Статистический анализатор по доле брака Советский патент 1988 года по МПК G06F17/18 

1

Butiod

1

Вылод

(Л

с

Изобретение относится к устройствам контроля в вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации испытаний изделий на надежность методом последовательного анализа. Цель изобретения - рас- пшрение функциональных возможностей за счет автоматизации надежностного контроля. Устройство содержит блоки контроля верхней 3 и нижней 4 границ, распределители 5, 6 импульсов, блок 7 управления, хронизатор 8, запускающий 1 и информационный 2 входы. Раскрыты блок управления и распределители импульсов. Устройство обеспечивает масштабное преобразование количества тактовых импульсов во время наработки на отказ и сравнение фактического числа отказов с генерируемыми гpaницa б{ верхнего и нижнего допусков. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

0з:

t

iJt

00

Од

Фиг.

Изобретение относится к устройствам контроля и вычислительной техники и может быть использовано для автоматизации испытаний на надежность методом последовательного анализа.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет автоматизации статис- тического контроля характеристик надежности изделий при использовании метода последовательного анализа.

Принцип работы устройства-прототипа заключается в следующем. Им- пульсы счета числа испытаний поступают на первый вход анализатора, а с него через первый вентиль на первый счетчик и через второй вентиль на третий (суммирующий) вход блока контроля верхней границы. При поступлении импульсов числа счета испытаний сигналом с первого (вспомогательного) счетчика опрокидывается в противоположное состояние триггер, запрещая поступление импульсов счета числа испытаний на блок контроля верхней границы через второй вентиль, при этом открывается третий вентиль и импульсы счета чис- ла испытаний поступают на второй счетчик с коэффициентом пересчета Пд, а с его выхода - на второй (суммирующий) вход блока контроля верхней границы. Таким образом происходит формирование верхней границы (/(п). При поступлении на первьй .счетчик п2 импульсов счета числа испытаний на его втором выходе появляется сигнал, открывающий четвертый вентиль и закрывающий первый вентиль Открытый четвертый вентиль разрешает поступление импульсов с выхода второго счетчика на второй (вычитающий) вход блока контроля нижней границы, чем обеспечивается формирование нижней границы С(п).

Таким образом, для указанного алгоритма работы справедливы сле- дунлцие зависимости:

. (j)

c(n)n +

п.

-(п , п ,);

п - nt

(п п,).

(2)

Вторым входом устройства принимаютс я импульсы счета брака т, которые поступают на первый (вычитающий) вход блока контроля верхней границы и на

. ,с 2п25 .. 50

35

40

45

1022

первый (суммирующий) вход блока контроля нижней границы. При этом, если число счета брака m с (п), формируется сигнал о прекращении испытаний с отрицательным результатом, если (n), формируется сигнал о прекращении испытаний с положительным результатом, если С(п) т J(n) , то испытания должны быть продолжены.

Величины п1 - минимальное число испытуемых образцов, при котором можно забраковать партию; п - минимальное число испытуемых образцов, при котором можно принять партию; По - число, определяющее наклон верхней и нижней границ, являются исходными для задания условий ведения контроля и зависят от рисков поставщика и заказчика ( о( и /5 соответственно), а также от приемочного и браковочного (q Ч ) Уровней контролируемого параметра при испытании партии. Установка этих величин на анализаторе производится до начала; работы.

Однако при испытаниях на Надежность эквивалентом дефектного образца является отказавший образец, т.е. образец, отказ которого наступил до истечения заданного времени испытаний 1 . Время испытаний на надежность лежит обычно в пределах от нескольких часов до десятков тысяч часов. Поэтому метод последовательного анализа в трактовке, реализованной в прототипе, при испытаниях на надежность совершенно неприемлем. Кроме того, процесс начальных установок исходных величин (п,,п ,Пр), связанный с изменением коэффициентов пересчета счетчиков, достаточно сложен и лимитируется ограниченным множеством вариаций, что отражается на числе реализуемых планов испытаний.

Сущность изобретения заключается в том, что с момента начала испытаний хронизатором вырабатьгааются тактовые импульсы с частотой, соответствующей выбранному масштабу измерения времени наработки на отказ, которые преобразуются распределителями импульсов в последовательности импульсов. Соответствующие по численности (по времени) верхней и нижней границам по отказам. Выход истинного значения количества отказов в каждый конкретный момент времени

за пределы границ является фактором, обуславливающим выработку сигнала о прекращении испытаний с положительным (выход за нижнюю границу) или отрицательным (выход за верхнюю границу) результатами. Настройка анализатора на определенный режим работы осуществляется с помощь1о блока управления.

