Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия

 

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий, определять их готовность к функционированию, а также среднее время полезного функционирования изделий на заданном ресурсе. Целью является повышение точности и быстродействия устройства. Устройство содержит датчик 7 времени, блоки 1, 2 и 16 умножения, сумматор 3, блок 4 нелинейности, блок 5 деления, интегратор 6, элементы 8 и 10 задержки, компаратор 9, элементы 13 и 15 памяти, ждущие мультивибраторы 13 и 15 и ключи 11 и 12. Устройство способно оптимизировать период контроля и технического обслуживания по критерию максимума коэффициента готовности изделия, вычислять коэффициент готовности, соответствующий найденному периоду, и среднее время полезного функционирования изделия на заданном ограниченном ресурсе с учетом затрат времени на контроль технического состояния изделия, плановую предупредительную профилактику и аварийно-профилактический ремонт. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) 16174 (51)5 С 07 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Иртекс

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4608425/24 (22) 22.11.88 (46) 30.12.90, Бюл. N 48 (72) Г.Н.Воробьев, В.Л.Гришин и А,H.Òèìîôååâ (53) 681. 178 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1298787, кл ° (07 С 3/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ!(ИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИ ВА НИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к ус-.ройствам для контроля и может быть ис— пользовано в научных исследованиях и технике, де требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий, определять их готовность к целевому функционированшо, а также среднее время полезного функционирования изделий на заданном ресурсе. Пелью является повышение точ2 ности и быстродействия устройства.

Устройство содержит датчик 7 времени, блоки 1,2 и 16 умножения, сумматор 3, блок 4 нелинейности, блок 5 деления, интегратор 6, элементы 8 ц 1О задержки, компаратор 9, элементы 13 и 15 памяти, ждущие мультивибраторы 13 и 15 и ключи 11 и 12. Устройство способно оптимизировать период контроля и технического обслужива ия по критерию максимума коэффициента готонн.сти изделия, вычислять коэффициент готовности, соответствующий найденному периоду, н среднее время полезного функционирования иэделия на заданном ограниченном ресурсе с уче- д том затрат времени на контроль техниф ческогп состояния изделия, плановую предупредительную профилактику и аварийно-профилактичес .-ий ремонт. С:

1 ил.

1617453

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных. исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания (T0) иэделий, их готовность к целевому функционированию, а также среднее время полезного функционирования изделий на заданном ограниченном ресурсе.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства за счет учета времени, затрачиваемого

HR плановую предупредительную профи, лактику, при определении оптимального периода контроля и TO изделия по критерию максимума коэффициента готовности и вычислении этого оптимального периода эа один цикл работы устройства.

Известно, что многие технические .системы (изделия) функционируют в так называемом дежурном режиме. Перевод этих изделий в режим целевого функци- р онирования производится в какой-то, возможно и случайный, момент времени..

Наличие отказа в изделии в этот момент приводит к срыву выполнения целевой задачи.

Для поддержания иэделий в работоспособном состоянии они периодически подвергаются техническому обслуживанию, заключакщемуся в контроле состояния и ремонте при обнаружении отказа.

Важнейшей характеристикой изделий, работакицих в дежурном режиме, является коэффициент готовности, который для рассматриваемых изделий может быть определен из соотношения:

Тг

КО=18 где 1 — среднее время полезного функционирования изделия, т.е. время, в течение кото- 45 рого оно выполняет или может (готово) выполнить целевую задачу;

Т вЂ” =-аданное время функционнронания (ограниченный ресурс) у) изделия, в течение которого изделие ые только способно выполнять (или выполняет) целевую задачу, но и находится в сОстОянии Отказа и у технического обслуживания.

Если техническое обслуживание проводить очень часто, т.е. с малым пеоиодом, то значительная часть ресурса где Nчисло сеансов контроля и ТО. изделия на ресурсе Т; среднее время полезного функционирования иэделия на периоде с, < = % P (t) dt;

Т будет расходоваться на обслуживание и время полезного функционирования

Тт будет мало. Следовательно, малым будет и коэффициент готовности, Если техническое обслуживание проводить очень редко, т.е. с большим периодом, изделие длительное время будет находиться в состоянии отказа и время Т будет опять .малым, следовательно, и К будет мал.

