Устройство для определения показателей надежности объектов Советский патент 1988 года по МПК G06F17/00 

оо

О5 4

05

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текуи1их и прогнозируемых показателей надежности технических объектов. Цель изобретения -- расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, три элемента И 2, 3, 34, шесть счетчиков 4-8, 35, три блока сравнения 9, 10, 15, два вычислительных блока 11, 12, пульт 13 управления, блоки памяти 14 и индикации 16, триггер 33. Устройство позволяет определить текущие и прогнозируемые значения коэффициента технического использования объекта на этапе его эксплуатации. 3 ил. S (Л

Oj

|р

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для определения текущих и прогнозируемых показателей надежности технических объектов.

Цель изобретения - расгиирение функ- циональных возможностей устройства за счет определения текущих и прогнозируемых значений коэффициента технического использования технических объектов на этапе их эксплуатации.,ю

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 - блок- схемы первого и второго вычислительных блоков соответственно.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 элементы И, первый - пятый счетчики 4--8, первый 9 и второй 10 блоки сравнения, первый 11 и второй 12 вычислительные б;1оки, пульт 13 управления, блок 14 памяти, третий блок 15 сравнения и блок 16 индикации.

Первый вычислительный блок 11 образуют коммутатор 17, сумматор 18, умножитель 19, делитель 20, узел 21 вычисления функции е и элемент ИЛИ 22,

20

30

35

45

50

где до мо

- обслу

к

а второй вычислительный блок 12 -- счет- 25 чик 23, сумматор 24 и делитель 25.

На фиг. 1 обозначены первый и второй входы потенциальных сигналов р.аботоспо- собного 26 и неработоспособного 27 состояния об ьекта соответственно, третий - пятый входы импульсных сигналов о случайных событиях на объекте: отказ 28, сбой 29 и ошибка 30, шестой вход 31 импульсного сигнала наступления режима «Техническое обслуживание при работоспособном состоянии объекта, дополнительный вход 32 устройства для подачи импульсного сигнала об окончании режима «Техническое обслуживание, триггер 33, третий элемент И 34 и шестой счетчик 35.

Принцип работы устройства состоит в подсчете времени, в течение которого 40 объект находится в работоспособном состоянии, времени восстановления при отказах. времени проведения технического обслуживания, а также числа отказов, сбоев и случайных ошибок за время между окончанием предыдущего и началом следующего технических обслуживании и количества обслуживании с последующим вычислением текущих и прогнозируемых показателей надежности:

- среднего времени Тс наработки на отказ по формуле:

и

.(1)

где 1,„ - отрезок времени от (i-l)-ro

до i-ro отказа, в течение которого объект находится в работоспособном, состоянии; /jj

Потк- количество отказов;

- среднего времени Тв восстановления работоспособного состояния по формуле:П1.ем

где конца

вании

-- по фо

где t опред боты

а терва после кущи средн случа

- муле

- зован

нахож состо - роятн задан време спосо ривае щего служ

показ испол рого

где п

по отказ межд деляе дежн памя

П

-I, .AIPL..

С91

1отк

где 1рч - отрезок времени от 1-го отказа до момента восстановления объекта;

- среднего времени Т.., технического обслуживания по формуле:

0

т

ю- -tft,

,

roi- отрезок

к

5

(3)

где iroi- отрезок времени от начала до конца i-ro технического обслуживания,

пто - количество технических обслуживании;

--вероятности P(t) безотказной работы по формуле:

(4)

где t - промежуток времени, за который определяется вероятность безотказной работы;

а -- коэффициент, определяемый на интервале времени между моментом окончания последнего технического обслуживания и текущим моментом, учитывающий уменьшение среднего времени наработк и на отказ из-за случайных отказов и сбоев;

- коэффициента готовности Кг по формуле:

оСТо

оСТ„ + Тв (5) коэффициента оперативной готовности по формуле

Хг

Ког Р(1)

(6)

30

- коэффициента технического зования Krw по формуле:

исполь5

5

0

I/

oCTo-t- V -T,

(7)

При это м KI о71ределяет вероятность нахождения объекта в работоспособном состоянии в текущий момент времени, - данную вероятность с учетом вероятности безотказной работы в течение заданного интервала времени, а Кти - долю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно рассматриваемого периода эксплуатации, учитывающего затраты времени на техническое обслуживание.

При расчете прогнозируемых значений показателей надежности (P(t), Кг, Ког, Кти) используется коэффициента, значение которого определяется по формуле:

- (8)

-п

- п сггк

-п;;

где п +пД ;

потк - математическое ожидание числа отказов объекта на интервале Bpe.Metm между техническими обслуживаниями, определяемое по статистическим данным о надежности объекта и хранящееся в блоке 14 памяти;

м

- число отказов оо ьекта на теку- интервале времени за после;1ним

техническим обслуживанием, фиксируемое в счетчике 6.

Пульт 13 управления предназначен для задания режимов работы и занесения исходных данных в блок 14 памяти.

Блок 14 памяти содержит девять регистров, которые предназначены для хранения среднего времени То наработки на отказ, среднего времени Тв восстановления, значения промежутка времени t, среднего числа отказов Штк; пороговых значений Потк и , порогового значе ния одноцо показателей надежности То, P(t), Kj Ком, Кти, среднего количества п техничес- ких обслуживании на этапе эксплуатации продолжительностью t, а также среднего времени Т,.;,.

Блок 15 сравнения предназначен для выдачи сигнала о необходимости проведения технического обслуживания, который вырабатывается по результатам сравнения требуемых (пороговых) и расчетных значений показателей надежности.

