SU1464186A1

SU1464186A1 - Arrangement for determining the optimized routine of inspection and maintenance of article

Info

Publication number: SU1464186A1
Application number: SU874215607A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Николаевич Воробьев; Владимир Дмитриевич Гришин; Александр Николаевич Тимофеев; Александр Вадимович Кононенко
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1989-03-07

Abstract

Изобретение относитс к устройствам контрол и может быть использовано в научных исследовани х и технике , где требуетс находить оптимальные периоды контрол и технического обслуживани изделий, врем полезного функционировани на заданном ресурсе и число резервных элементов, необходимых дл функционировани издели в течение заданного времени. Цель изобретени - повышение информа- ,тивности устройства. Устройство со- дер шт датчик 1 времени, блок 2 нелинейности , интегратор 3, блоки 4,5 и 6 умножени , сумматоры 7,8 и 9,10, блок 11 делени , элементы 12,13 и 14 задержки, компаратор 15, ключи 16,17 и 18 и регистратор 19. Датчик времени может быть выполнен в виде генератора ступенчатого напр жени . Устройство позвол ет определ ть и регистрировать оптимальный период контрол и технического обслуживани издели , максимальное среднее врем полезного функционировани и минимально необходимое число резервных блоков (устройств) , 1 ил. (ЛThe invention relates to control devices and can be used in scientific research and engineering, where it is required to find the optimal periods for monitoring and maintenance of products, useful operation time on a given resource and the number of backup elements necessary for the product to function for a given time. The purpose of the invention is to increase the informational capacity of the device. The device consists of a time sensor 1, a nonlinearity unit 2, an integrator 3, multiplication blocks 4.5 and 6, adders 7.8 and 9.10, a division block 11, delay elements 12.13 and 14, a comparator 15, keys 16 , 17 and 18 and the recorder 19. The time sensor can be made in the form of a step voltage generator. The device allows you to determine and record the optimal period of control and maintenance of the product, the maximum average useful life and the minimum required number of backup units (devices), 1 sludge. (L

Description

Изобретение относится к области устройств контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий, время полезного функционирования на заданном ресурсе и число резервных элементов, необходимых для функционирования изделия в течение заданного времени.The invention relates to the field of control devices and can be used in scientific research and technology, where it is required to find the optimal periods of technical maintenance of products, useful life on a given resource and the number of backup elements necessary for the functioning of the product for a given time.

Целью изобретения является повышение информативности устройства.The aim of the invention is to increase the information content of the device.

Все материальные объекты (изделия) - это объекты, имеющие ресурс (ограниченный ресур жиз недеятельности), который ими расходуется в процессе функционирования. Считаем, что изделие прекращает целевое функционирование, когда у него израсхо- ’ дуется ресурс или наступит отказ. Увеличить время полезного функционирования изделия можно путем увеличения запаса ограниченного ресурса, повышением надежности изделия и введением контроля и технического об·-, служивания изделия, в результате которого устраняются отказы и восстанавливается работоспособность.All material objects (products) are objects that have a resource (limited resource of inactivity), which they spend in the process of functioning. We believe that the product ceases to function when it has run out of resources or failure. It is possible to increase the useful life of the product by increasing the supply of a limited resource, increasing the reliability of the product and introducing control and technical maintenance ·, service of the product, as a result of which failures are eliminated and operability is restored.

Введем определения.We introduce the definitions.

Т - заданное время функционирования (ограниченный ресурс) изделия, в течение которого изделие способно выполнять (или выполняет) целевую задачу, а также может находиться в состоянии отказа или технического обслуживания.T is the specified operating time (limited resource) of the product during which the product is able to fulfill (or performs) the target task, and may also be in a state of failure or maintenance.

Тф среднее время полезного функционирования изделия, т.е. время, в течение которого оно выполняет или может (готово) выполнять целевую задачу.TF is the average useful life of the product, i.e. the time during which it performs or can (ready) perform the target task.

