SU955139A2 - Устройство дл определени оптимального периода технического обслуживани издели - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

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, а также запас ограниченного ресурса, необходимый дл  активного существовани  изделий в течение заданного времени. По основному авт. св. № 758210 известно устройство, содержащее датчик времени, первый вход которого через блок нелинейности и интегратор соединен с первым входом , а через первый блок умножени , сумматор и блок делени , вторые входы которых  вл ютс  входами устройства, с вторым входом второго блока умножени , выход которого непосредственно и через первый и второй регистры св зан с двум  входами блока сравнени , один выход которого  вл етс  входом датчика времени, а другой св зан с разрещающим входом элемента совпадени , через который второй выход датчика времени соединен с выходом устройства, позвол ет определить оптимальные сроки технического обслуживани  изделий 1. Недостатком данного устройства  вл етс  невозможность определени  величины ограниченного ресурса, необходимого дл  .активного функционировани  издели  в течение заданного времени. Цель изобретени  - повышение информативности устройства, за счет определени  величины ограниченного ресурса, необходимого дл  активного функционировани  издели  в течение заданного времени. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены второй блок делени , третий блок умножени , второй сумматор и четвертый блок умножени , первые входы второго сумматора, третьего блока умножени  и второго блока делени  подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам устройства, выход третьего блока умножени  св зан с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого блока умножени , второй вход которого соединен с выходом второго блока делени , выход элемента И подключен к вторым входам второго блока делени  и третьего блока умножени , выход четвертого блока умножени  соединен с вторым выходом устройства.

Все материальные объекты (издели )- это объекты, имеющие ограниченный ресурс, который ими расходуетс  в процессе функционировани . Считаем, что изделие прекращает целевое функционирование, когда у него израсходуетс  ресурс или наступит отказ.

Введем определени .

Врем  жизни Т - есть врем , в течение которого изделие выполн ет целевое назначение при условии его абсолютной надежности . При этом ресурс расходуетс  только на целевое функционирование издели .

Врем  полезного функционировани  издели  Тф - есть врем  жизни, уменьщенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполн ть целевое назначение из-за отказа или технического обслуживани . Ограниченный ресурс расходуетс  в этом случае на целевое функционирование , на функционирование издели  в состо нии отказа и на техническое обслуживание .

Врем  активного существовани  Т - это врем , в течение которого изделие выполн ет не только целевое назначение (функционирует полезно), но и находитс  в состо нии отказа, контрол  и технического обслуживани . При этом ресурс расходуетс  как на полезное функционирование издели , так и на его функционирование в состо нии отказа и в состо нии технического обслуживани .

Так как момент наступлени  отказа в изделии случаен, то врем  его полезного функционировани  в общем случае  вл етс  случайной величиной.

Если не проводить технического обслуживани  издели , то врем , в течение которого оно может полезно функционировать, будет соответствовать времени полезного функционировани  издели  до отказа. Повышение числа сеансов контрол  и технического обслуживани  увеличивает врем  полезного функционировани  издели  за счет устранени  отказов, но, с другой стороны , повышает расход ресурса на техническое обслуживание, что сокращает ресурс на целевое функционирование. Из этого следует , что существует некоторый период между техническими обслуживани ми, доставл ющий максимум времени полезного функционировани  издели .

Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса R. В режиме нормального функционировани  и в состо нии отказа изделие в среднем расходует в единицу времени с единиц ресурса. Если в результате каждого сеанса контрол  и технического обслуживани  издели  расходуетс  g единиц ресурса, то уравнение баланса по ресурсу R можно записать в виде

N(c-i: +g) R,

- период между техническими обслуживани ми;

- число сеансов контрол  и технического обслуживани  издели , уравнени  баланса легко найти N

R

Так как момент наступлени  отказа в изделии случаен, то, использу  плотность распределени  времени безотказной работы f(t), можно определить среднее врем  полезного функционировани  издели  из выражени 

Тф(Т) (t) + Tp(T) N/p(t)dt, оо

где p(t) -веро тность безотказной работы

издели  на интервале 0,t|. Задача обосновани  периода технического обслуживани  издели  по критерию максимума математического ожидани  времени полезного функционировани  сформулируетс  следующим образом: найти такой период U, при котором

(Т) max Тф(Т).

