Устройство для контроля надежности изделий Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 G06F11/277 

жителей и с третьим выходом первого переключателя, первый и второй входы седьмого cyi iaTopa подключены соответственно к выходам третьего и четвертого элементов умножения, четвертьй выхоД первого переключателя соединен с информационным входом первого элемента запрета, выход которого связан с первыми входами первого и второго элементов деления, первого, второго и третьего элемен- тов вычитания и первого сумматора, а также с вторыми входами первого сумматора и третьего элемента вычита , ния, выход второго элемента запрета подсоединен к входам четвертого и пятого элементов вычитания и пятого элемента деления, первому входу четвертого элемента деления, первому, и второму входам третьего элемента деления, информационный вход второго элемента запрета подключен к четвертому выходу второго переключателя, а его управляющий вход - к выходу первого ключа, управляющему входу. второго ключа и к управляющему входу первого элемента запрета, выход второго ключа соединен с первым входом третьего элемента сравнения, второй вход и выход- которого связаны соответственно с выходом тринадцатого элемента деления и первым входом блока индикации, инфармационньй вход второго ключа связан с выходом двенадцатого элемента деления управляющий и информационный входы первого ключа подключены соответственно к выходам первого и второго элементов сравнения, первые входы которых объединены и связаны с вторым выходом первого переключателя, вторые входы первого и второго элементов сравнения также объединены и соединены с третьим выходом второго переключателя, второй вход блока индикации подключен к выходу первого блока принятия решений, вторые входы первого и второго элементов деления подключены соответственно к выходам первого и второго элементов вычита|Ния, выход третьего элемента вычи тания через первьм регистр сдвига с единен с входом первого элемента па мяти, другие входы которого подключены к выходам первого и второго элементов деления и первого сумматора, выход пятого элемента деления подключен к первому входу третьего 37 сумматора, вькод пятого элемента вычитания через восьмой элемент деления подключен к первому входу четвертого сумматора, а выход четвертого элемента- вычитания - к первому входу седьмого элемента деления, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, а второй вход через первый квадратор - с выходом третьего элемента деления и вторьм входом четвертого элемента деления, выходкоторого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу шестого элемента деления, выход которого соединен с входом первого элемента памяти, а второй вход.через второй сумматор - с выходом третьего элемента деления, выход второго сумматора через второй квадратор подключен также к первому входу девятого элемента деления, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход через второй регистр сдвига - с входом первого элемента памяти, выходы которого подключены к первому входу второго элемента умножения, через элемент логарифмирования - к входам третьего квадратора и второго элемента памяти, к первым входам первого элемента умножения и десятого элемента деления и через четвертый квадратор к .входу второго элемента памяти, -выходы которого подключены к вторым входам десятого элемента деления, первого и второго элементов умножения, выход которого соединен с входом второго элемента памяти, другие входы которого подключены к выходам третьего квадратора, первого элемента умножения и генератора тактовых импульсов, соединенного также своим выходом с входами первого и третьего элементов памяти, другой вход которого подключен к выходу десятого элемента деления, а выходы - к входам шестого элемента вычитания, одиннадцатого элемента деления и пятого сумматора, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента вычитания, а выход через первый элемент извлечения квадратного корня и седьмой элемент вычитания - с вторым входом одиннадцатого элемента деления. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть цспользовано при статистическом контроле надежности изделий массового и мелкосерийного производства. : По основному авт. св. № 562827 . известно устройство для контроля надежности изделий, содержащее последовательно включенные блок ввода параметров, блок классификации, накопи тель, первый блок принятия решений, последовательно в.ключенные блок ввода данных испытаний и измерений,блок обучения, блок определения доверительных интервалов, блок определения приемочного и .браковочного уровней и блок индикации, причем второй выход блока обучения .соединен с -вторым входом блока классификации, второй вход блока определения доверительных интервалов соединен с вторым вькодом накопителя, а выход блока определения приемочного и браковочного уровней соединен с вторьп входом блока принятия решений Л . Недостатками прототипа являются ограниченность области его примене нйя изделиями массового производства а также неопределенность заключения, когда годность или негодность партии не установлена. . Цель изобретения - расширение функциональных.возможностей устройст ва путем обеспечения последовательно го контроля надежности партий по схе ме нагрузка-прочность и одноступенча того конт.роля при неопределенности заключения по достижении заданных предельных объемов испытаний. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены первьй переключа т.ель, второй блок принятия решений, состоящий из первого, второго и третьего элементов сравнения, первого и второго ключей, первый и второй запрета, блок оценки нормативов, состоящий из первого, второго третьего, четвертого, пятого, шестего и седьмого элементов вычитания, первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов деления, первого и второго регистров сдвига, первого, второго, третьего, четвертого и пято го сумматоров, первого, второго, тре тьего и четвертого квадраторов, первого, второго и третьего элементов памяти, первого и второго элементов умножения, первого элемента извлечения квадратного корня, элемента логарифмирования и генератора тактовых импульсов, а также блок определения норматива усечения, состояшлй из третьего и четвертого -элементов умножения, шестого и седьмого сумматоров и двенадцатого элемента деления, блок оценки квантиля надежнос.