Если контроль и техническое обслуживание проводить очень часто, т.е. с малым периодом, то значительная часть ресурса Т будет расходоваться на техническое обслуживание и среднее время полезного функционирования Τψ будет мало.If monitoring and maintenance is carried out very often, i.e. with a short period, a significant part of the resource T will be spent on maintenance and the average useful life Τψ will be short.

Если техническое обслуживание проводить очень редко, т.е. С большим максимального- значения. Естественным стремлением является нахождение этого оптимального периода.If maintenance is very rare, i.e. With a large maximum value. A natural desire is to find this optimal period.

Пусть изделие должно функционировать в течение времени Т (где время Т выступает как ограниченный ресурс, который расходуется изделием на по-т лезное (целевое)функционирование,на jg нахождение изделия в состоянии отказа, на восстановление отказа и на контроль и техническое обслуживание), Известно также, что на каждый контроль и техническое обслуживание изделия в среднем расходуется время . Контроль и техническое обслуживание осуществляется в плановые сеансы с периодичностью ·, отказы, возникающие на периоде ί, обнаруживаются 2Q только в результате контроля. На восстановление изделия при возникновении отказа в среднем (при Наличии резервных систем) расходуется время 5. Если резерва нет, то изделие вос25 становлению не подлежит. Считаем, что если изделие находится в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания, а также во время его восстановления, оно не может выпол30 нять целевое назначенце,.Let the product must function for time T (where time T acts as a limited resource that the product spends on useful (target) operation, on jg finding the product in a state of failure, on recovering a failure, and on monitoring and maintenance), It is known also, that on average, time is spent on each inspection and maintenance of a product. Monitoring and maintenance is carried out in scheduled sessions with a frequency of · failures that occur on period ί are detected 2Q only as a result of control. It takes time 5 to restore the product in the event of an average failure (with the availability of backup systems). If there is no reserve, the product cannot be restored. We believe that if a product is in a state of failure, control and maintenance, as well as during its restoration, it cannot fulfill its intended purpose.

Если P(t) - вероятность безотказной работы изделия за время t, то уравнение баланса на ресурсе Т можно записать в следующем виде:If P (t) is the probability of failure-free operation of the product in time t, then the balance equation on the resource T can be written in the following form:

..

«Нф + + r+ [1 -- Ρ(ΐ)] Θ} = τ, где N - число сеансов контроля и технического обслуживания изделия на ресурсе Т;“Нф + + r + [1 - Ρ (ΐ)] Θ} = τ, where N is the number of control and maintenance sessions of the product on the resource T;

£¢, - среднее время полезного функционирования изделия на периоде ΐ;£ ¢, is the average useful life of the product over the period ΐ;

ΐ <Ф = j P(t) dt;ΐ <Ф = j P (t) dt;

оabout

- Όφ- среднее время нахождения изделия в состоянии отказа на периоде ΐ.- Όφ is the average time the product was in a state of failure over the period ΐ.

Из уравнения баланса определим N периодом, тогда изделие длительное время может находиться в состоянии отказа и время Тф будет также малым. Отсюда следует, что существует такой оптимальный период контроля и технического обслуживания, при котором среднее время полезного функционирования изделия Тф достигает ___________Т__________ f^_+'[i -~ρ(ΐ)]θFrom the balance equation we define N period, then the product for a long time may be in a state of failure and the time Tf will also be small. It follows that there is such an optimal period of control and maintenance that the average useful life of the product Tf reaches ___________ T __________ f ^_ + '[i - ~ ρ (ΐ)] θ

Среднее время полезного функционирования изделия на ресурсе Т _______Т________ ___ ^го⁺т⁺ ΓΪ-Ρ ΓόχιθThe average useful life of the product on the resource T _______ T ________ ___ ^g o ⁺ t ⁺ ΓΪ-Ρ Γόχιθ