Отсюда следует, что существует такой оптимальный период технического обслуживания, при котором коэффициент готовности иэделия достигает максимального значения. !!усть изделие должно постоянно функционировать (выполнять целевое назначение) или находиться в состоянии дежурства в течение времени Т (где время Т выступает как ограниченный ресурс, который расходуется изделием на полезное (целевое) функционирование, на нахождение изделия в состоянии отказа, на контроль, на плановую предупредительную профилактику и на аварийно-профилактический ремонт), Известно также, что на каждый контроль изделия в среднем расходуется время . Контроль осуществляется л с периодичностью ь. Отказы, возникающие на периоде с, обнаруживаются л только в результате контроля. Если в результате контроля изделие окажется работоспособным, то проводится плановая предупредительная профилактика (ППП). Среднее время, затрачиваемое на проведение ППП, равно О .

Если в результате контроля изделие окажется неработоспособным, то проводится аварийно-профилактический ремонт (АПР), в результате которого устраняется неисправность. Среднее время, затрачиваемое на проведение

АПР, равно . Иэделие, находящееся в состоянии отказа, контроля, ППП и

АПР, не может выполнять целевое назначение. Если P(t) — вероятность безотказной работы изделия эа время t, то уравнение баланса на ресурсе Т можно записать в следукщем виде: и(С +".,+рм <".>+р(-Р(с)Q -т, 17453 б

1О

Кг(ь ) max K,().

20 г

Предложе иная мате ма тичес кая модел ь может быть реализована в устройстве, схема которого приведена на чертеже, Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки умножения, сумматор 3, блок 4 нелинейности, блок 5 деления, интегратор 6, датчик 7 времени, первый элемент 8 задержки, компаратор 9, второй элемент 10 эадержки, первый

11 и второй 12 ключи, первый элемент

13 памяти, ждущий мультивибратор 14, второй элемент 15 памяти н третий блок

16 умножения.

Устройство работает следующим образом, 35

При включении устройства с управлякщего выхода датчика 7 на вход блока 4 нелинейности поступает управляющий сигнал. Этот сигнал обеспечивает одновременную (синхроннув) работу дат40 датчика 7 н блока 4, Датчик 7 (генератор линейно изменяющегося напряжения) вырабатывает выходной сигнал

UblI=t, т.е, на информационном выходе вы датчика 7 непрерывно изменяется вре- 45 мя, Одновременно с датчиком 7 блок 4 начинает формировать выходной сигнал, P(t), соответствуяпий вероятности безотказной работы изделия эа время t

Этот сигнал поступает на первый вход

50 первого блока 1, на второй вход второго блока 2 и на вход интегратора 6.

На первый вход второго блока 2 с второго входа устройства поступает значение параметра К, а с первого входа устройства на второй вход первого блока 1 и на второй вход сумматпп 3 — значение параметра Р . РеэульiS

5 16 ь — среднее время нахождения из/4

0 делия в состоянии отказа на пе ид л c> <- °

Среднее, время полезного функционирования изцелия на ресурсе Т составляет Т ИС » а коэффициент готовности и. Л

Ф »

t, + 1 + g ° Р(б)+ Я (1-Р(Т Ц

Для определения оптимального периода контроля и TO c, обеспечивающего максимальный коэффициент готовности

К (Ф ) изделия, необходимо найти такой период контроля и ТО Й ", при котором тат перемножения O P(t) с выхода второго блока 2 поступает на четвертый вход сумматора 3. На третий вход сумматора 3 и на вход второго элемента

