Устройство для определения вероятности выполнения мероприятий технического обслуживания сложной технической системы в течение заданного времени

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для определения вероятности выполнения мероприятий технического обслуживания (ТО) сложной технической системы (СТС) в течение заданного времени. Цель полезной модели - решение задач по определению вероятности выполнения мероприятий ТО СТС в течение заданного времени. Устройство для определения вероятности выполнения мероприятий ТО СТС в течение заданного времени содержит блок управления, одиннадцать блоков умножения, два блока извлечения из квадратного корня, два блока вычитания, четыре блока возведения в квадрат, четыре блока деления, два блока возведения в степень, два блока интегрирования. Применение предлагаемого устройства позволит избежать рутинной вычислительной работы, связанной с решением задач по определению вероятности выполнения мероприятий ТО СТС, в течение заданного времени.

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения вероятности выполнения мероприятий технического обслуживания (ТО) сложной технической системы (СТС).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому (прототип) является устройство для определения оптимального периода ТО системы (свидетельство на полезную модель RU 2310913 С1, 2007 г.), содержащее датчик времени, m вычислителей коэффициентов готовности (по числу подсистем, входящих в обслуживаемую систему), в свою очередь каждый вычислитель включает в себя функциональный преобразователь, два умножителя, два сумматора, вычитатель, интегратор и делитель. Также, в устройство входит блок задержки, включающий в себя m-2 элемента задержки, анализатор, реализующий выбор минимальной из m переменных, элемент задержки, элемент сравнения, ключ, блок из m выходных цепей, каждая из которых представляет собой последовательно соединенные элементы задержки, и ключ. Это устройство позволяет определять оптимальную периодичность ТО системы.

Однако прототип не позволяет решать задачу по определению вероятности выполнения мероприятий ТО системы в течение заданного времени.

Цель предлагаемой полезной модели - создание устройства для определения вероятности выполнения мероприятий ТО СТС в течение заданного времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения вероятности выполнения мероприятий ТО СТС в течение заданного времени имеется: блок управления, одиннадцать блоков умножения, два блока извлечения из квадратного корня, два блока вычитания, четыре блока возведения в квадрат, четыре блока деления, два блока возведения в степень, два блока интегрирования.

