Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия Советский патент 1990 года по МПК G07C3/10 

Фиг 1

и тоетнй элемент задержки 19. Устройство позволяет учитывать случайный разброс значений периодов проведения технического обслуживания сложных изделий (систем) и за счет этого по- ныснть точность определения параметров обслуживания. Более точный и обоснованный выбор объемов технического

обслуживания позволяет улучшить надежность систем, снизить нежелательные воздействия на те узлы аппаратуры, которые в профилактике не нуждаются, снизить затраты материальных, временных и людских ресурсов на проведение профилактических и ремонтных мероприятий. 3 ил.

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и может быть использовано при определении объемов технического обслуживания сложных систем (автоматизированных технологических линий, ЭВМ, средств связи), периоды которых регламентированы. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия содержит блок 1 ввода информации, первый и второй элементы задержки 2 и 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый блок 5 памяти, элементы И 6, блоки 7 нелинейного преобразования, элемент ИЛИ 8, интегратор 9, блок 10 деления, блок 11 умножения, запоминающий элемент 12, блок 13 сравнения, первый счетчик 14, второй блок 15 памяти, регистратор 16, дешифратор 17, второй счетчик 18 и третий элемент задержки 19. Устройство позволяет учитывать случайный разброс значений периодов проведения технического обслуживания сложных изделий (систем) и за счет этого повысить точность определения параметров обслуживания. Более точный и обоснованный выбор объемов технического обслуживания позволяет улучшить надежность систем, снизить нежелательные воздействия на те узлы аппаратуры, которые в профилактике не нуждаются, снизить затраты материальных, временных и людских ресурсов на проведение профилактических и ремонтных мероприятий. 3 ил.

Ичобретение относится к специали- знронанным вычислительным устройствам и может быть использовано при определении объемов технического обслуживания сложных систем (автоматизированных технологических линий, ЭВМ, - средств связи), периоды обслуживания которых регламентированы.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Алгоритм функционирования устройства можно пояснить следующим обра- зом.

При планировании технического обслуживания сложных систем на основе анализа особенностей функционирования и с учетом удобства планирования задается несколько возможных периодов обслуживания Т , (j 1,1) (например, обслуживание проводить раз в восемь часов, раз в сутки, в неделю, в месяц и т.д.). Множество возможных периодов проведения технического обслуживания определяет множество видов обслуживания, применяемых для конкретной системы, например ежедневное, еженедельное, ежемесячное и т.д. Задача организации обслуживания в этом случае заключается в определении для каждой подсистемы вида технического обслуживания, в котором ее необходимо обслуживать. Тем самым однозначно определяются объемы технического обслуживания системы для каждого вида обслуживания „

Одним из наиболее важных показателей качества функционирования сложных систем (изделии) является коэффициент готовности. Значение коэффициента готовности для каждой подсистемы, входящей в состав сложной системы, зависит от периода ее обслуживания и определяется из выражения

S p;(t)dt

Kr.

0

.

где о

0

Ј; - период технического обслуживания i-й подсистемы; Р;(О функция надежности i-й подсистемы.

Значения С; определяются видом технического обслуживания, к которому отнесена i-я подсистема. На практике периодичность технического обслуживания каждого вида является случайной величиной. Она может изменяться в не- которых пределах относительно своего среднего значения. Например, если подсистема должна обслуживаться ежемесячно, то ее период обслуживания может быть равен не только 30, но и 27, 28, 32 и т.д. дням, при этом каждому возможному значению Т ; периода обслуживания j-ro вида можно поставить в соответствие вероятность Р: того, что период обслуживания j-ro вида примет значение heHj, где Н; - множество возможных значений случайной величины Т. Соответственно, коэффициент готовности каждой i-й подсистемы .при ее обслуживании в j-м виде технического обслуживания также будет случайной величиной. Среднее значение этой случайной величины определяется по формуле

Кгм

he H;

ih

кг;- (Tih)

где Кг- (Т ) - значение коэффициента готовности i-й подсистемы в случае, когда период ее обслуживания равен Т jh

Безусловное математическое ожидание коэффициента готовности подсистемы равно -j

Ъ; -Ј4K j8;; f 1, если i-я подсистема

обслуживается в j-м виде технического обслуживания системы; О, в противном случае.