ти, состоящий из восьмого элемента вычитания, восьмого сумматора, тринадцатого элемента деления, второго элемента извлечения квадратного корня, а также второй переключатель, вход которого соединен с выходом блока ввода данных испытаний и измерений, первый выход - с входом блока обучения, а второй выход - с входами восьмого элемента вычитания и восьмого сумматора, выход которого через второй элемент извлечения квадратного корня подключен к второму входу тринадцатого элемента деления, первый вход которого связан с выходом восьмого элемента ввмитания, а выход - с первым входом первого блока принятия :решений, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого элемента деления, первьй и второй .входы двенадцатого элемента деления связаны соответственно с выходамишестого и седьмого сумматоров, первый и . второй входы-шестого сумматора соединены с первыми и вто-рыми входами третьего и четвертого умножителей и с третьим входом первого переключателя, первьш и второй входы седьмого сумматора подключены соответственно к выходам третьего и четвертого элементов умножения, четвертый выход первого переключателя, соединен с нн-. формационным входом первого элемента запрета, выход которого связан с первыми входами первого и второго элементов вычитания и первого сумматора, а также с вторыми входами первого сумматора и третьего элемента вычитания, выход второго элемента запрета подсоединен к входам четвертого и пятого элементов вычитания и пятого элемента деления, первому входу четвертого элемента деления, первому и второму входам третьего . элемента деления, информационный вход второго Элемента запрета подключей.к четвертому выходу второго переключателя, а его управляющий вход - к выходу первого ключа-, управляющему входу второго ключа и к управ ляющему входу первого элемента, запре та, выход второго ключа соединен с первым входом третьего элемента срав нения,, второй вход и выход которого связаны соответственно с выходом тринадцатого элемента деления и первым входом блока индикации, информационньй вход второго ключа связан с выходом двенадцатого элемента деления, управляющий и информационньй входы первого ключа подключены соот ветственно к выходам первого и второ го элементов сравнения, первые входы которых объединены.и связаны с вторы выходом первого переключателя, вторы входы первого и второго элементов сравнения также объединены и. соединены с третьим входом второго переключателя, второй вход блока инди.кации подключен к выходу первого блока принятия решений, вторые входы первого и .второго элементов деления подключены соответственно к выходам первого и второго элементов вычитания, выход третьего элемента вь1читания через первый регистр сдви-га соединен с входом первого элемента памяти, другие входы которого подключены к выходам первого и второго элементов деления и первого суммато ра, выход пятого элемента деления . подключен к первому входу третьего сумматора, выход пятого-элемента вычитания через восьмой элемент .деления подключен к первому входу четвертого сумматора, авыход четвертого элемента вычитания - к первому входу седьмого элемента делени выход которого соединен с вторым - входом четвертого сумматора, а втррой .вход через первьй квадратор с выходом третьего элемента деления и вторым входом четвертого элемента деления, выход которого соединён с вторым входом третьего сумматора выход которого подключен к первому входу шестого элемента деления, выход которого соединен с входом первого элемента памяти, а второй вход через второй сумматор - с выходом третьего элемента деления, выход второго сумматора через второй квад ратор подключен также к первому вхо девятого элемента деления второй ход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход через торой регистр сдвига - с входом ервого элемента памяти, выходы оторого подключены к первому входу второго элемента умножения, через элемент логарифмирования - к входам третьего квадратора и второго элемента памяти, к первым входам первого элемента умножения и десятого элемента деления и через четвертьй квадратор к входу второго элемента памяти, выходы которого подключены к вторым входам десятого элемента деления, первого и второго элементов умножения, выход которого сое-динен с входом второго элемента памяти, другие входы которого подклю- . чены к выходам третьего квадратора, первого элемента умножения и генератора тактовых импульсов соединенного также своим выходом с в.ходами первого и третьего элементов памяти, другой вход которого подключен к выходу десятого элемента вычитания, одиннадцатого элемента деления и пятого сумматора, второй вход ко.торого соединен с выходом шестого элемента вычитания, а выход через первьй элемент извлечения квадратного корня и седьмой элемент вычитания - с вторым входом одиннадцатого элемента деления. Принцип работы устройства основан на том, что решающее условие последовательного контроля .с увеличением имеет следующий вид: если OR Кпр - партия принимается; если Ь К„р - партия бракуется; h,, sг испытания nt oесли Kg Uf .должаются. ) Здесь UR - квантил-ь надежности, определяемьй по формуле п - Н И и где ПИЙ - соответственно средние значения прочности и нагрузки; S и S - дисперсии прочности и нагрузки соответственно; К„ и Кг„ - соответственно приемочный по ьр и браковочный.нррмативы, определяе№1е по формулам.. Ь . ,ppi; T- требуемое значение нижней доверительнойграницы вер ятности безотказной работ (надежности); проектное значение надежн (С + 1)2; „И NU ЧИСЛОиспытаний соответс венно на прочность и нагрузку; ,-4j ; i п - /3 - вероятность ошибки второго .рода; . . ( - вероятность ошибки первого . -рода. -; Решаклцее условие (1) применяет случае, если выполняется хотя б одно из двух неравенств: Nn где N° и N - оптимальные числа испытаний соответс венно на прочность и нагрузку, получе ные с помощью стои мостной целевой функции. Когда место равенства то решающее условие принимает сле дующий вид; К - партия принимаетс если Ug если Up К - партия бракуется.