На фиг. 1 и 2 графически представлены принципы работы прототипа и предлагаемого анализатора соответственно на фиг. 3 - структурная схема анализатора} на фиг. 4 - схема распределителя импульсов; на фиг. 5 - схема блока управления; на фиг.6 - схема хронизатора.

Анализатор содержит вход 1 запуска, информационный вход 2, первый блок 3 контроля верхней границы поля допуска, второй блок 4 контроля нижней границы поля допуска, первый 5 и второй 6 распределители импульсов, блок 7 управления, хро- низатор 8, первая группа входов 9 распределителя, первый элемент ИЛИ 10, второй 11 и первый 12 элементы И, вторая 13 и первая 14 схема совпадения, вторая группа входов 15 распределителя, счетчик 16, триггер 17, второй элемент ИЛИ 18, управляющий вход 19 распределителя, выход 20 распределителя, узел 21 ввода плана, узел 22 хранения шифрсЗв, узел 23 ввода данных, узел 24 дешифрирования, регистры 25-29,арифметические узлы: пятый 30, четвертый 31, третий 32, первый 33, второй 34: четвертая 35, третья 36, вторая 37 и первая 38 группы выходов блока, вход 39 хронизатора, генератор 40 импульсов узел 41 настройки, узел 42 делителей, элементы И 43, элемент ИЛИ 44 и выход 45 хронизатора. Узел 46 задания плана анализа содержит узел 21 ввода плана и узел 22 хранения шифров.

Вход 1 анализатора предназначен для приема сигнала о нач;але испытаний, этим сигналом включается в работу хронизатор 8. Вход 2 предназначен для приема сигналов, свидетельствующих об отказах испытуемых изделий.

Блоки 3 и 4 контроля границ (верхней и нижней) необходимы для контроля за ходом испытаний. Оба блока строятся на основе использования реверсивных счетчиков. Сущность конт

5

0

5

0

5

0

5

0

роля заключается в сравнении истинного количества отказов, соответствующего количеству импульсов, поступивших на первые входы блоков 3 и 4, с допустимым значением, соответствующим количеству и myльcoв, поступивших на вторые входы блоков 3 и 4 контроля границ с выходов распределителей 5 и 6 импульсов соответственно. Выработка сигналов на прекращение испытаний осуществляется при превышении количества отрицательных импульсов над количеством положительным в том или ином блоке контроля границ.

Распределители импульсов предназначены для выработки последовательностей вспомогательных импульсов с частотой, соответствующей выбранному плану испытаний, на основе преобразования исходной тактовой последовательности, поступающей с хронизатора 8,

Схемы 1,3 и 14 совпадения предназначены для сравнения текущего значения двоичного кода на выходе счетчика 16 с двоичными кодами указанных ниже величин.

На схеме 14 совпадения распределителя 5 импульсов устанавливается код численного значения величины f (фиг.2), характеризующий отрезок времени до пересечения верхней границы f(. Ч ) с прямой, параллельной оси 1 , ордината которой равна пер- вому целому числу, большему, чем

с( ),

I ;..

На схеме 14 совпадения распределителя 6 импульсов устанавливается код численного значения величины fj, , характеризующей минимальный интервал времени испытаний с положи- тельным результатом. На схемах 13 совпадения первого и второго распределителей устанавливается код численного значения величины Oj, характеризующей интервал времени, за .который допустимый уровень количества отказов увеличивается на единицу. Значения утсазанных величин определяются щростыми соотношениями (2).

55

./Тер,

Л/Т,р- 1/Т,

(3)

1/Т,р

(4)

i i t, - t.

(5)

In

1 - ft

In

+ 1 In т

cfd cp p,

Cp/4 « - It где ,- приемочный уровень нарабо ки на отказ;

браковочный уровень наработки на отказ; риск поставщика; риск заказчика;

целая часть числа. Триггер 17 необходим для управления работой, элементов И 11 и 12, пр пускакщих или запрещающих пропуск сигналов с выходов схем совпадения.

Блок 7 управления предназначен для организации процесса начальных установок элементов анализатора с целью задания режима работы по определенному плану испытаний . Он осуществляет выдачу кодов значений: Jj с групп своих первых выходов, 1 с группы вторых выходов, Uj с группы третьих выходов, а также целой час

ти числа К 5(0).