Данна  математическа  модель определени  оптимального периода технического обслуживани  издели  реализуетс  известным устройством.

Проведенные исследовани  показали, что величина 1 в значительной степени зависит от эксплуатационно-технических характеристик обслуживаемого издели  p(t), с, g, но не зависит от величины ограниченного ресурса R. Использование величины способствует лишь простому решению задачи по определению оптимального периода технического обслуживани  издели  (в смысле математической модели и аппаратурного решени ).

В то же врем , в практике научных исследований и при эксплуатации различных изделий возникает необходимость определени  величины ресурса, необходимого дл  активного существованн  издели  в течение заданного времени.

5 Зна  величину оптимального периода технического обслуживани  издели  Т и заданное врем  его активного существовани  TC , можно определить минимально необходимый запас ограниченного ресурса R, необходимого дл  активого существовани  издели  в течение времени не менее заданного. Эту задачу позвол ет решить предлагаемое устройство.

В соответствии с определением врем  активного существовани  определ етс  вы-,

5 раженнем Те NX откуда N -, где N - число сеансов контрол  и технического обслуживани ; Т - пернод технического обслуживани  издели . Подставим значение N в уравнение баланса и получим выражение дл  определени  величины ограниченного ресурса R Ь(сТ + g), Очевидно, что зна  TC, легко найти R R , ( g). Найденный таким образом ресурс  вл етс  минимально необходимым дл  активного существовани  издели  в течение времени не менее TC. заданного (при обслуживании издели  с .периодом t). Данна  математическа  модель определени  реализуетс  отличительными признаками предлагаемого изобретени . На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит датчик 1 времени,2 задающий интервалы времени между очередными техническими обслуживани ми издели , причем каждый последующий интервал увеличиваетс  относительно предыдущего на величину ДТ, блок 2 нелинейности , реализующий функцию p(t) - веро т-2 ность безотказной работы издели  на интервале 0,t, интегратор 3, интегрирующий функцию p(t), первый блок 4 умножени , первый блок 5 делени , второй блок 6 умножени , первый сумматор 7, первый регистр 8, блок 9 сравнени ; второй регистр Ш, элемент И 11 второй блок 12 делени , третий блок 13 умножени , второй сумматор 14 и четвертый блок 15 умножени . Устройство работает следующим образом. Датчик 1 времени с шагом ДТ задает3 в пор дке наростани  последовательность возможных значений i-j - времени контрол  и технического обслуживани  издели , t,--f+ur. При каждом очередном значенииТ из блока 2 нелинейности выбираетс  на интервале 0,tj , функци  p(t) и засылаетс  в 4 интегратор 3, где она интегрируетс . ВерхНИИ предел интегрировани  определ етс  текущим значением датчика 1 времени. С интегратора 3 сигнал, соответствующий p(t)dt, поступает на первый вход первого блока 4 умножени . В то же врем , во втором блоке 6 умножени  параметр С, поступающий с третьего входа устройства, перемножаетс  с текущим значением tj датчика 1 времени. Результат перемножени  c-tj поступает в первый сумматор 7, где складываетс  с па- 5 раметром g, поступающим с второго входа устройства. Выходной сигнал первого сумматора 7 c-Tj+ g засылаетс  в первый блок 5 делени , на второй вход которого с первого входа устройства поступает параметр R, определ ющий запас ограниченного ресурса . Величина NJ -с-.+. полученна  в первом блоке 5 делени , поступает на второй вход первого блока 4 умножени , с выхода которого сигна:;. |,ог1.