1164737,6

. Здесь К - приёмочньй норматив усечения, определяемый по формуле

и

+ Lf

и

fp

оС

(8)

иы + и. где и и Ug - квантили, соответствующие заданным вероятностям соответственно первого и второго рода. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для контроля надёжности изделий; на фит. 2, 3, А и 5 - с.оответственно структуры второго блока принятия решений, блока оценки нормативов, блока определения норматива усечения и блока оценки квантиля надежности. Устройство для контроля надежности изделий -содержит блок ввода параметров 1, первь.й переключатель 2, блок классификации 3, накопитель 4, блок обучения 5, блок определения доверительных интервалов 6, блок определения приемочного и браковочного уровней 7, первьй блот принятия решений 8, второй переключатель 9, блок ввода данных испытаний и измерений 10, блок оценки квантиля надежности 11 , второй блок принятия решений 12, блок определения норматива усечения 13, первый элемент запрета 14,блок оценки нормативов 15, вто- рой элемент за.прета 16 и блок индикации 17. . Второй блок принятия решений 12 (фиг. 2) содержит первый 18, второй 19 и третий 20 элементы сравнения, первый 21 и второй 22 ключи. Блок оценки нормативов 15 (фиг.З) состоит из первого элемента вычитания 23, элементов деления 24 и 25 и второго элемента 26, первого элемента памяти 27, первого сумматора 28, . третьего элемента вычитания 29, первого регистра сдвига 30, третьего элемента деления 31, второго сумматора 32, четвертого элемента деления 33, первого 34 и второго 35 квадраторов, третьего сумматора 36, четвертого 37 и пятого 38 элементов вычитания, пятого 39, шестого 40, седьмого 41 и восьмого 42 элементов деления, четвертого сумматора 43, девятого элемента деления 44, второго регистра сдвига 45, элемента логарифмирования 46, третьего квадратора 47, второго элемента памяти 48, пер вого элемента умножения 49, четверт го квадратора 50, -второго элемента умножения 51, десятого элемента деления 52, третьего элемента памяти 53,генератора тактов.ых импульсов 54,шестого-элемента вычитания 55, пятого сумматора 56, первого блока извлечения квадратного корня 57, седьмого элемента вычитания 58, одиннадцатого элемента деления 59. Блок определения норматива усечений -13 .(фиг. 4) содержит третий 6 и четвертый 6.1 элементы умножения, шестой 62 и седьмой 63 сумматоры, двенадцатьйэлемент деления 64. Блок оценки квантиля надежности 11 (фиг. 5) состоит из восьмого.эле мента вычитания 65, восьмого сумматора 66, второго элемента извлече-. ния квадратного корня 67 и тринадцатого элемента деления в8. Элементы памяти представляют собой запоминающие устройства, структурные схемы которых известны Генератор тактовьк импульсов являет генератором синхроимпульсов, структурная схема которого также известна D. . Устройство работает в двух режимах следующим образом. I. Контроль надежности с использованием альтернативной информации для изделий массового производства. Первый переключатель 2 устанавливается таким образом, что выход блока . 1 подключен к входу блока 3. Второй переключатель 9 устанавливается в положение., которое обеспечивает сое динение выхода блока ТО .с входом блока 5. (Фактически в этом режиме . работают блоки основного устройства .а также первьй и второй переключате ли, и блок индикации). Данные замеров и исходов испытаний ч.асти изделий с помощью бл®ка 10 подаются чер второй переключатель 9 в блок 5, в котором ПРОИЗ.ВОДИТСЯ построение начального классифицирующего правила. Построенное правилоподается в блок и запоминается в нем. Данные об оставшейся .части изделий с помощью блока 10 подаются также в блок 5, в котором с помощью блока 3 и блока 4 производится классификация издели . и подсчет числа ошибок при классифи кации надежных и ненадежных изделий Эти числа затем подаются в блок 6, в котором вычисляются верхние &( , я и нижние л доверительные границы для вероятностей ошибок при классификации надежных, и ненадежных издеЛИЙ, соответствующие заданной дове-.рительной вероятности Р. Вычисленные доверительные границы подаются в блок 7, в котором производится определение приемочного Сд и браковочного Cj уровней, например, как максимального и минимального из целых чисел, удовлетворяющих соответственно неравенствам: С, )-.; Z с al( - а а.), л (Л -п 1 (, I где а, q(1-o) + (1-q) (У.6; (1-o,(l-q) заданные приемочный и браковочный уровни для доли ненадежных изделий в партии, заданные риски поставщика и потребителя (вероятности ошибок первого и второго рода); заданньй объем контрольной выборки. Полученные числа С и Cj подаются в блок 8 и запоминаются в нем, после чего начальное обучение считается законченным. Для осуществления контроля надежности из контролируемой партии .изделий формируется .случайная выборка объ.ема п и производится замер при-.