Устройство для определения рентабельности изделий Советский патент 1984 года по МПК G07C3/08 

Изобретение относится к устройст вам контроля и может бьггь использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить удельную прибыль, получаемую от эксплуатации изделия за единицу времени его активного существования, и доход, ожидаемый от эксплуат ции за время его активного существо вания. При- эксплуатации изделий многократного использования большое значение имеет оценка их экономичности Качество таких изделий целесообразно во многих случаях оценивать показателем, выражающим стоимостную прибыль, получаемую при эксплуатации исследуемого изделия. Известно устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия tiJ. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для учета и контроля вре мени оптимального периода технического обслуживания, содержащее датчик времени, блок нелинейности, интегратор, три блока умножения, два сумматора, блок деления, три элемента совпадения, четыре регистра, блок сравнения и регистратор, к торое позволяет определить оптималь ный период технического обслуживания изделия и время функционировани в различных, режимах С23. , Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет определить среднюю удельную прибыль, получаемую от изделия за единицу вр мени его активного существования. Цель изобретения - расширение об ласти применения путем определения средней удельной прибыли изделия. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый блок умножения, первый вход которого., являетс.я первым входом устройства, вы ход первого блока умножения соедине с первым входом первого сумматора, второй вход которого является вторы входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого является третьим входом ус ройства, выход первого блока деления соединен с первым входом второг блока умножения и через последовательно соединенные третий и четверт регистры с первым входом первого эл мента И, выход которбго подключен к первому входу третьего блока умноже ния, выход третьего блока умножения соединен с первым входом -регистрато ра и с первым входом второго суммат ра, первый,выход датчика времени че рез последовательно соединенные бло нелинейности и интегратор соединен со вторым входом второго блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и через последовательно соединенные первый и второй регистры к первому входу второго элемента И и ко второму входу блока сравнения, первый выход которого соединен со входом датчика времени,второй выход подключен ко вторым входам первого, второго и третьего элементов И, второй выход датчика времени соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу третьего блока умножения и ко второму входу регистратора, выход второго элемента И соединен с третьим входом регистратора и со вторым входом второго сумматора, выход KOTOpolro подключен к четвертому входу регистратора, введены второй блок деления, четвертый, пятый и шестой блоки умножения, третий и четвертый сумматоры, первый вход третьего сумматора соединен со вторым входом второго блока умножения, с выходом интегратора и с первым входом четвертого блока умножения, его второй вход подключен к первому выходу датчика времени, а выход - ко Второму входу первого блока умножения, второй вход четвертого блока умножения является четвертым входом устройства, а его выход соединен с третьим входом первого сумматора, первый вход пятого блока умножения подключен к выходу второго элемента И, его второй вход является пятым входом устройства, а его выход соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к выходу шестого блока умножения, выход четвертого сумматора соединен с первым входом второго блока, деления и пятым входом регистратора, второй вход второго блока деления подключен к выходу третьего блока умножения, а его выход соединен с шестым входом регистра.тора, первый вход шестого блока умножения подключен к выходу второго сумматора, а его второй вход является шестым входом устройства. Все материальные объекты (издеия) обладают ограниченным ресурсом аботы, который они расходуют в проессе функционирования. Считаем, то изделие прекращает целевое функионирование, когда у него израсхоуется ресурс или поступает отказ. од отказом будем понимать событие, появлением которого параметр сосояния изделия выходит за допустиый предел и изделие не может выолнить поставленной перед ним заачи (не выполняет целевое назначеие) .

Пусть время жизни Т есть время, в течение которого изделие выполняет целевое назначение при условии его абсолютной надежности. Приэтом ресурс расходуется только на целевое функционирование.

Врем активного существования Tj,это время, в течение которого изделие выполняет не только целевое на-/ значение (функционирует полезно),но и находится в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания. При этом ресурс расходуется как на полезное функционирование, так и на его функционирование в состоянии отказа и в состоянии технического обслуживания.

Время полезного функционирования изделия TCP есть время активного существования, уменьшенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполнить целевое назначение из-за отказа или технического обслуживания. Ограниченный, ресурс расходуется в этом случае на целевое функционирование, на функционирование изделия в состоянии отказа и в состоянии технического обслуживания.

Время, в течение которого изделие Не способно выполнить целевое назначение из-за отказа, называется временем отказа Т,.

Так как момент поступления отказа в изделии случаен, то время полезного функционирования является случайной величиной.

Увеличить время полезного функционирования можно путём увеличения запаса ограниченного ресурса, повышением надежности изделия и организацией рационального технического обслуживания изделия. При этом важной задачей является определение сроков контроля и технического обслуживания. Если не проводить технического обслуживания, то время, в течение кот орого изделие может по.лезно функционировать, соответст вует времени полезного функционирования изделия до отказа. Повышение числа сеансов контроля и Tekнического обслуживания увеличивает время полезного функционирования за счет устранения отказов, но при эт,ом повышает р асход ресурса на техническое обслуживание, что сокргицает ресурс на целевое функционирование.. Поэтому.существует некоторый оптимальный период между техническими обслуживаниями, обеспечивающий максимум времени полезного функционирования изделия.Пусть изделие обладает запасом ограниченного ресурса R. В режиме полезного функционирования изделие в среднем расходует в единицу времени Cj, единиц ресурса, в состоянии отказа в среднем Сд единиц ресурса, в результате каждого сеанса контроля и технического обслуживания - g единиц ресурса.