В предлагаемом устройстве по новому организована взаимосвязь между блоками следующим образом: вход П (вход устройства обеспечивающий запуск устройства и обнуление всех блоков устройства) устройства соединен с управляющим входом блока 1 управления, вход 2 (вход устройства, на который подается числовое значение 2) устройства соединен с первым информационным входом блока 2 умножения, вход (вход устройства, на который подается числовое значение ) устройства соединен со вторым информационным входом блока 2 умножения, вход n (вход устройства, на который подается числовое значение числа опытов, по которым определялись m₁, m₂, ₁, ₂) устройства соединен с информационным входом блока 3 извлечения из квадратного корня и вторым информационным входом блока 5 умножения, вход х (вход устройства, на который подается числовое значение текущего времени) устройства соединен с первым информационным входом блока 4 вычитания, первым информационным входом блока 7 вычитания и первым информационным входом блока 26 интегрирования, вход m₁ (вход устройства, на который подается числовое значение математического ожидания (МОЖ) времени выполнения запланированных работ ТО) устройства соединен со вторым информационным входом блока 4 вычитания, вход -2 (вход устройства, на который подается числовое значение -2) устройства соединен с первым информационным входом блока 5 умножения, вход ₁ (вход устройства, на который подается числовое значение среднеквадратического отклонения (СКО) времени выполнения запланированных работ ТО) устройства соединен с информационным входом блока 6 возведения в квадрат и первым информационным входом блока 10 умножения, вход т2 (вход устройства, на который подается числовое значение МОЖ выделяемого времени для проведения ТО) устройства соединен со вторым информационным входом блока 7 вычитания, вход ₂ (вход устройства, на который подается числовое значение СКО выделяемого времени для проведения ТО) устройства соединен с информационным входом блока 8 возведения в квадрат и первым информационным входом блока 13 умножения, вход 1 (вход устройства, на который подается числовое значение 1) устройства соединен с первым информационным входом блока 20 деления и первым информационным входом блока 22 деления, вход е (вход устройства, на который подается числовое значение е) устройства соединен с первым информационным входом блока 21 возведения в степень и первым информационным входом блока 23 возведения в степень, первый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 2 умножения, блока 3 извлечения из квадратного корня, блока 4 вычитания, блока 5 умножения, блока 6 возведения в квадрат, блока 7 вычитания и блока 8 возведения в квадрат, второй выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 9 извлечения из квадратного корня, блока 10 умножения, блока 11 возведения в квадрат, блока 12 умножения, блока 13 умножения, блока 14 возведения в квадрат и блока 15 умножения, третий выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 16 умножения, блока 17 деления, блока 18 умножения и блока 19 деления, четвертый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 20 деления, блока 21 возведения в степень, блока 22 деления и блока 23 возведения в степень, пятый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 24 умножения и блока 25 умножения, шестой выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 26 интегрирования, седьмой выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 27 умножения, восьмой выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 28 интегрирования, выход блока 2 умножения соединен с информационным входом блока 9 извлечения из квадратного корня, выход блока 3 извлечения из квадратного корня соединен со вторым информационным входом блока 10 умножения и вторым информационным входом блока 13 умножения, выход блока 4 вычитания соединен с информационным входом блока 11 возведения в квадрат, выход блока 5 умножения соединен с первым информационным входом блока 12 умножения и первым информационным входом блока 15 умножения, выход блока 6 возведения в квадрат соединен со вторым информационным входом блока 12 умножения, выход блока 7 вычитания соединен с информационным входом блока 14 возведения в квадрат, выход блока 8 возведения в квадрат соединен со вторым информационным входом блока 15 умножения, выход блока 9 извлечения из квадратного корня соединен с первым информационным входом блока 16 умножения и первым информационным входом блока 18 умножения, выход блока 10 умножения соединен со вторым информационным входом блока 16 умножения, выход блока 11 возведения в квадрат соединен с первым информационным входом блока 17 деления, выход блока 12 умножения соединен со вторым информационным входом блока 17 деления, выход блока 13 умножения соединен со вторым информационным входом блока 18 умножения, выход блока 14 возведения в квадрат соединен с первым информационным входом блока 19 деления, выход блока 15 умножения соединен со вторым информационным входом блока 19 деления, выход блока 16 умножения соединен со вторым информационным входом блока 20 деления, выход блока 17 деления соединен со вторым информационным входом блока 21 возведения в степень, выход блока 18 умножения соединен со вторым информационным входом блока 22 деления, выход блока 19 деления соединен со вторым информационным входом блока 23 возведения в степень, выход блока 20 деления соединен с первым информационным входом блока 24 умножения, выход блока 21 возведения в степень соединен со вторым информационным входом блока 24 умножения, выход блока 22 деления соединен с первым информационным входом блока 25 умножения, выход блока 23 возведения в степень соединен со вторым информационным входом блока 25 умножения, выход блока 24 умножения соединен со вторым информационным входом блока 26 интегрирования, выход блока 25 умножения соединен со вторым информационным входом блока 27 умножения, выход блока 27 умножения соединен с информационным входом блока 28 интегрирования, выход блока 28 интегрирования соединен с выходным устройством Р (устройство отображающее информацию).

Устройство для определения вероятности выполнения мероприятий ТО СТС в течение заданного времени реализует следующие теоретические положения.

В условиях ограниченного времени большое значение приобретает своевременность выполнения планируемых работ ТО СТС. Возникает потребность в гарантированной оценке вероятности выполнения заданного объема работ.

Для решения данной задачи предлагается использовать аппарат экстремальных распределений экстремальных случайных величин.

Знание закона распределения реального времени выполнения мероприятий ТО и времени, предоставляемого для их проведения позволяет определить вероятность выполнения запланированных работ в течение заданного времени

где m₁(₁) - оценка математического ожидания (МОЖ) (среднеквадратического отклонения (СКО)) реального времени выполнения работ;

m₂(₂) - оценка МОЖ (СКО) нормативного времени выполнения работ;

n - число опытов, по которым определялись m₁, ₁, m₁ и ₂;

х - значение текущего времени.