знако-в изделий. Данные замеров с помощью блока 1 через переключатель . 2 подается в бл.ок 3, который производит классификацию изделий с помощью хранящегося в нем классифицирующего правила и передает результаты в блок 4, в котором .подсчитывается количество изделий Z, отнесенных к ненадежным. Это число подается в блок 8, в котором вырабатывается одно из трех решений: ) -.партия годна, если Z « С, ; г - партия негодна, если Z }- годность и негодность партии не установлена, если .С/1 Z 1б q. Результаты .выборки решений вьщаются из блока 8 на блок индикации 17. ir.Контроль надежности для издеj.Hft мелкосерийного производства с использованием двух типов испытаний характеризующих условные нагрузку и прочность. Первый переключатель 2 устанавливается таким образом, что выход блока 1 подключен к входам второго блока 12, блока 13 и блока 14. Второй переключатель 9 устанавливается в положение, которое обеспечи вает соединение выхода блока 10 с входами 11 блока 12 и блока 16. Данные замеров и исходов испытаНИИ изделийс помощью блока 10 через второй перключатель 9 подаются, на входы блока 11. В блоке 11 при помощи элементов 65, 66, 67 .и 68 .осущест вляется оценка ква-нтиля надеж ности в соответствии с формулой (2). Значени этого квантиля подается на второй вход блока 12 и на первый .вход блока 8. .На блок 12 подаются оТ блока 10 через, второй переключатель 9 числа испытаний на прочность и на нагрузку, а от блока 1 через первый переключатель- 2 - оптимальные числа испытаний на прочность и нагрузку. В б.локе. 12 при .помощи блока 18 и блока 19 осуществляется проверка неравенст (5) и равенств (6). Если имеют места равенства -(6) , то сигналы с блоков 18 и 19-поступают на первой ключ 21 который открывается и своим сигналом открывает второй ключ 22 и закрывает элементы 14 и 16. -Поэтому исходная информация на блок 15 не подается и решение принимается по условию (7). Приемс ный норматив усечения К опред ляется д блоке 13 в соответствии с формулой (8) при помощи элементов 60, 61, 62, .63 и 64. Исходная информация на блок 13поступает-с блока через первый переключатель 2. . Квантиль надежности U| определя- ется в. блоке 11 в соответствии с фор мулой (2) при помощи элементов 65, 66, 67 и 68. Исходная информация на блок 11 поступает с блока 10 через второй дереключатель 9. Сигналы, соответствующие величинам норматива усечения и квантиля надежности, подаются на элемент 20 блока 12, где осуществляется проверка условия (7) Результаты сравнения в виде соответствующего сигнала засылаются на блок индикации 17, где высвечивается транспарант Партия принимается или Партия бракуется. В случае, когда выполняется.хотя бы одно из неравенств (5),.ключи 21 и 22 оказываются закрытыми, а элементы 14. и 16 - открытьми. Они пропускают исходную информацию на блок 15 от блока 1 через первый переключатель 2 (вероятности ошибок первого и второго рода, проектное и требуемое значение надежности).и от блока 10 через второй переключатель 9 (число испытаний на прочность и на нагрузку и дисперсии прочности и нагрузки). I В блоке 15 определяются приемоч-. ные и браковочные нормативы в соответствии с выражениями (3) и (4). Элементы с 23 по 26 и 46 позволяют , определить переменные ЬР -л „- . В элементах 28, 29 и 30 оцениваются величины 1 и 2f, при помощи элемен- . тов с 31 по 45 определяются переменные d я р. В элементах с 47 по 52 и с 55 по 59 производятся з.аключительные операции по оценке величин приемочного и браковочного нормативов Крр и Kgp . Последовательная, оценка этих двух нормативов и обеспечение временной последовательности работы элементов при их оценке осуществляется при помощи элементов памяти 27, 48 и 53 и генератора тактовых импульсов 54. Сигналы, соответствующие величинам Крп и Kgp , поступают на второй вход блока 8. На первьй вход блока 8 подается.с выхода блока 11 сигнал, соответствуюпщй этому квантилю надежности. В блоке 8 осуществляется принятие решения в соответствии с решающим условием (1). Поско.льку условие (1) идентично по логическому построению решающему условию в режиме работы прототипа, структура блока 8 в .материалах заявки не раскрывается. Одно из трех решений поступает с целью наглядного отображения на второй вход блока индикации 17. Таким образо.м, на блоке отображается одно из трех решений: Партия принимается, Партия бракуется, Испытания продолжаются (годность или негодность партии не установлена). Изобретение позволяет в отличие от базового объекта (прототип) контролировать надежность изделий мелкосерийного производства при наличии информации, соответствующей модели нагрузка-прочность. Это дает возмож- ну завышения, так и занижения этих несть уменьшить при контроле показа-. показателей (ошиГжи первого и второтелей надежности ошибки как в сторо- го рода).

