Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия Советский патент 1987 года по МПК G07C3/08 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использоваио в научных исследованиях и технике, где требуется находить или моделировать оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделий.

Цель изобретения - повышение точности устройства за счет учета изменения интенсивности отказов изделия в процессе функционирования, и учета различия в расходе ресурса.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, задающий интервалы времени т,-, причем каждый последующий интервал увеличивается относительно предыдущего на величину Ат, блок 2 нелинейного преобразования, реализующий функцию р (t) { - вероятность безотказной работы изделия на интервале о, t, интегратор 3, первый сумматор 4, первый блок 5 умножения, второй сумматор 6, третий блок 7 умножения, третий сумматор 8, блок 9 деления, второй блок 10 умножения, первый элемент 11 задержки, первый блок 12 сравнения (компаратор), первый ключ 13, второй элемент 14 задержки, третий ключ 15, пятый (накапливающий) сумматор 16, четвертый сумматор 17, второй блок 18 сравнения (компаратор), четвертый ключ 19, элемент И-НЕ 20, элемент ИЛИ 21, третий элемент 22 задержки, второй ключ 23 и коммутатор 24, имеющий две пары нормально замкнутых и две пары нормально разомкнутых контактов (например, два спаренных микропереключателя, управляемые одной кнопкой). Генератор 1 состоит из мультивибратора 25 и интегратора 26.

Устройство работает следующим образом. В результате кратковременного замыкания первой пары нормально разомкнутых контактов коммутатора 24 напряжение запуска Uaan с пятого входа устройства подается непосредственно на второй вход генератора 1, обнуляя его, и на разрешающий вход второго ключа 23, а через элемент ИЛИ 21 - на первый вход генератора 1, п)иводя его в рабочее состояние. При этом текущее значение Ns с шестого входа устройства поступает на блок 2. Генератор 1 с щагом Дт вырабатывает в порядке нарастания интервалы времени т, г/+Лт, являющиеся периодами технического обслуживания изделия. При каждом т, в блоке 2 формируется функция р/(т,-), соответствующая действующим значениям Xj и т, засылается в интегратор 3. Результат интегрирования

Т Я Sp/(t)dt

с выхода интегратора 3 поступает на вход сумматора 4, на другой вход которого с

5

5

0

0

5

выхода генератора 1 подается см,)ал т,. На выходе сумматора 4 формируется разность То/,,--Tiiji, которая поступает на второй вход блока 5 умножения. На другой вход этого блока умножения с первого входа устройства вводится параметр В - расход изделием ограниченного ресурса в единицу времени в состоянии отказа. С выхода блока 5 умножения сигнал В-т,,/, поступает на сумматор 6, на другой вход которого с второго входа устройства вводится параметр g - расход ограниченного ресурса изделием на техническое обслуживание за время одного сеанса. Результат суммирования g + В TO/, с выхода сумматора 6 засылается на вход сумматора 8 и на вход блока 10 умножения. В то же время сигнал с интегратора 3, соответствующий THJ,-, поступает на вход блока 7 умножения, н а другой вход которого с третье1Ч1 входа устройства вводится параметр С расход ограниченного ресурса в единицу времени при нормальном фун(ционировани11 .чия.. Результат перемножения . t выхода блока 7 умножения подается на вход сумматора 8, с выхода которого си.гнал, соответствующий C-tviji +B- i.ji +g (ресурс, расходуемый изделием ка интервале ll), засылается на вход блока 9 деления и на элемент 14 задержки. На другом входе блока 9 деления действует счТгиал, соответствующий величине ограинчениого ресурса, которым обладает изделие в данное время, т.е. R-R/-I, где Ri--iресурс,

выработанный изделием на веем предыдущем интервале функционнрованн.я. При 1, R и на входе блока 9 деления действует ве.чичина R.

В блоке 9 деления онре,;е,; к:тея N/, - число сеансов коптр(х:|я и техчичсско и обслуживания изделия., соотпегс рлюнц-г- периоду Т; и интенсивности отказов .

N,

R стн/; -f Л1т::;;г й

с выхода блока 9 деления еигиа, ;. соответствующий Nji, перелаете: - ;ia б юки К) умножения, где определяется сред|1яя нели- чина непроизводительног 1 pecvpc.t. (.-ooriseT- ствующая Kj и т,

Cc|)jj N,;(BT,,,: -j- g i .

С выхода блока 10 умножения . соответствующий Ccpji подается на iixoj i го блока 12 сравнения и на нход та 11 задержки. При этом на вхо, ка 12 сравнения действуег сигнал, жанный элементом 11 задержк ; н такт работы устройства , - , соотьс щий Я/ и Т|.-1. Поэтому в блоке I, нения всякий раз, после шлд;; ;: i-cne; :; ром 1 очередного значения г.. срав.чшки ся между собой две величины

одна из которых соответствует текущему значению .Tj, а другая - предшествующему 4j-i Если в результате такого сравнения окажется, что Ccpji-/ Ctpji. , с выхода блока 12 сравнения выдается управляющий сигнал через последовательно соединенные элемент И

НЕ 20 и элемент ИЛИ 21 генератору 1 на выдачу очередного значения T,+I т, + Дт (пошаговый способ отыскания оптимального периода т). Перед началом работы устройства с четвертого входа уст- ройства за счет кратковременного замыкания второй пары нормально разомкнутых контактов коммутатора 24 на вход блока 12 сравнения подается величина R.