Задача обоснования периода контроля и технического обслуживания изделия по критерию максимума математического ожидания времени полезного функционирования изделия формируется следующим образом: найти такой период ΐ*, при которомThe task of substantiating the period of control and maintenance of the product according to the criterion of the maximum mathematical expectation of the useful life of the product is formed as follows: find such a period ΐ * at which

Τ_φ(ΐ*) = max ----------^---^ΰ ΐ+ f+ C1 - Ρ(ί)]θΤ _φ (ΐ *) = max ---------- ^ --- ^ΰ ΐ + f + C1 - Ρ (ί)] θ

По найденному оптимальному периоду И* можно определить минимально необходимое число резервных элементов, обеспечивающее функционирование изделия в течение заданного времени Т. Эта задача решается устройством, используя соотношение η = Ν(ί*) [1 - Р (ί*)].Based on the found optimal period And *, it is possible to determine the minimum required number of backup elements that ensure the operation of the product for a given time T. This problem is solved by the device using the relation η = Ν (ί *) [1 - Р (ί *)].

Θ-ΘΡ(^) - fl - Ρ(ι/)]θ и подается на первый вход второго сумматора 8, на второй вход которого с выхода 5 датчика 1 времени поступает текущее значение n j . Результат сложения + + [1 - P(-Cj)]^ с выхода второго сумматора 8 передается в четвертый сумматор 10, где складывается с величиЮ ной среднего времени контроля и технического обслуживания j, поступающий с третьего входа устройства. Сигнал, соответствующий полученной сумме Uj+ γ+ [1 - P(ij)J5 , с выхода сумматора 10 подается на второй вход блока 11 деления, на первый вход которого с второго входа устройства подается значение^заданного времени функционирования изделия Т. В 20 блоке деления реализуется значение числа сеансов контроля и технического обслуживанияΘ-ΘΡ (^) - fl - Ρ (ι /)] θ and is fed to the first input of the second adder 8, to the second input of which the current value n j arrives from the output 5 of the time sensor 1. The result of addition + + [1 - P (-Cj)] ^ from the output of the second adder 8 is transferred to the fourth adder 10, where it is added up with the value of the average monitoring and maintenance time j coming from the third input of the device. The signal corresponding to the received sum Uj + γ + [1 - P (ij) J5, from the output of the adder 10 is fed to the second input of the division unit 11, the first input of which from the second input of the device is supplied with the value ^ of the specified operating time of the product T. In the 20 division unit the value of the number of control and maintenance sessions is realized

При этом полагается, что каждый отказавший элемент заменяется резервным.It is assumed that each failed element is replaced by a backup.

На чертеже приведена структурная схема устройства.The drawing shows a structural diagram of the device.

Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, интегратор 3, блоки 4-6 умножения, сумматоры 7-10, блок 11 деления, элементы 12-14 задержки, компаратор 15, ключи 16-18 и регистратор 19.The device comprises a time sensor 1, a nonlinearity block 2, an integrator 3, multiplication blocks 4-6, adders 7-10, a division block 11, delay elements 12-14, a comparator 15, keys 16-18, and a recorder 19.

.I.I

Датчик 1 времени может быть выполнен в виде генератора ступенчатого напряжения.The time sensor 1 can be made in the form of a step voltage generator.

Датчик 1 времени с шагом ύ0 задает в порядке нарастания последовательность возможных значений времени контроля и технического обслужива; ния изделияThe time sensor 1 with a step of ύ0 sets in ascending order the sequence of possible values of the monitoring and maintenance time; product

С выхода блока 4 деления значение Nj поступает на входы третьего сумматора 9 и второго блока 5 умножения, на другой.вход которого поступает значение функции Ρ(ΐ·) от блока 2 нелинейности. Результат перемножения NjPtup с выхода блока 5 умножения засылается в третий сумматор, где реализуется функция Nj - Ν·Ρ(ς.) =[1 - Р(^·)] Ν_}· и через второй элемент 13 задержки подается на информационный вход второ цо ключа 17.From the output of division block 4, the value of Nj is supplied to the inputs of the third adder 9 and the second multiplication block 5, onto the other. The input of which receives the value of the function Ρ (ΐ ·) from nonlinearity block 2. The result of the multiplication NjPtup from the output of the multiplication unit 5 is sent to the third adder, where the function Nj is implemented - Ν · Ρ (ς.) = [1 - Р (^ ·)] Ν _} · and the second delay element 13 is fed to the information input key 17.