Устройство реализует указанные теоретические положения и представлено на фигуре 1.

Работа устройства осуществляется в определенной последовательности, задаваемой тактовыми импульсами блока 1 управления.

Начальная установка блоков устройства происходит при подаче импульса на вход П, в результате чего запускается блок 1 управления, происходит обнуление блоков устройства и на информационные входы блоков подаются значения 2, , n, х, m₁, - 2,₁, m₂, ₂, 1, е.

Первый тактовый импульс с первого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 2 умножения, блока 3 извлечения из квадратного корня, блока 4 вычитания, блока 5 умножения, блока 6 возведения в квадрат, блока 7 вычитания, блока 8 возведения в квадрат и инициирует их работу. В результате чего, на первый информационный вход блока 2 умножения поступает значение 2, на второй информационный вход блока 2 умножения поступает значение , на выходе блока 2 умножения формируется значение 2. На информационный вход блока 3 извлечения из квадратного корня поступает значение n, на выходе блока 3 извлечения из квадратного корня формируется значение . На первый информационный вход блока 4 вычитания поступает значение х, на второй информационный вход блока 4 вычитания поступает значение m₁ на выходе блока 4 вычитания формируется значение х-m₁. На первый информационный вход блока 5 умножения поступает значение -2, на второй информационный вход блока 5 умножения поступает значение n, на выходе блока 5 умножения формируется значение -2n. На информационный вход блока 6 возведения в квадрат поступает значение ₁, на выходе блока 6 возведения в квадрат формируется значение . На первый информационный вход блока 7 вычитания поступает значение х, на второй информационный вход блока 7 вычитания поступает значение m₂, на выходе блока 7 вычитания формируется значение х-m₂. На информационный вход блока 8 возведения в квадрат поступает значение ₂, на выходе блока 8 возведения в квадрат формируется значение .

Второй тактовый импульс со второго выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 9 извлечения из квадратного корня, блока 10 умножения, блока 11 возведения в квадрат, блока 12 умножения, блока 13 умножения, блока 14 возведения в квадрат, блока 15 умножения и инициирует их работу. В результате чего, на информационный вход блока 9 извлечения из квадратного корня поступает значение 2, на выходе блока 9 извлечения из квадратного корня формируется значение . На первый информационный вход блока 10 умножения поступает значение ₁, на второй информационный вход блока 10 умножения поступает значение , на выходе блока 10 умножения формируется значение . На информационный вход блока 11 возведения в квадрат поступает значение х-m₁, на выходе блока 11 возведения в квадрат формируется значение (х-m₁)². На первый информационный вход блока 12 умножения поступает значение -2n, на второй информационный вход блока 12 умножения поступает значение , на выходе блока 12 умножения формируется значение . На первый информационный вход блока 13 умножения поступает значение ₂, на второй информационный вход блока 13 умножения поступает значение , на выходе блока 13 умножения формируется значение . На информационный вход блока 14 возведения в квадрат поступает значение х-m₂, на выходе блока 14 возведения в квадрат формируется значение (х-m₂)². На первый информационный вход блока 15 умножения поступает значение -2n, на второй информационный вход блока 15 умножения поступает значение , на выходе блока 15 умножения формируется значение .

Третий тактовый импульс с третьего выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 16 умножения, блока 17 деления, блока 18 умножения, блока 19 деления и инициирует их работу. В результате чего, на первый информационный вход блока 16 умножения поступает значение , на второй информационный вход блока 16 умножения поступает значение , на выходе блока 16 умножения формируется значение . На первый информационный вход блока 17 деления поступает значение (x-m₁)², на второй информационный вход блока 17 деления поступает значение , на выходе блока 17 деления формируется значение . На первый информационный вход блока 18 умножения поступает значение , на второй информационный вход блока 18 умножения поступает значение , на выходе блока 18 умножения формируется значение . На первый информационный вход блока 19 деления поступает значение (х-m₂)², на второй информационный вход блока 19 деления поступает значение , на выходе блока 19 деления формируется значение .