К

(7)

In

срс/

:р fi

Значение К выдается с четвертой группы выходов блока управления на третьи входы блока 3 контроля верхней границы для установки на реверсивном счетчике начального значения, равного К.

Первый узел 21 ввода (плана) пред назначен для выбора определенного плана испытаний, узел 22 хранения шифров содержит шифры планов, второй узел 23 ввода предназначен для ввода значения приемочного уровня нара

ботки на отказ Т

Cpfi

а узел 24 дешифрирования - для выдачи сигналов на считьшание информации из опреде- 1ленных зон регистров 25-29.

В регистре 29 содержится набор

значений величин отношений приемочного и браковочного уровней Тср /Тсрд, в регистре 28 - значения логарифмов, этих отношений ln(Tj./Т ) . Регистр 25 хранит значения целой части числа К, определяемой соотношени

)

-10

15

-

20

25

30

ем

In

(7), а регистр 26 - значения l - «

0

В регистре 27 хранятся определяемые выраженизначенияем (6).

Объем памяти определяется количеством используемых значений с и /j, а также отношений . Если о( и ft принимают значения от 0,05 до 0,2 с шагом 0,05, а отношение /Тер ПЯТЬ фиксированных значений порядка 1,1-1,3, то это обеспечивает использование 80 различных планов испытаний и, соответственно, хранение в регистрах 28 и 29 пяти значений, в регистре 27 - восьмидесяти значений, в регистре 26 - шестнадцати значений, а в регистре 25- от одного до трех значений. Узел 32 предназначен для вычисления, значения iJj , узел 33 - дпя вычисления значения fj, узел 36 - для вычисления значения -С, . Узлы 30 и 31 являются вспомогательными и служат дпя вычисления Т(-р и разницы обратных, значений Тер | и Т ср о1 соответственно.

Узел 41 настройки хронизатора предназначен для выдачи на входы определенных элементов И 43 единичного уровня, разрешающего прохождение тактовых импульсов с соответствующих выходов узла 42 делителей частоты. При ЭТОМ:установка выходного зна- 25 чения тактовой частоты f определяется выбранным масштабом измерения

Ср d

TCP, И

количеством одновременно испытуемых изделий (в этом случае тактовая частота, соответствующая выбранному масштабу измере

0

5

ния Т

ср о1

и Т,

рр jj , увеличивается в п раз, где п - число одновременно испытуемых изделий).

Анализатор работает следующим образом.

В исходном состоянии триггера 17 распределителей импульсов находятся в единичном состоянии (т.е., на прямом выходе 1), а счетчики 16 и реверсивные счетчики блоков 3 и 4 контроля верхней и нижней границ обнулены.

По команде с узла 21 ввода плана осуществляется считывание опре- деленного шифра с узла 22, который дешифрируется затем в узле 24. В результате дешифрирования с регистров 25-29 считываются конкретные значения хранящихся там величин, поступающих на входы арифметических узлов С узла 23 ввода в узлы 30 и 31 дится значение приемочного уровня средней наработки на отказ . После этого в узлах 30-34 происходят преобразования, суть которых изложена выше, результатами прео бразований является получение на группе 35 выходов кода значения fj на группе 36 выходов значения -г , на группе 37 выходов значения f, а на группе 38 выходов кода значения целой части числа К, Указанные значения поступают: j - на входы 9 распределителей импульсов; -Р, - на входы 15 распределителя 5 импульсов; i j - на входы 15 распределителя 6 импульсов; К - на входы блока 3 контроля верхней границы.

В результате этого на схемах 13 совпадения распределителей импуль- сав устанавливается код численного значения величины С,, на схеме 14 совпадения распределителя 5 импульсов - код значения О,, на схеме 13 совпадения распределителя 6 импуль- значения Ту . На реверсивном счетчике блока 3 контроля верхней :границы (Устанавливается начальное значение, численно равное величине . Таков процесс начальных уста- новок, в результате которого анализатор подготавливается к контролю заданного уровня надежности изделия по определенному плану испытаний.

В момент начала испытаний изделия (или группы изделий) на вход 1 анализатора поступает сигнал, включающий в работу генератор 40 тактовых импульсов хронизатора 8. С выхода хронизатора импульсы, следуюЕцие с частотой, соответствующей выбранному масштабу измерения Т и Т р (И увеличенной в и раз при одновременном испытании п изделий, поступают на входы 19 распределителей км- 1 пульсов.