ГДЈ °

5153

При выборе конкретного вида технического обслуживания каждой подсистемы необходимо стремиться к макси мазации показателя готовности всей системы Большинство используемых на практике систем (например, системы с последовательно-параллельным и параллельно-последовательным соединениями подсистем) обладают свойством монотонности. Это означает, в частности, что показатель готовности системы не убывает при возрастании показателя готовности любой подсистемы из ее состава. Поэтому решение задачи определения объемов технического обслуживания таких систем состоит в отнесении операций по обслуживанию каждор подсистемы к тому виду технического обслуживания, при котором зна ченпе КГ1 подсистемы максимально. На изложенном алгоритме и основана работа устройства.

На фиг.I представлена функциональ- ная схема устройства; на фиг.2 - тс же, первого блока памяти; на фиг.З - выполнение первого и второго блоков запоминающих элементов.

Устройство содержит блок 1 ввода информации, первый 2 и второй 3 элементы задержки, генератор 4 тактовых импульсов, периый блок 5 памяти, элементы И 6, блоки 7 нелинейного пре образования, элемент ИЛИ 8, интегратор 9, блок 10 деления, блок II умножения, запоминающий элемент 12, блок 13 сравнения, первый счетчик 14, второй блок 15 памяти, регистратор 16, дешифратор 17, второй счетчик 18 и третий элемент 19 задержки.

Первый блок 5 памяти (фиг.2) содержит первый 20 и второй 21 блоки запоминающих элементов и индикатор 22 нуля,

Первый 20 и второй 21 блоки запоминающих элементов (фиг.З) содержат запоминающие элементы 23, распределитель 24 импульсов и элемент ИЛИ 25.

Первый счетчик 14 предназначен для подсчета числа проанализированных для каждой подсистемы видов ТО. Он имеет два установочных и один счетный (информационный) входы. Импульсы на счетный вход поступают с одного выхода блока 5. Один из установочных входов соединен с выходом блока 1

JQ c 0

5

0

, Q

5

0

5

4

ввода информации, с его помощью устанавливается разрядность счетчика 14, равная числу 1 видов технического обслуживания системы. Другой установочный вход соединен с выходом элемента 19 задержки. С его помощью счетчик 14 возвращается в исходное состояние после анализа очередной подсистемы и подготавливается тем самым к новому циклу работы по вычислению максимума показателя готовности для следующей подсистемы.

Установки блока 13 сравнения после анализа каждой подсистемы в первоначальное состояние заключается в обнулении входящего в состав блока 13 элемента памяти, прдназначенного для хранения эталонного значения показателя готовности подсистемы. По окончании анализа каждой подсистемы в элементе памяти записано максимальное значение показателя готовности для этой подсистемы. Если элемент памяти не обнулять, возможна неправильная работа устройства при анализе следующей подсистемы.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы с первого и второго выходов блока 1 ввода информации (представляющего собой, например, наборное поле, набор осуществляется с помощью переключателей или кнопок) в блок 5 памяти записываются возможные значения Tjh для всех I возможных видов технического обслуживания системы и соответствующие значения Р: вероятностей того, что периоды обслуживания примут значения Tj,. После записи Tjh и P h для каждого очередного вида обслуживания по обоим выходам записывается 0 (разделительный знак), затем происходит запись Tjt, и P;h для следующего вида техни- ческого обслуживания и т.д. Через один из выходов блока 1 осуществляется настройка блоков 7, реализующих функции Р; (t). С одного из выходов блока 1 устанавливается максимальная разрядность первого счетчика 14, равная числу I видов технического обслуживания системы.

Устройство начинает работать с момента подачи импульса Запуск с одного из выходов блока 1 на генератор 4 тактовых импульсов. Тактовые импульсы осуществляют считывание из блока 5 значений Tjh и Pjh. Сигналы, соответствующие значениям Т -у, и Pjy, появляются одновременно на первом и втором выходах блока 5. 3 начальном состоянии на первом выходе дешифратора 17 и, соответственно, на входе элемента И 6 с перым порядковым номером присутствует высокий потенциал, поэтому значения Т , подаваемые с выхода блока 5 на первый вход элемента И 6, npo ходят на вход первого блока 7 нелинейного преобразования, соответствующего первой из подсистем рассматриваемой системы (изделия). В этом случае каждый из узлов 20 или 21 работает следу ющим образом.