Если же в результате сравнения окажет- ся, что Сср/г-1 ; Ccpj4, управляющий сигнал выдается с первого выхода первого блока 12 сравнения на разрешающий вход ключа 13. При этом сигнал генератора 1, задержанный элементом 22 задержки на один такт работы устройства, т.е. , равный оптимальному периоду контроля и технического обслуживания изделия, так как он обеспечивает минимум непроизводительного расхода ресурса при данном значении Л/, т, поступит: на выход устройства, на разрешающие входы ключей совпадения, на вход интегратора 26 сбрасывая его в ноль и через элемент ИЛИ 21 - на вход мультивибратора 25. На этом процесс определения оптимального периода xf при данной интенсивности отказов А,/ заканчивается.

Сигнал, соответствующий т воздействуя на разрешающий вход ключа 15, позволяет информацию с выхода элемента 14 задержки, содержащую в себе величину ресурса, расходуемого изделием на интервале т/-| т т.е. С-тн,„| + В-TO/I -I-I-g передать в сум- матор 16 (перед началом работы устройства в исходном состоянии сумматор 16 обнуляется). Выходной сигнал, соответствующий Ry-1 подается на входы сумматора 17 и блока 13 сравнения, на другие входы которых с четвертого входа устройства вво- дится величина ограниченного ресурса изделия R. В сумматоре 17 определяется разность R - R/-I. В блоке 18 сравнения сравниваются между собой величины R и R,i. Если в результате сравнения окажется, что R : R/-1, с выхода второго блока 18 сравнения управляющий сигнал передается на вход элемента И-НЕ 20, в результате чего прекращается генерация т, что соответствует прекращению функционирования изделия по причине выработки ресурса. Ее- ли же окажется, что R R/-I, тогда управляющий сигнал с выхода блока 18 сравнения поступает на разрешающий вход ключа 19 и сигнал, соответствующий R - Rj- из сумматора 17 поступает на вход блока 9 деления.

Сигнал, соответствующий т воздействуя на разрешающий вход ключа 23, обеспечивает передачу значения интенсивности отказов с щестого входа устройства на блок 2, и, воздействуя через элемент ИЛИ 21 на вход генератора 1, запускает его для выполнения устройством нового цикла вычисления оптимального периода контроля и технического обслуживания. Если величина А,/ не изменяется, то и величина т не изменяется.

При изменении величины HHTeHCHjBHOcTH отказов Я/, J 1, определение нового значения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия производится при 0.

После отыскания каждого нового значения оптимального периода содержимое сумматора 16 пополняется на величину ресурса, израсходованного изделием на предыдущем периоде. Например, при j 2 в сумматоре 16 окажется величина

R, Стн, -f Вто1 + g, при j 3 Ra (Стн, + Bfoi + 9) +

-f ( -f9) и т. д.,

где TH, и То1 - соответственно среднее время полезного функционирования изделия и среднее время нахождения изделия в отказе, соответствующие оптимальному периоду т,, а ТН2 и то2 - то и т.д.

Работа устройства прекращается либо при выполнении R , либо при выключении устройства оператором (исследователем).

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора и с входом блока нелинейного преобразования, выход которого через интегратор подключен к второму входу первого сумматора, выход, которого соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого является первым входом устройства, выход первого блока умножения подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого является вторым входом устройства, выход второго сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, выход которого непосредственно и через пе,рвый элемент задержки подключен соответственно к первому и второму входам первого блока сравнения, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, выход которого является выходом устройства, третий блок умножения, первый вход которого является третьим входом устройства, выход третьего блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом блока деления, выход которого подключен к второму входу второго блока умножения.

отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены ключи, коммутатор, элементы задержки, сумматоры, второй блок сравнения и элементы И-НЕ, ИЛИ, объединенные первый вход коммутатора и первые входы четвертого сумматора и второго блока сравнения являются четвертым входом устройства, второй вход коммутатора и вход второго ключа являются соответственно пятым и шестым входами устройства, выход второго сумматора соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого через второй элемент задержки подключен к входу третьего ключа, выход которого через пятый сумматор соединен с вторыми входами четвертого сумматора и второго блока сравнения, выход сумматора через четвертый ключ подключен к второму входу блока деления, первый выход второго блока сравнения соединен с управляющим

входом четвертого ключа, вторые выходы блоков сравнения через элемент И-НЕ подключены к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом генератора ступенчатого напряжения, выход которого через третий элемент задержки подключен к входу первого ключа, выход котор01Ч) соединен с управляющим входом третьего ключа и с третьим входом коммутатора, первый выход которого подключен к второму управляющему входу генератора ступенчатого напряжения, к второму входу э.юмента ИЛИ и к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с управляющим входом блока нелинейного преобразования, второй выход коммутатора подключен к второму входу первого блока сравнения, выход интегратора соединен с вторым входом третьего блока умножения.

Изобретение относится к вычислительной технике и .может быть использовано в .ч исследования.ч и технике, где требуется находить или моделировать оптимальные периоды контроля и технического обслуживания изделий. Устройство обеспечивает высокую точность за счет учета нз.менения интенсивности отказов нзде.-щя в процессе функционирования и учета раз.шчия в расходе ресурса. Устройство содержит генератор I ступенчатого напряжения, б.юк 2 iie.iiiHei iHO- го преобразования, интегратор 3, с мматоры 4, 6, 8, 16. 17, блоки 7, 5 и 10 у.множе- ния, блок 9 деления, элементы И, 14, 22 задержки, ключи 13, 23, 15, 19, блоки 12 и 18 сравнения. э,те.мепт1)1 И--НЕ и ИЛИ. I ил. $ (Л