В интеграторе 3 интегрируется ⁴⁰ функция P(fj) на интервале (0,ΐ^) и полученный сигнал, соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия.на периоде jt) dt подается на первый О вход третьего блока 6 умножения, на первый вход которого поступает сигнал Nj с выхода блока 11 деления. В блоке 6 умножения реализуется значение среднего времени полезного функционирования изделия Т Это значение подается на вход третьего элемента 14 задержки и второй вход компаратора 15, на первый вход которого с выхода элемента 14 задержки поступает значение среднего времени полезного функционирования изделия, задержанное на один такт ра30In integrator 3, the ⁴⁰ function P (fj) is integrated on the interval (0, ΐ ^) and the received signal corresponding to the average useful life of the product. On the period jt) dt is fed to the first O input of the third multiplication unit 6, the first input of which receives a signal Nj from the output of block 11 division. In the multiplication unit 6, the value of the average useful life of the product T is realized. This value is supplied to the input of the third delay element 14 and the second input of the comparator 15, the first input of which from the output of the delay element 14 receives the average useful time of the product, delayed by one clock cycle 30

W* + дг ; j = 1,2,3...W * + dg; j = 1,2,3 ...

При каждом значении ij в блоке 2 нелинейности формируется функция Р(), которая подается на интегратор 3, на вход блока 5 умножения и на первый вход первого блока 4умножения, на второй вход которого, как и на первый вход сумматора 7, с первого входа устройства поступает сигнал, соответствующий среднему времени восстановления изделия в случае обнаружения отказа в . Результат перемножения Θ- P(-Cj) с выхода первого блока 4 умножения засыпается в сумматор 7, где реализуется функция ₅ 1464186 боты датчика 1 времени (ноль в начале работы устройства) и соответствующее предыдущему значению периода •Cj-t , т.е. T$pi. В компараторе. 15 сравниваются между собой два значения среднего полезного функционирования_изделия Т ф; и Тф^, . При этом, если Т _Ф)· 7/ Τφ ·_, , то с второго выхода компа.ратора 15 подается управляющий сигнал, разрешающий датчику 1 времени выдачу нового ίρι значения периода, и весь цикл вычислений повторяется. ~For each value of ij in block 2 of nonlinearity, a function P () is generated, which is fed to the integrator 3, to the input of the multiplication block 5 and to the first input of the first multiplication block 4, the second input of which, like the first input of adder 7, from the first input of the device a signal corresponding to the average recovery time of the product in the event of a failure is detected c. The result of multiplying Θ-P (-Cj) from the output of the first multiplication unit 4 is poured into the adder 7, where function _{5 of} 1464186 time sensor 1 bots is implemented (zero at the beginning of the device) and corresponding to the previous value of the period • Cj-t, i.e. T $ pi. In the comparator. 15 compare two values of the average useful functioning of the product T f; and фφ ^. Moreover, if T f ₎ · 7 / Τφ · _, then from the second output of the comparator 15 a control signal is supplied, allowing the time sensor 1 to output a new ίρι period value, and the whole cycle of calculations is repeated. ~