Перед началом работы в первые А( запоминающие элементы 23 записываются по порядку значения Т „ ,

или (для узла 21) Р () ,

(А |

«А,

).

В следующий запоминающий элемент 23 ничего не записывается, его содержимое равно 0. Затем в последующие А элементы 23 записываются значения Та, ..., T1Ai (или Рг, , . . . , ) t затем - вновь 0, и т.д. I раз. В процессе работы устройства импульсы с выхода генератора 4 поступают на вход распределителя 24 импульсов, с выходов которого последовательно по- даются на входы запоминающих элементов 23, Сигнал, соответствующий содержимому элемента 23, на который поступил импульс опроса, поступает на вход элемента ИЛИ 25 и с его вы- хода - на выход блока. Импульс,, поступающий на вход блока с выхода элемента 19 задержки, проходит на вход распределителя импульсов и возвращает его в исходное состояние, подготавливая тем самым блок 5 к анализу очередной подсистемы.

Значения функции Р; (t) для i и 1 через элемент ИЛИ 8 засылаются в интегратор 9. Верхний предел интегри- роваиия определяется текущим значением первого выхода блока 5. С интегратора сигнал, соответствующий величине

Пи

i P;(t)dt,

поступает на вход блока 10 деления, на другой вход которого поступает текущее значение Т- с блока 5 памя- „ ти. На управляющий вход блока 10 деления и на вход блока 11 умножения подается сигнал, соответствующий значению Pjh- Д1151 блока 10 этот сигнал

5

является управляющим, для блока 11 - информационным. Длительность его задержки на элементе 2 равна времени прохождения сигнала через блок 7, элементы 6 и 8 и интегратор 9. При появлении сигнала на входе блока 10 деления осуществляется считывание результата деления, соответствующего значению

Т

J

0

S 0 0

кг;() - I p. (t)dt/TJh

о

Это значение подается на вход блока 11 умножения, с выхода которого сигнал, соответствующий произведению

pi lKr;(Tjh),

записывается в запоминающий элемент 12.

При появлении на выходах блока 5 новых значений Tjhl) , Pjv( описанный цикл работы устройства повторяется. Новое значение произведения Pjhtt КГ; (Т j у,, ) записывается в запоминающий элемент 12 и суммируется с его содержимым. После того, как найдены значения Р K;(T ) для всех hCH , в накопителе находится значение

)

heH

7 p,

После того, как из блока 5 считаны значения Р-у, и Tjh для всех hCHj , следующий тактовый импульс с генератора 4 вызывает появление импульса на одном из выходов блока 5. Этот импульс увеличивает на единицу содержимое счетчика 14, и оно становится рапным номеру j проанализированного вида обслуживания. Этот же импульс через второй элемент 3 задержки проходит на стробирующий вход блока 13 сравнения. С приходом этого импульса в блоке 13 осуществляется сравнение значения Кг: , подаваемого с выхода накопителя, со значением показателя готовности для предыдущего вида обслуживания Кг;;.( .На первом шаге вычислений эначение Кг;j сравнивается с нулем. Если Кг;рКг-, , то на выходе блока 13 появляется импульс и подается на вход второго блока 15 памяти. С приходом этого импульса в блоке 15 осуществляется запоминание номера j, подаваемого на вход блока 15 с выхода счетчика 14. Благодаря наличию элемента 3 задержки изменение

содержимого счетчика 14 происходит раньше, чем появляется импульс на выходе блока 13,

Таким образом, после анализа всех 1 видоп технического обслуживания :- блоке 15 памяти присутствует значение j% при котором значение К. максимально. После прихода на счетчик 14 Т-го импульса на его втором вы- ходе появляется илпульс переполнения. По срезу этого импульса осуществляется считывание значения j° с выхода блока 15 Ј регистратор 16. С приходом этого -сигнала на регистраторе осуще- сгвляется также Фиксация того номера выхода дешифратора 17, на котором присутствует в данный момент высокий потенциал. Это означает, что на регистраторе зафиксированы номер подсисте- мы (в данном случае - первый) и соответствующий этой подсистеме наилучший из возможных вид техннчесчого обслуживания .