Для определения искомых величин используем уравнение баланса. Оно связывает с одной стороны запас ограниченного ресурса, а с другой расхода его в различных режимах функ0 ционирования изделия и может быть записано в виде

(Сн ф- Со о-ь%-| , где f - время, в течение которого 5 изделие полезно функционирует;TQ - время, в течение которого

изделие находится в состоянии отказа; 0 N - число сеансов контроля и

технического обслуживания. Из уравнения баланса находим: д, - . .

5 Так как момент поступления отказа в изделии случаен, то, используя вероятность безотказной работы P(t), можно определить среднее время полезного функционирования изделия из выражения

U т : тогда (t|di.

о о Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по 5 критерию максимума математического iожидания времени полезного функционирования формулируется следующим образом: найти такой периодJ, при котором

0

R

P(t)dli

T.(t)mc,x

Ч

/1

lr-jP(tMtU

в соответствии с введенными определениями, время активного существования .определяется выражением

VNt или Т- : о;,

а время отказа То Тс-Тф .

Зная величины Т., Тф и Тд, можно определить один из экономических показателей качества функционирования изделия какими являются средняя удельная прибыль за единицу времени активного существования и доход от изделия за время активного

существования. Будем считать/ что полезное функционирование изделия в течение единицы времени дает положительную прибыль ff, а при функционировании изделия в состоянии отказа, контроля и технического,обслуживания в течение единицы времени теряется стоимость е. Тогда общая прибыль за время функционирования изделия Тф / общие стоимостные потери за время функционирования изделия в состоянии ртказа, контроля и технического обслуживания Т, G , доход от использования изделия за все время его активного существования D Т.дб, а средняя удельная прибыль за единицу времени акти:э ного существования определяется вы ражением - 5 -Те Л Данная математическая модель определения оптимального периода контроля и технического обслуживан и искомых экономических показателе функционирования изделия с учетом различия расхода ресурса в различны режимах реализуется в предлагаемом устройстве. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 времени, задающий интервалы времен между очередными техническими обсл живаниями изделия,причем каждый по следующий интервал увеличивается о носительно предьщущего на величину ДТ, блок 2 нелинейности, реализующий функцию P(i) - вероятность безотказной работы изделия на интерва ле С О, -t 3, интегратор 3, интегрирую щий функцию Р(t), второй блок 4 умножения, первый блок 5 деления, первый блок 6 умножения,первый сумматор 7, первый регистр 8, второй р гистр 9, блок 10 сравнения, третий регистр 11, четвертый регистр 12, второй элемент И 13, первый элемент И 14, третий элемент И 15, третий блок 16 умножения, второй сумматор 17, регистратор 18, четвер тый блок 19 умножения, третий сумматор 20, пятый блок 21 умножения, четвертый сумматор 22, шестой блок 23 умножения, второй блок 24 деления. Устройство работает следующим образом. Датчик времени 1 с шагом df зада ет. , в порядке нарастания последовательность возможных значений ITj (период контроля и технического обслуживания)Г; tj + Af, ,K. При каждом очередном значении LI из блока 2 нелинейности выбирает ся на интервале (0,1) функция P(t) и засылается в интегратор 3, где она интегрируется. Верхний предел интегрирования определяется текущим значением датчика 1 времени t;. С интегратора 3 сиг,В-алом, со ( г ответствующим I Р1Ь)ф, поступает, на первые, входи второго блока 4 умножения, четвертого блока 19 умножения и третьего сумматора 20. В четвертом блоке 19 умножения параметр C, поступающий с четвертого входа устройства, перемножается со значением Тф,- , и далее это произведение поступает на третий вход первого сумматора 7. На второй вход третьего сумматора 20 поступает текущее значение f- с выхода датчика 1 времени. С выхода сумматора величина, соответствующая fjj- f - поступает на первый вход первого блока б умножения, где перемножается с поступающим с первого входа устройства параметром Ср, и величина CQTJ поступает на первый вход первого сумматора 7, где она суммируется с величиной ., и параметром д, поступающим со второго входа устройства. В первом делителе 5 производится деление параметра R tзапас огр ниченного ресурса), поступающего с третьего входа устройства, на величину С„Гф-+Cjjto +g, поступающую с первого сумматора. Сигнал, соответству1даий R. с выхода делителя 5 поступает на вход третьего регистра 11 и во вто- Г рой блок 4 умножения, с выхода которого сигнал Тф4(Соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия заданном значении Т, посылается на вход первого регистра 8 и на второй вход блока 10 сравнения. При этом ранее занесенное в первый регистр значение Тф| пересылается через второй регистр 9 на первый вход блока 10 сравнения, а с выхода третьего регистра ранее занесенное значение N,- пересылается на четвертый регистр 12. В исходном состоянии перед началом работы все регистры устройства переведены в нулевое состояние. В последующем при передаче информации с первого регистра на второй и с третьего на четвертый ранее записанная на второй и четвертый регистры информации уничтожается. В блоке сравнения после выдачи датчиком времени очередного значения Т сравниваются между собой две величины Тф и Т,-. одна из которых соответствует текущ му значению г , а другая предшествующему . Если в результате сравнения окажется, что Т(( , то со второго выхода блока сравнени выдается управляющий сигнал датчику на выдачу очередного значения 5. ,в противном случае, . при , управляющий сигнал выдается с первого выхода блока сравнения; на разрешающие входы элементов И 13-15. В результате . со второго выхода датчика времени через третий элемент И 15 поступает на первый вход регистратора 18 и на первый вход третьего блока 16 умножения. На второй вход блока 16 умножения через первый элемент И 14 с четвертого регистра 12 поступает Nf (число сеансов контроля и технического обслуживания, соответст вующее т) . В блоке16 умножения .