4. Соколов Б.В., Стародубов В.А., Гришин В.Д., Цивирко Е.Г. Патент RU № 2476935, МПК G07C 3/08, 2013.4. Sokolov B.V., Starodubov V.A., Grishin V.D., Tsivirko E.G. Patent RU No. 2476935, IPC G07C 3/08, 2013.
5. Гришин В.Д., Павлов А.Н., Михайлов Е.П. Патент RU № 2343544, МПК G07C 3/08, 2009.5. Grishin V.D., Pavlov A.N., Mikhailov E.P. Patent RU No. 2343544, IPC G07C 3/08, 2009.
6. Гришин В.Д., Кудряшов А.Н., Тимошенко Д.В. Патент RU № 2347272, МПК G07C 3/08, 2009.6. Grishin V.D., Kudryashov A.N., Timoshenko D.V. Patent RU No. 2347272, IPC G07C 3/08, 2009.
7. Соколов Б.В., Гришин В.Д., Зеленцов В.А., Цивирко Е.Г. Патент RU № 2479041, МПК G07C 3/08, 2013.7. Sokolov B.V., Grishin V.D., Zelentsov V.A., Tsivirko E.G. Patent RU No. 2479041, IPC G07C 3/08, 2013.
8. Соколов Б.В., Гришин В.Д., Зеленцов В.А., Майданович О.В. Патент RU № 2476934, МПК G07C 3/08, 2013.8. Sokolov B.V., Grishin V.D., Zelentsov V.A., Maydanovich O.V. Patent RU No. 2476934, IPC G07C 3/08, 2013.
9. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для АВМ, - М.: Энергия, 1978.9. Tetelbaum I.M., Schneider Yu.R. 400 schemes for AVM, - M .: Energy, 1978.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014106239/08A RU2542666C1 (en) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | Device for determination of optimal period for control of product technical condition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014106239/08A RU2542666C1 (en) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | Device for determination of optimal period for control of product technical condition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2542666C1 true RU2542666C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53289094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014106239/08A RU2542666C1 (en) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | Device for determination of optimal period for control of product technical condition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542666C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728955C1 (en) * | 2019-11-14 | 2020-08-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Apparatus for determining rational program of maintenance and operation of article |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1406616A1 (en) * | 1986-06-09 | 1988-06-30 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Device for determining optimized plant inspection and maintenance periods |
RU2233482C1 (en) * | 2002-11-14 | 2004-07-27 | Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского | Device for determining optimal period for maintenance of product |
RU2342706C2 (en) * | 2007-02-19 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерства обороны РФ | Device for determining optimum servicing program of system |
RU2358320C2 (en) * | 2007-02-19 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерства обороны РФ | Device for determining optimum program for technical servicing system |
RU2476934C1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-02-27 | Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН (СПИИРАН) | Apparatus for determining optimum frequency of inspecting condition of article |
-
2014
- 2014-02-19 RU RU2014106239/08A patent/RU2542666C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1406616A1 (en) * | 1986-06-09 | 1988-06-30 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Device for determining optimized plant inspection and maintenance periods |
RU2233482C1 (en) * | 2002-11-14 | 2004-07-27 | Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского | Device for determining optimal period for maintenance of product |
RU2342706C2 (en) * | 2007-02-19 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерства обороны РФ | Device for determining optimum servicing program of system |
RU2358320C2 (en) * | 2007-02-19 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерства обороны РФ | Device for determining optimum program for technical servicing system |
RU2476934C1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-02-27 | Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН (СПИИРАН) | Apparatus for determining optimum frequency of inspecting condition of article |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728955C1 (en) * | 2019-11-14 | 2020-08-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Apparatus for determining rational program of maintenance and operation of article |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104636874B (en) | Detect the method and apparatus of service exception | |
JP2014025739A (en) | Battery state estimation apparatus | |
JPWO2022024235A5 (en) | ||
JP2020003497A (en) | Management device for power storage element, power storage device, method for estimating deterioration amount, and computer program | |
US10107842B2 (en) | Low jitter pulse output for power meter | |
RU2542666C1 (en) | Device for determination of optimal period for control of product technical condition | |
RU2358320C2 (en) | Device for determining optimum program for technical servicing system | |
RU2361276C1 (en) | Device for determining optimum maintenance period of articles | |
RU2347272C1 (en) | Device for determination of optimum continuance of maintenance service of product | |
RU2604437C2 (en) | Article optimum maintenance period determining device | |
RU2475831C1 (en) | Adaptive digital predicting and differentiating device | |
RU2361277C1 (en) | Device for determining optimum maintenance period of articles | |
RU2477887C1 (en) | Digital predictor | |
RU2476934C1 (en) | Apparatus for determining optimum frequency of inspecting condition of article | |
CN103501257A (en) | Method for selecting IP (Internet Protocol) network fault probe | |
RU2553077C1 (en) | Device to determine operating technical characteristics of product at optimal period of its maintenance | |
RU2452027C2 (en) | Device for determining values of operational characteristics of article | |
AU2015339238A1 (en) | Systems and methods for syncing a host computer with a variety of external devices | |
RU2622852C1 (en) | Adaptive digital smoothing and predictive device | |
RU2384879C1 (en) | Power transformer life counter | |
RU2580099C2 (en) | Apparatus for determining values ??of characteristics of readiness for use product | |
RU2525754C2 (en) | Device for determining values of operational characteristics of serviced articles | |
RU2429543C2 (en) | Apparatus for determining optimum periods for system maintenance | |
RU2525756C2 (en) | Apparatus for determining values of operational characteristics of article for periodic use | |
RU2446461C2 (en) | Digital predictor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180220 |