Устройство для учета и контроля времени оптимального периода технического обслуживания изделия Советский патент 1991 года по МПК G07C3/08 

Изобретение относится к устройствам контроля, может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определять оптимальные периоды технического обслуживания изделий, их среднее время полезного функционирования на заданном ресурсе и дисперсию времени полезного функционирования, и является усовершен- ствованием устройства по авт.св. Р 758210.

Целью изобретения является повышение и расширение информативности устройства за счет определения диспер- сии среднего времени полезного функционирования изделия при обслуживании его периодом, доставляющим максимум среднему времени полезного функционирования изделия.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Если изделие обладает запасом ограниченного ресурса R,B режиме нормального функционирования и в состоя- нии отказа оно расходует в единицу времени в среднем С единиц ресурса, а за каждый сеанс технического обслуживания изделия расходуется N единиц ресурса, то уравнение балан- са по ресурсу R запишется в виде

нирования издели на периоде о.

Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию максимума среднего времени полезного функционирования изделия формулируется следующим образом: найти такой период Ј, при котором

Тв(Ј) пах -,(). Именно такая

задача решается известным устройством.

Однако при эксплуатации изделий со случайной величиной времени полезного функционирования важно знат не только значение средней величины времени полезного функционирования, но и дисперсию среднего времени полезного функционирования изделия.

Дисперсия D(Ј) среднего времени полезного функционирования изделия, если изделие обладает ресурсом R и обслуживается периодом Ј,с учетом теории вероятности определяется по формуле д

D(0) - (t -L,)- i(t) dt + 0

+ Ј -)2 P(C), (i)

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется определить оптимальные периоды технического обслуживания изделий. Цель изобретения повышение информативности устройства. Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, первый и второй интеграторы 3 и 13, с первого по пятый блоки умножения 4, 6, 12, 16 и 21, блок 5 деления, первый и второй сумматоры 7 и 17, первый и второй элементы 8 и 20 задержки,блок 9 сравнения, первый, второй я третий коммутаторы 10, 18 и 19, формирователь 11 линейного напряжения, преобразователь 14 напряжения в длительность импульса и одновибратор 15. Особенность устройства состоит в том, что оно, не снижая возможностей прототипа, позволяет найти максимальное среднее время полезного функционирования изделия и дисперсию времени полезного функционирования изделия на заданном ограниченном ресурсе. 1 ил. to с S «ч

N(C« 4- g) « R,

где О - период между сеансами

технического обслуживания; N - число сеансов технического обслуживания. Из уравнения баланса следует

N a сТГГ

Поскольку момент наступления отказа в изделии случаен, то, используя плотность распределения времени безотказной работы f(t), находят выражение для среднего времени полезного функционирования изделия на ресуре R:

T

N Г t - f(t) dt +

t + Ј. P (Ј) N f P(t) dt

«

где ф p(t)dt - среднее время по 9

летного функциоПроводят несложные преобразования выражения (1). 35 Преобразовывают первое слагаемое:

5

0

0 о

j(.-if, -f(e)-t.

Г 1

(t Г i .I

Г1dt J

t r.

fdP(c) 1

Д-тг-J

x dc - 2

dt +

t,

-2 2 + 2 | t.P(c) dt -tj ;

1

dt - -P(2) (Ф г

p

Я %Z

j (t -) f(t) dc - -Ptf) (« +

л2

+ 2 J -t P(c) dt - t

f

V

Подставив результат преобразования первого слагаемого в выражение (1), получают

D(C) стЬ 2 J c-p( .

16

(2)

гч Ј., + &Јr

Выражение (2) позволяет найти дисперсию полезного функционирования изделия, то есть величину отклонения от среднего времени полезного функционирования, если изделие обслуживать периодом Ј, а ограниченный ресурс из делил равен R. .

Устройство позволяет аппаратурно реализовать рассмотренную модель.

Устройство содержит датчик 1 времени, блок 2 нелинейности, первый интегратор 3, первый блок 4 умножения, блок 5 деления, второй блок 6 умножения, первый сумматор 7, первый элемент 8 задержки, блок 9 сравнения первый коммутатор 10, формирователь

11линейного напряжения, третий блок

12умножения, второй интегратор 13, преобразователь 14 напряжения в длительность импульса, одновибратор 15, четвертый блок 16 умножения, второй сумматор 17, второй и тр.етий коммутаторы 18 и 19, второй элемент 20 задержки и пятый блок 21 умножения.

Устройство работает следующим образом

Датчик 1 времени задает в порядке нарастания с шагом последовательность возможных значений периода технического обслуживания изделия:

«J

где j 1, 2, 3,...; Ј0 0.

Л

Значение tj с выхода датчика 1 времени поступает на вход преобра- зователя 14, на первый вход первого блока 4 умножения и на первый вход блока 2 нелинейности. В первом блок 4 умножения параметр С, поступающий с третьего входа устройства, перемн жается с текущим значением tj. Результат перемножения с Ј поступает на первый вход первого сумматора 7, где суммируется с параметром g, поступающим с второго входа устройст- ва. Сигнал cЈj + g с выхода первого сумматора 7 поступает на первый вход блока 5 деления, на второй вход которого с первого входа устройства поступает параметр R. Результат деления

К

R

j - с

15

55

76136

соответствующий числу сеансов технического обслуживания изделия на ресурсе R, если изделие обслуживать с периодом Ј: , с выхода блока 5 деления поступает на вторые входы второго и пятого блоков умножения б и 21. Б преобразователе 14 амплитудное значение сигнала Ј: преобразу л,

ется в импульс длительностью t j . .

