Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия Советский патент 1991 года по МПК G07C3/10 

Изобретение отмоется к юнтрол ) и может быть использовано в научних исследованиях итохн йке где гррПуетсп Эход ть оптимапьные периоды тех ичесг 01с o6rnv- жмван-ifl изделий ихюто ног ькцелевсму Функчи нипочйчию

кчоЬрсте « «ч - повышениг тсчно- CTVI устройства за сн тия чопущ чия что госли восстачпвл ни изделие cia ю- зится новчм

Многие тex lичecкиe системы (изделия) функционирую, ь гак дежурном Перевод чти изделий в режем целевого фум«1,иоь пованир ть звочч ся в такой-ю, гозможно и м времени На/.и v от Э в ИЗЛРПИИ Р о г от момент приводит к срычу выпэл е ия целевой задачи

Для поддерхания изделий в рг эогоспо- собном состоянии они периодически пп вергаются техническому обслужиеянию, заключающемуся в контроле состояния, и ремонте пои обчаружеч и отказа

. хапа тзри-ПИАЛОЙ из,гепий, н/щих в режиме, является коэ 1 эт i /i, который для рас- смгтривае ы -зг ии N ожет быть спреле лен с Ю tiouiPni e,С

-T«i

гг ф %реднее iiO , о- HI- ,, ис зде ,ич т е ПРМЯ в ть-оние к торого око йыгюяняег ;л i может (гпт во) .1Ь полн1.ь целую задз«у

1 зздам1 ое время фучкцмочирования (оп з( е pc .vpc изделия, е течение кп-опого изделие не опько способно гы- по,тч«т fi пи t-очтсп яет целевую задачу, но и нччод гя п сосали:..1 откчза Онтроля и тex ическсго осслу иванит

Если контроль и техни ос,ко° обслужи- аание Г«РПВОЛ ITB часто, тес мэпым периодом, rj зн эчи рлоная ч-зсть рзсурсз Т оасходовать т ча обслуживание, и время ПСЛРЗМОГО функционирования Тф 6v

дет мало. Следовательно, малым будет и коэффициент готовности.

Если контроль и техническое обслуживание проводить очень редко, т. е. с большим периодом, тогда изделие может длительное время находиться в состоянии отказа и время Тф будет опять малым, следовательно, и Кг будет мал.

Отсюда следует, что существует такой оптимальный период контроля и технического обслуживания, при котором коэффициент готовности изделия достигает максимального зночения. Естественным стремлением япллется нахождение этого оптимального периода.

Пусть изделие должно постоянно функционировать (выполнять целевое назначение) или находиться в состоянии дежурства D течение времени Т, где время Т выступает как ограниченный ресурс, который расходуется изделием на полезное (целевое) функционирование, на нахождение изделия в состоянии отказа, на восстановление отказа и на контроль и техническое обслуживание. Известно также, что на каждый контроль и техническое обслуживание изделия в среднем расходуется время у. Конт- роль и техническое обслуживание осуществляется с периодичностью т, отказы, возникающие на периоде г обнаруживаются только в результате контроля. На восстановление изделия при возникновении отказа в среднем расходуется время 9 Изделие, находящееся в состоянии отказа, контроля и технического обслуживания, а также восстановления, не может выполнять целевое назначение.

Уравнение баланса на ресурсе Т можно записать в следующем виде

.т + у

у +

ПМт)

пуассоновский процесс. Следовательно,

т - / Я (S)dS, где Я (S) есть интенсиво

ность отказов изделия в момент времени S. Так как изделие является высоконадежным объектом и Т xi r, xi у ,то значение первого и второго слагаемых уравнения баланса, с учетом погрешности, можно записать в следующем виде:

. JLjJT

1 -c+Y

I

О)

Е;Г( )JI«Ј lr r ,

1 1 ii

Используя выражения (1) ч (2), уравнение баланса можно записать

йН+(+5)-Е1к(1)

(3)

Выразив из этого выражения Тф и подставив его значение в формулу Кг, получим

- +Ј+(W)

/A(e)./A(8)ds.(4)

Анализируя выражение (4) видно, что первые три слагаемых не зависят от т, поэтому Кг как функцию от т можно представить в следующем виде:

(.+г-) +

.т+у. + 9- (Т),

где г-период проверки изделия;

у- длительность контроля и технического обслуживания изделия;

в- длительность ремонта изделия; х| - математическое ожидание времени до i отказа

(Т) - математическое ожидание количества отказов за Т.

Так как после каждого отказа проводится лишь минимальный ремонт, то известно, что {«(Т); 0 Т } представляет из себя

Кг(г) /A(s)dS, (5) где С равно:

+Ј+Ј -Ь(..

При конечных значениях в и у при т- 0 второе слагаемое выражение (5) возрастает, следовательно, Кг (г) уменьшается. При увеличении т наоборот, возрастает третье слагаемое выражение (5). Следовательно, существует такой оптимальный период т контроля л технического обслужевания изделия, при котором Ki (Г) принимает максимальное значение.