10 с информационного выхода датчика 7 поступает значение сигнала t. Результат умножения P P(t) с выхода первого блока 1 поступает на первый вход сумматора 3. С третьего входа устройства на пятый вход сумматора 3 поступает значение параметра / . Результат суммирования t+I P(t)+ g+ P — P P(t) с выхода сумматора 3 поступает на второй вход блока 5. С выхода интеграто1 ра 6 значение t = 1 P(t)dt равное о среднему времени полезного функционирования изделия на периоде t, если изделие обслуживать с периодом t контроля и ТО, поступает на первый вход блока 5. Pesy> ьтат деления

К

Г ti + . yet) i Р (1 Р( с выхода блока 5 поступает на первый вход коытаратора 9 и через первый элемент 8 на второй вход компаратора 9. Время первого н второго элементов 8 и 10 выбирается одинаковым и л равным Q . Величина этого значения определяет точность определения оптимального периода контроля и ТО. В результате на первом и втором входах компаратора 9 имеются значения К (t) л г н К (t- Ьс ) . В начале работы К (t-O }

t меньше K t(t) . Когда К„(г.-bf) стачет бол1 ше К г(), на выходе компаратора 9 появится управляющий сигнал, который запустит ждущий мультивибратор 14.

Это означает, что найден оптимальный период контроля и ТО иэделия, С выхода ждущего мультнвибратора 14 управлякв1ий сигнал поступает на управляки(ие входы ключей 11 и 12 и элементов памяти 13 и 15. По управляющему сигналу с выхода ждущего мультивнбратора 14 во втором элементе 15 эапомипМ о нается значение „=t-$t,, равное оптимальному периоду контроля и TO. Это эначение через открытый ключ 12 поступает на второй выход устройства.

В элементе 13 памяти по управлякяцему сигналу с выхода ждущего мультнвибратора 14 эапоиипаетоя значение К„(с )= л

K<(t-Ь ), равное максимальному ксэффициенту готовности изделия при выбванной стратегии обслужива ння . Это

1617453

Составитель Н. Баганова

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор JI,Áåñêèä

Заказ 4120 Тираж 370 ".одпи" нее

РНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

П .оизводственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 значение через открытый ключ 11 поступает на первый выход устройства и на первый вход блока !6, На второй вход блока 16 с четвертого входа уст5 ройства поступает значение параметра

Т вЂ” заданное время активного функс ционирования изделия (ограниченный

Ф ресурс). Результат перемножения Т =

T K (i ), соответствуки1ий редне у рФ времени полезного функционирования иэделия за время Т, с выхода блока

16 поступает на третий выход устройства. На этом работа устройства за- i канчивается .

Положительньй эффект, который дает предлагаемое изобретение, состоит в том, что оно позволяет определить оптимальный период контроля и технического обслуживания изделий по критерию максимума коэффициента готовности изделия с учетом времеви, затрачиваемого на плановую предупредительную профилактику, т.е, модель, которая реализуется устройством, бо- 25 лее адекватна процессам, происходяшим в реальных системах.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее датчик времени,. выход которого через блок нелинейности подключен к входу интег35 ратора, выход которого соединен с первым входом блока деления и первым входом первого блока умножения, второй вхОд которого является первым входом устройства, выход блока умножения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, выход сумматора подключен к второму входу блока деления, выход которого непосредственно и через первый элемент задержки соединен с входами компаратора, выходы первого и второго ключей являются выходами устройства, второй блок умножения и второй элемент задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены третий блок умножения, ждущий мультивибратор и первый и второй блоки памяти, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго ключей, выход датчика времени соединен с входом второго элемента задержки и с третьим входом сумматора, четвертый вход которого подключен к выходу второго блока умножения, первый вход которого является четвертым входом устройства, второй вход второго блока умножения соединен с выходом блока нелинейности, пятый вход сумматора является третьим входом устройства, выход компаратора через ждуший мультивибратор подключен к вторым входам ключей и к первым входам первого и второго блоков памяти, зторые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов задержки, выход первого ключа подключен к первому входу третьего блока умножения, второй вход которого является четвертым входом устройства, а выход — третьим выходом устройства.