Этот импульс с выхода преобразователя 14 поступает на входы блока 2 нелинейности, одновибратора 15 и формирователя 11 линейного напряжения.

В блоке 2 нелиейности реализуется функция Р(с) на интервале Јо,ФП. Сигнал P(t) с выхода блока 2 нелинейности поступает на второй вход третьего блока 12 умножения и на информационный вход первого интегратора 3.

С выхода первого интегратора 3 сигнал

f- /п1

ъ

J Р(с) dt

соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия на периоде ь., поступает на первый вход второго блока 6 умножения и на первый и второй входы четвертого блока 16 умножения.

Результат перемножения t & , с выхода четвертого блока 16 умножения поступает на третий вход второго сумматора 17. По управляющему сигналу с выхода преобразователя 14 формирователь 11 формирует функцию U(t) t (генератор линейно-изменяющегося на- пряжения) на интервале Значение t с выхода функционального формирователя 11 поступает на первый вход третьего блока 12 умножения. Результат перемножения (t) на интервале Jj0,j3 поступает на информационный вход второго интегратора 13. С выхода второго интегратора 13 сигЈ

нал

dt поступает на первый и второй входы второго сумматоЪ

ра 17. Результат суммирования 2J с х

о

)

х P(t) dt - tъ с выхода второго сумматора 17 поступает на первый вход пятого блока 21 умножения, где

перемножается с сигналом Nr. Результат перемножения

C

ъ

.- Г2 г Ч. j+ s L i pet) dt - с.

Л

«ч.

соответствующий дисперсии времени полезного функционирования изделия, если его обслуживать с периодом ь . , поступает через второй элемент 20 задержки на информационный вход третьего коммутатора 19.

Во втором блоке 6 умножения вычис- ляется среднее время полезного функционирования изделия Т™: N Г - ср. . Сигнал Т д,. с выхода второго блока 6 умножения поступает непосредственно на первый вход и через первый эле- мент 8 задержки на второй вход блока 9 сравнения. В блоке 9 сравнения сравниваются между собой две величины Тер; и Тф- , Соответственно для Ј« и . Ло з аднему фронту управляющего сигнала с выхода преобразователя 14 запускается одновибратор 15. На выходе одновибратора 15 управляющий сигнал появляется через время Ј{ , т.е. в момент окончания процесса вы- числения Тл«. Этот управляющий сигна управляет работой блока 9, т.е. разрешает произвести сравнение сигналов1 на его входах Если в результате сравнения окажется,что Tq,- Tmj,, то на первом выходе компаратора 9 появится управляющий сигнал. По этому сигналу первый и второй интеграторы 3 и 13 приводятся в исходное нулевое состояние, в первом и втором элементах 8 и 20 задержки сигнал с входа переписывается на выход, а датчик 1 времени выдает очередное значение периода технического обслухива- вдя и весь цикл вычисления ТФ.Н повторяется.Если : Тд, , } то управляющий сигнал появляется на втором выходе компаратора 9, который поступает на управляющие входы первого, второго и третьего коммута- торов 10, 18 и 19. С второго выхода датчика 1 времени на информационный вход первого коммутатора 10 поступает значение периода , . В результате с выхода первого коммутато

ра 10 на первый выход устройства поступает значение оптимального периода технического обслуживания издеЛИЯ

ЛК- Л.

u -CM. Значение Тер.., с вы

Q 5 o ,. л $ „

5

хода первого элемента 8 задержки поступает на информационный вход вто- .рого коммутатора 18. С выхода второго коммутатора 18 на второй выход устройства поступает среднее время полезного функционирования изделия ТФ(С), если его обслуживать оптимальным периодом 6 . С выхода третьего коммутатора 19 на третий выход устройства поступает значение дисперсии времени полезного функционирования изделия, если его обслуживать оптимальным периодам Ј Т)(Ј. На этом работа устройства заканчивается.

Формула изобретения

Устройство для учета и контроля времени оптимального периода технического обслуживания изделия по авт.св. № 758210, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, в него введены третий, четвертый и пятый блоки умножения, второй интегратор, второй сумматор, второй элемент задержки, второй и третий коммутаторы,формирователь линейного напряжения, преобразователь напряжения в длительность, импульса и одновибратор, первый вьн ход датчика времени через преобразователь напряжения в длительность импульса соединен с вторым входом блока нелинейности и в входами формирователя линейного напряжения и одновибратора, выход которого подключен к управляющему входу блока сравнения, второй выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего коммутаторов, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, выход первого элемента задержки соединен с информационным входом-второго коммутатора, выход формировате- ля линейного напряжения подключен к первому входу третьего блока умножения, выход которого соединен с информационным входом второго интегратора, выход которого подключен к первому и второму входам второго сумматора, выход которого соединен с первым входом пятого блока умножения, выход которого подключен к информационному входу второго элемента задержки, выход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора, выход блока деления подклю9 1647613 О

чен к второму входу пятого блока ум-к первому и второму входам четвертоноженяя, первый выход блока сравне-го блока умножения, выход которого

ния соединен с управляющими входамисоединен с третьим входом второго

первого и второго интеграторов, пер- сумматора,выход блока нелинейности

вого и второго элементов задержки,подключен к второму входу третьего

выход первого интегратора подключенблока умножения.