Импульс переполнения с выхода пер- вого счетчика 14 через третий элег.ент 19 задержки проходит на второй счетчик 18, увеличила его содержимое на единицу. Длительность задержки импульса на элементе 19 выбирается такой, чтобы импульс на его выходе появлялся после завершения процедуры регистрации в блоке 16, После увеличения содержимого счетчика 18 высокий потенциал присутствует на втором выходе де- шифратора 17, и сигналы с выхода блока 5 проходят через элемент И 6 с порядковым номером 2 нэ второй блок 6, реализующий функцию Pn(t). Импульс с выхода элемента 19 задержки устанав ливает в первоначальное состояние счетчик 14, блок 13 сравнения и первый блок 5 памяти, подготавливая их к выбору вида обслуживания второй подсистемы. Затем цикл работы устройства повторяется.

Максимальная разрядность второго счетчика 18 устанавливается равной числу подсистем в изделии, поэтому поели завершения выбора видов обслуживания дая всех подсистем на втором выходе счетчика 18 появляется импульс, по которому прекращается работа генератора 4. На регистраторе 11 зафиксированы возможные виды технического обслуживания изделия (системы) и номер- - подсистем, соответствующие каждому из в г-доз обслуживания. Тем самым

.Q

5 0 ,- л $

0

5

решается задача оптимизации технического обслуживания изделия (системы). Блок 5 памяти работает следующим образом. В первый 20 и второй 21 блоки запоминающих элементов записываются значения Т ;h и P h соответственно с выходов блока 1. После записи этих значений для каждого вида обслуживания в оба блока записывается 0, затем осуществляется запись T. t и Р Для следующего вида обслуживания и ТоД. В процессе работы устройства импульсы с выхода генератора 4 поступают одновременно на блоки 20 и 21 и на их выходах появляются соответствующие значения Tjj, и Pjh- Если с приходом очередного тактового импульса сигнал на выходе блока 21 отсутствует (это соответствует ситуации, когда считывание значений Tj и Pjy, для очередного вида обслуживания завершено), появляется импульс на выходе индикатора 22 нуля, который проходит на вход второго элемента 3 задержки и первого счетчика 14. После завершения считывания всех Тj и Pjh для очередной подсистемы и обработки этих значений в устройстве импульс с выхода элемента 19 задержки поступает в блоки 20 и 21, возвращая их в первоначальное состояние и подготавливая тем сам-чм к цикли считывания значений Т : и Fj(, для следующей подсистемы.

Таким образом, устройство позволяет учитывать случайный разброс значений периодов проведения технического обслуживания сложных изделий (систем) и за счет этого повысить точность определения параметров обслуживания. Более точный и обоснованный выбор объемов технического обслуживания позволяет улучшить на- дежность систем, снизить нежелательные воздействия обслуживающего персонала на те узлы аппаратуры, которые в профилактике не нуждаются, снизить затраты материальных, временных, людских ресурсов на проведение профилактических и ремонтных мероприятий.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее блок сравнения, блок ввода информации, первые выходы которого соединены с

первыми входами блоков нелинейного преобразования, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого через интегратор соединен с первым входом блока деления, второй выход блока ввода информации подключен к первому входу первого счетчика третий выход блока ввода информации соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, первый выход второго счетчика подключен к входу дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами регистратора и с соответствующими первыми входами элементов И, выходы которых подключены к вторым входам блоков нелинейного преобразования, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом блока деления,отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены блоки памяти, элементы задержки, блок умножения и запоминающий элемент, четвертые выходы блока ввода информации соединены с первыми входами первого блока памяти, первый выход которого подключен к второму входу первого счетчика и через второ элемент задержки - к первому входу

блока сравнения, выход которого соединен с первым входом второго блока памяти, выход которого подключен к второму входу регистратора, второй вход первого блока памяти объединен с входом второго счетчика, с вторым входом блока сравнения, с третьим входом первого счетчика и подключен к выходу третьего элемента задержки, выход первого счетчика подключен к входу третьего элемента задержки и к второму входу второго блока памяти, третий вход которого соединен с вторым выходом первого счетчика, второй выход второго счетчика подключен к второму входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с третьим входом первого блока памяти, второй выход которого подключен к входу первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом блока умножения, третий выход первого блока памяти соединен с вторыми входами элементов И, с третьим входом блока деления, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выход которого через запоминающий элемент соединен с третьим входом блока сравнения.