тв юшкЛ среднему времени полезного ((lynKuiioiiupcv вани  Тф| N,(t) dt, посылаетс  на вход первого регистра .8 и на первый вход блока 9 сравнени . При этом ранее заноеенное в первый регистр 8 значение Tcp(,,iiepeсылаетс  во второй регистр 10 и затем поступает на второй вход блока 9 сравнени . В последующем при передаче информации с первого регистра на второй ранее записанна  во второй регистр 10 информаци  уничтожаетс . В блоке - 9 сравнени  после выдачи датчиком 1 времени очередного значени  Tj сравнив аютс  между собой две величины ,- и , одна из которых соответствует текущему значению Ti, а друга  - предшествующему t/-/. Если в результате сравнени  окажетс , то с первого выхода блока 9 сравнени  выдаетс  управл ющий сигнал датчику 1 времени на выдачу очередного зна чени  I. противном случае, т. е. при Т; , управл ющий сигнал выдаетс  с второго выхода блока 9 сравнени  на разрешающий вход элемента 11 совпадени  и значение tj-f соответствующее оптимальному периоду обслуживани  издели  Т , с второго выхода датчика 1 времени через элемент 11 совпадени  поступает на второй вход второго блока 12 делени , на первый вход которого с четвертого входа устройства поступает величина Те, и на второй вход третьего бло«а 13 умножени , на первый вход которого с третьего входа устройства поступает параметр с. Результат делени  N V, полученный во втором блоке 2 делени , с выхода этого блока отправл етс  на первый вход четвертого блока 15 умножени , результат умножени  с-Т полученный третьем блоке 13 умножени , с выхода этого блока передаетс  на второй вход второго сумматора 14, на первый вход которого с второго входа устройства поступает параметр g. Сигнал, соответствующий сумме c-c-f g, с выхода второго сумматора 14 засылаетс  на второй вход четвертого блока 15, где определ етс  R ( ). Положительный эффект, который дает предлагаемое изобретение, состоит в том. что оно позвол ет путем определени  оптимального периода технического обслуживани  издели  вычислить величину запаса ресурса, минимально необходимого дл  активного существовани  издели  в течение заданного времени. Экономический эффект от внедрени  предлагаемого устройства можно оценить величиной предотвращенного ущерба за счет более правильного планировани  обслуживани  и назначени  (выделени ) запаса ограниченного ресурса. Этот ущерб мог бы возникнуть за счет срыва запланированных работ, вследствие преждевременной выработки ресурса из-за необоснованного занижени  его запаса ( ); за счет неоправданных потерь ресурса , вследствие превышени  его необходимой величины (). Величину предотвращенного ущерба мож но выразить формулой S S + Z S-, , где S - ущерб из-за потерь неиспользованного ресурса; , -ущерб от срыва i-той работы изза недостатка ресурса, вследствие занижени  его запаса. Формула, изобретени  Устройство дл  определени  оптимального периода технического обслуживани  издели  по авт. св. № 758210, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  информативности устройства, в него введены второй блок делени , третий блок умножени , второй сумматор и четвертый блок умножени , первые входы второго сумматора, третьего блока умножени  и второго блока делени  подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам устройства, выход третьего блока умножени  соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого блока умножени , второй вход которого соединен с выходом второго блока делени , выход элемента И подключен к вторым входам второго блока делени  и третьего блока умножени , выход четвертого блока умножени  соединен с вторым выходом устройства . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 758210, кл. G 07 С 3/08 1978 (прототип).

Claims (1)

1. Формула* изобретения

   Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия по авт. св. № 758210, отличающееся тем, что, с целью повышения информа тивности устройства, в него введены второй блок деления, третий блок умножения, второй сумматор и четвертый блок умножения, первые входы второго сумматора, третьего блока умножения и второго блока деления подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам устройства, выход третьего блока умножения соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока деления, выход элемента И подключен к вторым входам второго блока деления и третьего блока умножения, выход четвертого блока умножения соединен с вторым выходом устройства.