Если окажется, что Т -^Тф^,, то управляющий (разрешающий) сигнал появляется на первом выходе компара. тора 15 и передается на разрешающие входы первого 16, второго 17 и третьего 18 ключей. При этом сигнал датчика 1 времени, задержанный первым элементом 12 задержки на один такт работы датчика 1 времени, ij. <-> равный оптимальному периоду контроля и технического обслуживания С', так как он обеспечивает максимум среднего времени полезного функционирования изделия, поступает через ключ 16 на первый вход регистратора 19. В то ' же время максимальное среднее время зо полезного функционирования изделия с выхода третьего элемента 14 задержки через третий ключ поступает на второй вход регистратора 19, а величина минимума резервных элементов при условии максимума среднего времени полезного функционирования изделия.с выхода второго элемента задержкй через второй ключ 17 поступает на третий вход, регистратора 19. На этом работа устройства заканчивается.If it turns out that T -> Tf ^, then the control (enabling) signal appears at the first output of the compar. torus 15 and is transmitted to the enabling inputs of the first 16, second 17 and third 18 keys. The signal of the time sensor 1, delayed by the first delay element 12 for one clock cycle of the time sensor 1, ij. <-> equal to the optimal period of control and maintenance C ', since it provides a maximum of the average useful life of the product, it enters through the key 16 to the first input of the recorder 19. At the same time, the maximum average time of the useful functioning of the product from the output of the third element 14, the delay through the third key is supplied to the second input of the recorder 19, and the minimum value of the backup elements is provided that the average average useful life of the product is maximum. Through the second key 17 is fed to the third input of the registrar 19. This completes the operation of the device.

Положительный эффект, который дает устройство, заключается в том, что оно позволяет найти оптимальный _;период контроля и технического обслуживания изделий, доставляющий максимум среднего времени их полезного функционирования. Кроме того, устройство позволяет вычислять и регистрировать максимальное среднее время · полезного функционирования изделия на заданном ресурсе и минимально необходимое число резервных систем.The positive effect that the device gives is that it allows you to find the best _; the period of control and maintenance of products, delivering a maximum of the average time of their useful functioning. In addition, the device allows you to calculate and record the maximum average time · useful life of the product on a given resource and the minimum required number of backup systems.

Любое отклонение периода контроля и технического обслуживания от оптимального значения ведет к уменьшению¹времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.Any deviation of the period of control and maintenance from the optimal value leads to a decrease in ¹ time of useful functioning of the product on a given resource.

Экономический эс^фект от .внедрения устройства можно оценивать величиной предотвращения ущерба. Этот ущерб возникает за счет отклонения периода контроля и технического обслуживания от оптимального значения.The economic effect of the implementation of the device can be estimated by the amount of damage prevention. This damage occurs due to the deviation of the monitoring and maintenance period from the optimal value.

Claims

Formula inventions ₀ Nia apparatus for determining an optimum control period and maintenance products, comprising a timer whose output is connected to the input of the nonlinearity of the block and through a first delay element to the data input of the first switch, the output of the nonlinearity block connected to the input of the integrator, and a first input of the first multiplication unit, the output of which is connected to the first input of the first adder, the second input of which is the first input of the device, the output of the first adder is connected to the first input of the second ummatora, the first input of the division unit is the second input of the device, the output of the second delay element is connected to the information input of the second key, the output of the third delay element is connected to the first input of the comparator, the first output of which is connected to the control inputs of the first and second keys, the second output of the comparator is connected to the input a time sensor, characterized in that, in order to increase the information content of the device, the second and third multiplication blocks, the third key, the fourth adder and the recorder of which are not multiplication, the output of which is connected ° to the first input of the third adder, the output of which is connected to the input of the second delay element, the integrator output is connected to the first input of the third multiplication unit, the output of which is connected to the second input of the comparator and to the input of the third delay element, the output of which connected to the information input of the third key, · cha, the output of the division unit is connected to * the second inputs of the third adder, the second and third blocks of multiplication, the first output of the comparator is connected. to the control input of the third key,, the inputs of the copods are connected to the outputs of the beak output of the time sensor connected to the second input of the second adder connected to the first input of the second adder connected to the first input of the fourth adder, the output of which is connected to the second input of the division unit, the input of the fourth adder is the third input of the device, the second input of the first block of multiplication is combined with the second input of the first adder.