Четвертый тактовый импульс с четвертого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 20 деления, блока 21 возведения в степень, блока 22 деления, блока 23 возведения в степень и инициирует их работу. В результате чего, на первый информационный вход блока 20 деления поступает значение 1, на второй информационный вход блока 20 деления поступает значение , на выходе блока 20 деления формируется значение . На первый информационный вход блока 21 возведения в степень поступает значение е, на второй информационный вход блока 21 возведения в степень поступает значение , на выходе блока 21 возведения в степень формируется значение . На первый информационный вход блока 22 деления поступает значение 1, на второй информационный вход блока 22 деления поступает значение , на выходе блока 22 деления формируется значение . На первый информационный вход блока 23 возведения в степень поступает значение е, на второй информационный вход блока 23 возведения в степень поступает значение , на выходе блока 23 возведения в степень формируется значение .

Пятый тактовый импульс с пятого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 24 умножения, блока 25 умножения и инициирует их работу. В результате чего, на первый информационный вход блока 24 умножения поступает значение , на второй информационный вход блока 24 умножения поступает значение , на выходе блока 24 умножения формируется значение . На первый информационный вход блока 25 умножения поступает значение , на второй информационный вход блока 25 умножения поступает значение , на выходе блока 25 умножения формируется значение .

Шестой тактовый импульс с шестого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 26 интегрирования и инициирует его работу. В результате чего, на первый информационный вход блока 26 интегрирования поступает значение х, на второй информационный вход блока 26 интегрирования поступает значение , на выходе блока 26 интегрирования формируется значение .

Седьмой тактовый импульс с седьмого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 27 умножения и инициирует его работу. В результате чего, на первый информационный вход блока 27 умножения поступает значение , на второй информационный вход блока 27 умножения поступает значение , на выходе блока 27 умножения формируется значение .

Восьмой тактовый импульс с восьмого выхода блока 1 управления поступает на управляющий вход блока 28 интегрирования и инициирует его работу. В результате чего, на информационный вход блока 28 интегрирования поступает значение , на выходе блока 28 интегрирования формируется значение , которое поступает на выходное устройство.

Таким образом, использование устройства позволит избежать рутинной вычислительной работы, связанной с решением задач по определению вероятности выполнения мероприятий ТО СТС, в течение заданного времени.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мартыщенко Л.А. Экстремальные распределения экстремальных случайных величин. МО СССР. - Л.: 1989. - 62 с.

2. Ивченко Б.П., Мартыщенко Л.А. Информационная экология. Ч.1, СПб.: "Нордмед - Издат", 1998. - 208 с.

3. Переверзев Е.С. Надежность и испытания технических систем. - Киев, Наукова думка, 1990. - 328 с.