На входы 26 и 27 поступают сигналы о работоспособном и неработоспособном состояниях объекта соответственно, на входы 27-30 импульсные сигналы о случайных событиях на объекте; сбое, ошибке, соответственно, на вход 31 импульсный сигнал начала режима «Техническое обслуживание при работоспособном состоянии объекта, который обнуляет счетчики 6-8, на вход 32- импульсный сигнал окончания режима «Техническое обслуживание

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 используется для преобразования интервалов времени работоспособного и неработоспособного состояний объекта, задаваемых потенциальным сигналом, а также интервалов времени режима «Техническое обслуживание, формируемых триггером 33, в двоичный код, который фиксируется в счетчиках 4, 5 и 35 соответственно. Счетчики 6-8 подсчитывают число отказов, сбоев и ошибок в период между обслуживанием. При переводе объекта в режим «Техническое обслуживание счетчики 6-8 устанавливаются в нулевое состояние. Кроме того, счетчики 7 и 8 устанавливаются в нулевое состояние при выработке сигналов с выходов блоков 9 и 10 соответственно (соответствующие связи для упрощения не показаны). Значения счетчиков 7 и 8 сравниваются в блоках 9 и 10 с пороговыми значениями среднего числа сбоев и oujH6oK на отказ. Если значения счетчиков достигают пороговых, то с блоков 9 и 10 поступают сигналы о возможном постепенном отказе в блок 12 на счетчик 23, осуществляющий подсчет спрогнозированных отказов.

Число ирогнозируе.мых отказов определяется по следующим формулам:

J3. I „.a 1

(9)

0

5

0

5

0

5

п

OTI

сб

Потк,

и а

ОШ

спрогнозированных интерва. 1е времени

где Потк, число отказов на текунхем после предыдущего технического обслуживания;

Псб - содержимое счетчика 7, определяющее число сбоев первого вида на текущем интервале времени после предыдущего технического обслуживания;

Пии. - математическое ожидание чис.ча сбоев первого и второго видов на интервале времени между техническими об- служиваниями, определяемые по статистическим данным о надежности объекта и хранящиеся в блоке 14 памяти.

На сумматоре 24 . определяется o6niee число отказов (возникающих и спрогнозированных). Затем на делителе 25 осуществляется вычисление коэффициента по формуле (8). Вычисленное значение передается на четвертый вход блока 11, в котором оно используется при определении прогнозируемых значений показателей надежности. На первый вход блока 1 1 с выхода счетчика 4 поступает значение времени Т.на второй - времени T|., Среднее время наработки на отказ То корректируется после каждого отказа объекта и запоминается в первом регистре блока 14, среднее время восстановления Твкорректируется после каждого восстановления объекта и заносится во второй регистр блока 14, а Тто - корректируется после каждого технического обслуживания и заносится в девятый регистр блока 14 памяти.

Коррекция выполняется по следующим зависимостям:

тTToi-iCt-t)TsL

TOi J

Т -Tobjftrlij-Tn hii

TB,Ieir:l(i-l)-tS

0

5

0

где Toi-1, TO,- -- среднее время наработки на (1-1)-й-и i-й отказы соответственно;

Tsi-i, TBI - среднее время восстановления после (i-l)-ro и i-ro отказов соответственно;

TTO«-I,TTO;- среднее время (i-l)-ro и i-ro технического обслуживания;

Tpj - текущее время восстанов. 1ения при 1-м отказе;

TS - текущее время i-ro технического обслуживания.

В зависимости от заданного на пу.чь- те 13 режима работы блок II определяет текущее или прогнозируемое значение показателей надежности. Например, вычисление Ктиосуществляется следующим образом. На третий вход коммутатора 17 из первого, второго и дсвятог о регистров 5 блока 14 поступают значения временных интервалов Ti,, Т и Тто а на четвертый - из блока 12 значение коэффициента а. При вычислении прогнозируемого

значения показателя надежности на умножителе 19 значения Ефемени То умножается на а. При этом прогнозируемое значение среднего времени наработки на отказ

т.-

1 ОПр J-J - -Jfгг„,

tlo-TK 1о-п + 1 -1Стк

т. е. время Toiip To а определяется с учетом прогнозируемых отказов (по случайным сбоям и ошибкам). Далее на сумматоре 18 вычисляется значение аТц+Тв-ЬТто, а делителем 20 значение а.,То делится на сумму а- Т()-|-То-|-Т()Тта. Полученное значение Кту через элемент ИЛИ 22 поступает на индикатор 17 и в блок 15 в котором сравнивается с требуемым значением Ki, хранящимся R седьмом pei ncTpe блока 14. По аналогичным зависимостям рассчитываются и другие показатели надежности.

Время начала проведения технического обслуживания объекта определяется при Е1ынолнении одного из условий: ,

К.Кт-,Р(1Х1Р(1);К.. Сигнал о необОт л.9 иЮ

От 5л.8

ходимости проведения технического обслуживания объекта выдается в блок 16.

Формула изобретения

Устройство для определения показателей надежности объектов по авт. св. № 1170466, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет определения текущих и прогнозируемых значений коэффициента технического использования технических объектов на этапе их эксплуатации, в него введены триггер, третий элемент И и шестой счетчик, прямой и инверсный входы триггера подключены соответственно к шестому и дополнительному седьмому входам устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входо.м третьего элемента И, второй вход которого подключен к прямому выхо- 0 ду триггера, выход третьего элемента И соединен со счетным входом шестого счетчика, выход которого подключен к дополнительному входу первого вычислительного блока.

К15д№

5

Kfffl.tS и

е

К 5л.11