вычисляется Т - среднее время акти ного существования изделия С выхода блока 16 умножения сигнал, соответствующий Т, -поступает на первый вход регистратора 18, на вто рой вход второго сумматора 17 и на второй вход второго блока 24 делени С выхода второго регистра 9 величина Тф { времени полезного функционйрования через второй элемент И 13 поступает на третий вход регистрато ра 18, на первый вход пятого блока ,21 умножения и иа первый вход вто.рого сумматора 17, где вычисляется Тд - время, в течение которого изделие находится в состоянии отказа. С выхода сумматора 17 величина Т поступает на четвертый вход регистратора 18 и на первый вход шестого блока 23 умножения. В пятом блоке 21 умножения значение if ф. перемножается с параметром о (положительная прибыль, обеспечиваемая изделием в единицу времени по леэного функционирования), поступахнцим с пятого входа устройства. Результат перемножения 5ф выхода пятого блока 21 умножения отправляется на второй вход четвертого сумматора 22. В это, же время в шестом блоке 23 умножения значение Тр перемножается с параметром в (по- тери, получаемые в единицу времени функционирования изделия в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания), поступающего с шестого входа устройства. Результат перемножения с-выхода шестого блока 23 умножения направляется на первый вход четвертого сумматора 22, с выхода которого сигнал, соответствующий разности Тф D, передается на пятый вход регистратора и на первый вход второго блока 24 деления, где.вычисляется средняя удельная прибыль за единицу времени :ачтивного существования .. , с . и с выхода второго блока деления 24 поступает на шестой вход регистратора 18. На этом работа устройства заканчивается; Положительный эффект изобретения состоит в том, что оно позволяет определять среднюю удельную прибыль, получаемую в единицу времени эксплуатации изделия,доход от использования изделия за время его активного существования и повысить точность устройства за счет учета различия расхода ресурса изделия в различных режимах его функционирования. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства можно оце- нить следующим образом: если известна требуемая рентабельность издзлия в единицу времени S и известна (с помощью предлагаемого устройства), рентабельность S, получаемая в результате эксплуатации изделия, то можно оценить выигрыш в рентабельности, который получается при предло женном способе обслуживания изделия (основанном иа максимизации времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе), соотношением В S - ST.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, содержащее первый блок умножения, первый входijTOToporo является первым .входом, устройства, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого является вторым входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого является третьим входом устройства, выход первого блока деления соединен с первым входом второго блока умножения и через последовательно соединенные третий и четвертый регистры с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего блока умножения, выход третьего блока умножения соединен с первым входом регистратора и с первым входом второго сумматора, первый выход датчика времени через последовательно соединенные блок нелинейности и интегратор соединен со вторым входом второго, блока умножения, выход которого . ;подключен к первому входу блока срайнения и через последовательно .сое- диненные первый и второй регистры к первому входу второго элемента И и ко второму входу блока сравнения первый выход которого соединен со входом .ка времени, второй выход подключён ко вторым входам первого, второго и третьего элементов и, второй выход датчика времени соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу третьего блока умножения и ко второму входу регистрагора,выход второго элемента И соединен с третьим входом регистратора и со вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к четвертому входу регистратора, отличающееся тем, что, с целью расширенияобласти применения путем определения средней удельной прибыли изделий, в него введены второй блок деления, четвертый, пятый и шестой блоки умножения, третий и четвертый сумматоры, первый вход третьего сумматора соединен со (Л вторым входом второго блока умно- жения, с выходом интегратора и с первым входом четвертого блока умножения, его второй вход подключен к первому выходу датчика времени, а выход - ко второму входу первого блока умножения, второй вход Четвертого блока .умножения является четвертым входом устройства, а его выход соединен с. третьим входом пер00 вого сумматора. Первый выход пятого блока умножения подключен к вы. ходу второго .элемента И, его второй вход является пятым входом устройства, а его выход соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к . выходу шестого блока умножения, выход четвертого сумматора соединен i с первым входом второго блока деления и пятым входом регистратора, ; второй вход второго блока деления подключен к выходу третьего блока умножения, а его выход соединен с шестым входом регистратора, первый вход шестого блока умножения подключен к выходу второго сумматора, его второй вход является шестым входом устройства.