1164737 , 12

На блоп 6

PUS. 3

«vj

УСТРОЙСТВО ДПЯ КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ по авт. св. № 562827, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения последовательного контроля надежности партий по схеме нагрузкапрочность и одноступенчатого контроля ггри неопредленности заключения по достижении заданных предельных объе- . мов испытаний, в устройство введены первый переключатель, второй блок принятия решений, состоящий из первого, второго и третьего элементов сравнения:, первого и второго ключей, первый и второй элементы запрета, блок оценки нормативов, состояпщй из первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов вычитания, первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов деления. первого и второго регистров сдвига, первого, второго, третьего, четвертого и пятого сумматоров, первого, второго, третьего и четвертого квадраторов, первого, второго и третьего элементов памяти, первого и второго элементов умножения, первого элемента извлечения квадратного корня, элемента логарифмирования и генератора тактовых импульсов, а также блок определения норматива усечения, состоящий . из третьего и четвертого элементов умножения, шестого и седьмого сумматоров и двенадцатого элемента деления, блок оценки квантиля надежности, состоящий из восьмого элемента вычитания, восьмого сумматора, тринадца(Л того элемента деления, второго элемента извлечения квадратного корня, а также второй переключатель, вход которого соединен с выходом блока ввода данных испытаний и измерений, первый выход - с входом блока обучения, а второй вькод - с входами вось05 мого элемента вычитания и вось4 GO мого сумматора, выход которого через второй элемент извлечения квадратного корня подключен к второму входу тринадцатого элемента де:ления, первый вход которого связан с выходом восьмого элемента вычитания, а выход - с первым входом первого блока принятия решений, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого элемента деления, первьй и второй входы двенадцатого элемента, деления связан соответственно с выходами шестого и седьмого сумматоров, первьй. и второй входы шестого сумматора соединены с первыми и вторыми входами третьего и четвертого умно

IPU8.

Фиг. 5