Подсчет количества поступивших ;1мпульсов осуществляется счетчиком 16. При достижении количеством импульсов, поступивших на вход счетчика 16 распределителя 5 импульсов

значения, равного .

на выходе

схемы совпадения появляется импульс, проходящий через открытый элемент И 12, элемент ИЛИ 10 на выход 20, а с него на второй (суммирукщий) вход

5

блока контроля верхней границы, увеличивая допустимое число отказов йа единицу (фиг, 2).

С выхода элемента И 12 импульс поступает также на счетный вход триггера 17 и через элемент ИЛИ 18 на установочный вход счетчика 16. При этом счетчик обнуляется, а тригQ гер перебрасьшается в противоположное состояние, открьшая элемент И 11 и закрывая элемент И 12. Процесс счета импульсов продолжается. При очередном достижении количества импульсов, поступивших на счетный вход счетчика 16, значения j на выходе схемы 13 совпадения появляется импульс, проходящий через элемент И 11, элемент ИЛИ 10 на выход 20, ас него

0 на второй вход блока 3 контроля

верхней границы, увеличивая допустимое число отказов на единицу. Этим же импульсом обнуляется счетчик 16. Так происходит формирование верхней

5 границы (фиг.2). Аналогично работает распределитель 6 импульсов. Отличие заключается в том, что первьй импульс на выходе 20 распределителя появляется через время S,, , все последующие импульсы появляются через время j. Импульсы с выхода 20 распределителя 6 импульсов поступают на вычитающий вход блока 4 контроля нижней границы. Таким образом происходит процесс формирования нижней границы.

На вход 2 анализатора в случайные моменты времени поступают импульсы т, свидетельствующие об отказах испытуемых изделий. Эти импульсы фиксируются блоками 3 и 4.

При этом если в текущий момент времени т( 1 ) (Г(«) , то блоком 3 . контроля верхней границы вырабатывается сигнал на прекращение испытаний с отрицательным исходом (т.е., изделие не соответствует требуемому уровню надежности), если m() с( г), то блоком 4 контроля нижней границы вырабатывается сигнал на прекращение испытаний с положительным исходом (т.е., изделие соответствует требуемому уровню надежности), если :c(C)im(i;) JM - испытания продолжаются .

5 Предлагаемьй анализатор может работать и в режиме прототипа, т.е. осуществлять контроль различньк характеристик изделий при последова0

5

0

5

0

тельном вводе их в процессе испытаний. Для этого вместо значений У, на схеме 14 совпадения распределителя 5 импульсов; Jj на схеме 14 совпадения распределителя 6 импульсов; Jj на схемах 13 совпадения обоих распределителей устанавливаются соответственно значения п, п , п. Начальное значение в реверсивном счетчике блока 3 контроля верхней границы должно соответствовать ординате точки I (фиг.1) и равняться п, поскольку именно это число определяет минимальное количество изделий, участвующих в испытаниях, по которому партия может браковаться. Хро- низатор 8 д,олжен работать в этом случае в режиме повторения, т.е. выдавать выходной импульс в момент при хода на вход 1 сигнала, свидетельствующего о включении, в испытания очередного изделия.

Формула изобретения

го блока контроля границ поля допус

ка являются информационным входом анализатора, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в анализатор введены второй распределитель импульсов, блок управления и хронизатор, вход которого является входом запуска анализатора, а выход соединен с управляющими входами первого и второго распределителей импульсов, первые груп- пы информационных входов которых связаны соответственно с первой и второй группами выходов блока управления, третья группа выходов которого подключена к вторым группам ин- формационных входов первого и второго распределителей импульсов, а четвертая группа выходов - к группе усQ о

5

Q

5

0

5

5

тановочных входов первого блока контроля границ ПОЛЯ допуска, выход вто- р ого распределителя импульсов соединен с вторым информационным входом первого блока контроля границ поля допуска.

П1

I ш

л л, /I

; «-2

Sfc) i с{т} .

ч J

/

Ju

гистра, группы выходов второго и третьего арифметического узлов являются соответственно третьей и четвертой группами выходов блока, первая группа входов второго арифметического узла соединена с группой выходов третьего арифметического узла, группы выходов третьего ичетвертого регистров связаны соответственно с вторыми группами входов второго и третьего арифметических узлов.

ад

л

0

л-

Фиг,1

c(t)

зсж

1

го

фиг, 5

J9

40

W

:w : ГМ

W

tS

фиг. 6