Устройство для определения вероятности выполнения мероприятий технического обслуживания (ТО) сложной технической системы в течение заданного времени, содержащее блок управления, одиннадцать блоков умножения, два блока извлечения из квадратного корня, два блока вычитания, четыре блока возведения в квадрат, четыре блока деления, два блока возведения в степень, два блока интегрирования, причем вход П (вход устройства, обеспечивающий запуск устройства и обнуление всех блоков устройства) устройства соединен с управляющим входом блока 1 управления, вход 2 (вход устройства, на который подается числовое значение 2) устройства соединен с первым информационным входом блока 2 умножения, вход (вход устройства, на который подается числовое значение ) устройства соединен со вторым информационным входом блока 2 умножения, вход n (вход устройства, на который подается числовое значение числа опытов, по которым определялись m₁, m₂, ₁, ₂) устройства соединен с информационным входом блока 3 извлечения из квадратного корня и вторым информационным входом блока 5 умножения, вход х (вход устройства, на который подается числовое значение текущего времени) устройства соединен с первым информационным входом блока 4 вычитания, первым информационным входом блока 7 вычитания и первым информационным входом блока 26 интегрирования, вход m₁ (вход устройства, на который подается числовое значение математического ожидания (МОЖ) времени выполнения запланированных работ ТО) устройства соединен со вторым информационным входом блока 4 вычитания, вход 2 (вход устройства, на который подается числовое значение 2) устройства соединен с первым информационным входом блока 5 умножения, вход ₁ (вход устройства, на который подается числовое значение среднеквадратического отклонения (СКО) времени выполнения запланированных работ ТО) устройства соединен с информационным входом блока 6 возведения в квадрат и первым информационным входом блока 10 умножения, вход m₂ (вход устройства, на который подается числовое значение МОЖ выделяемого времени для проведения ТО) устройства соединен со вторым информационным входом блока 7 вычитания, вход ₂ (вход устройства, на который подается числовое значение СКО выделяемого времени для проведения ТО) устройства соединен с информационным входом блока 8 возведения в квадрат и первым информационным входом блока 13 умножения, вход 1 (вход устройства, на который подается числовое значение 1) устройства соединен с первым информационным входом блока 20 деления и первым информационным входом блока 22 деления, вход е (вход устройства, на который подается числовое значение е) устройства соединен с первым информационным входом блока 21 возведения в степень и первым информационным входом блока 23 возведения в степень, первый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 2 умножения, блока 3 извлечения из квадратного корня, блока 4 вычитания, блока 5 умножения, блока 6 возведения в квадрат, блока 7 вычитания и блока 8 возведения в квадрат, второй выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 9 извлечения из квадратного корня, блока 10 умножения, блока 11 возведения в квадрат, блока 12 умножения, блока 13 умножения, блока 14 возведения в квадрат и блока 15 умножения, третий выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 16 умножения, блока 17 деления, блока 18 умножения и блока 19 деления, четвертый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 20 деления, блока 21 возведения в степень, блока 22 деления и блока 23 возведения в степень, пятый выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 24 умножения и блока 25 умножения, шестой выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 26 интегрирования, седьмой выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 27 умножения, восьмой выход блока 1 управления соединен с управляющим входом блока 28 интегрирования, выход блока 2 умножения соединен с информационным входом блока 9 извлечения из квадратного корня, выход блока 3 извлечения из квадратного корня соединен со вторым информационным входом блока 10 умножения и вторым информационным входом блока 13 умножения, выход блока 4 вычитания соединен с информационным входом блока 11 возведения в квадрат, выход блока 5 умножения соединен с первым информационным входом блока 12 умножения и первым информационным входом блока 15 умножения, выход блока 6 возведения в квадрат соединен со вторым информационным входом блока 12 умножения, выход блока 7 вычитания соединен с информационным входом блока 14 возведения в квадрат, выход блока 8 возведения в квадрат соединен со вторым информационным входом блока 15 умножения, выход блока 9 извлечения из квадратного корня соединен с первым информационным входом блока 16 умножения и первым информационным входом блока 18 умножения, выход блока 10 умножения соединен со вторым информационным входом блока 16 умножения, выход блока 11 возведения в квадрат соединен с первым информационным входом блока 17 деления, выход блока 12 умножения соединен со вторым информационным входом блока 17 деления, выход блока 13 умножения соединен со вторым информационным входом блока 18 умножения, выход блока 14 возведения в квадрат соединен с первым информационным входом блока 19 деления, выход блока 15 умножения соединен со вторым информационным входом блока 19 деления, выход блока 16 умножения соединен со вторым информационным входом блока 20 деления, выход блока 17 деления соединен со вторым информационным входом блока 21 возведения в степень, выход блока 18 умножения соединен со вторым информационным входом блока 22 деления, выход блока 19 деления соединен со вторым информационным входом блока 23 возведения в степень, выход блока 20 деления соединен с первым информационным входом блока 24 умножения, выход блока 21 возведения в степень соединен со вторым информационным входом блока 24 умножения, выход блока 22 деления соединен с первым информационным входом блока 25 умножения, выход блока 23 возведения в степень соединен со вторым информационным входом блока 25 умножения, выход блока 24 умножения соединен со вторым информационным входом блока 26 интегрирования, выход блока 25 умножения соединен со вторым информационным входом блока 27 умножения, выход блока 27 умножения соединен с информационным входом блока 28 интегрирования, выход блока 28 интегрирования соединен с выходным устройством Р (устройство, отображающее информацию).