Предложенная модель нахождения оптимального т, дос являющего максимум Кг, реализована аппаратурно в виде устройст- P.S. Таи кзч целью является не нахождение Кг, Р определение оптимального периода контроля и технического обслуживания, то значение С не вычигляется.

На чертеже приведена схема ,-ое.цло- жэпного vcTponciRa,

Устройство содержит датчик 1 времени (генератор ступенчатого напряжени), первый сумматор 2, второй сумматор 3, блок 4 нелинейности, интегратор 5, пер- вый блок 6 депеник, второй блок 7 деления, блок 6 умножения первый регистр 9, второй регистр 10, блок 11 сравнения, ключ 12, регистратор 13.

Устройство работает следующим обра зом.

Датчик 1 времени с шаюм А г задает в порядке нарастания последовательность возможных значений интервала т контроля и технического обслуживания изделий т -1 - 1 + Аг где i 1, 2 .. N При каждом очередном значении т из блока А нелинейности выбирается функция л(S) и засылается в интеграюр 5. С второго входа устройства значение верхнего предела интегрирования Т подается на второй вход интефатсра 5 и на первый оход первою блока 6 деления С второго выхода датчика 1 времени значение времени т подается на первый вход первого сумматора 2 и агорой вход первого блока 6 деления. На второй вход сумматора 2 и второй вход слока 7 с первого входа устоойсгвг посту яс;т з.тз- чение времени / С выхоца блока о ние Т|,-2Т ( подается ia ьторой вхсл блокд 3 умножения на первой вход которого с выходи ипт.-рзтог- S3 поет/г.г

г ет значение j / (Ods (7)

о

С выходя б юкг-i 3 П|Ю1 эведение выражений (6) и (7) помугсч-т ча первый вход второго сумма с рл .

С выход;.; 2 ; начшие Г: -1 у iio.гупапт на первый оход етэрэго блока 7 деления, на второй -лод котирогс с псового входа vcTponcrr. -: посгунарт знача:те у С выхода блонг / ...jMGi .ne у/(г, -г-у)(Ш покупает на второй Б од сумматора 3, с выхода которою суммт ITырзжпния (Qi и произведи- ния выражений (6) и ;7) при заданном датчиком времени 1 значении т заем лается на вход пергюго регистра 9 и на второй вход блока 11 сравнения.

При этом ранее занесенное в первый регистр 9 значение

перегыпяется во второй регистр 10 и затем поступает на первый вход блока 11 сравнения.

8 исходном состоянии, перед началом работы устройства оба регистра переведены е нулевое состояние. В последующем, при передаче информации с первого pei ист- ра нэ сгорой. ранеа зэписянняя по второй регистоинформацир уничтожается. В блоке 11 сравнения после выдачи датчиком 1 времени очередною значения п сравниваются мохду собой дае величины:

J4 ЈЈ(,)„

25

fj;7+i/A,S)ds,

одна из которых соответствует текущему значению, Г; а - ппед иестг. ующему г, - i .

Еспи в результат такою срзьнении окз жетсн, что

Уг, - г ,

- -.:--.--- / л 3}с.ь -

а6ri-i-4-y Т

V,.. г i с,Пс, г, -/ 2 i ,

4ri то с перппго пыхог.: jflOK-j сравнения вы;1 ет,я уграплчю щ-и сигнал на вход .э 1 i ргмрщ: рззооч. р.гщий выдачу очередиого значения t s гм пнвном случае, т Р. . спи.

,к) Hs

Y т, i-y

2 Т

с вг-jporc вну ода б.чокэ 11 срэпчения пида- i v fruio-ou viH сиги я л ча схем1/ совпа- ПРНП v, эчрмг.ние г - i Гспт с третьего з чо, датчика I поступэр.т на вы- xo. i .трлторп 3 Работе у:трой-тпа на 5тг.- -. ззроршаетп. Таю/м образом, предложен чое УСТРОЙСТВО ПО ВОЛЯСТ ПОВЫСИ ЬТОЧnCi t- :)рределенип ог--имальисго периода

технического обслуживания изделия за счет учета выработки ресурса. При выборе периода контроля и технического обслуживания, отличного от Гопт значение коэффициента готовности уменьшится на величину

- Г)

J

2Т

т

/ Я (s) ds (Гспт ) (Т + У)

где т- период контроля и технического обслуживания пои условии, что после восстановления изделие становится новым.

Частота контроля и технического обслуживания изделия с учетом старения будет больше, чем частота контроля и технического обслуживание при условии, что изделие после восстановления становится новым. Следовательно, экономический эффект Сэ от внедрения изобретения по сравнению с базовым объектом можно оценить величиной потерь из-за несвоевременного выполнения работ изделием, находящимся в состоянии необнаруженного отказа.

Этот аффект выражается соотношением

t 9

I/ . г / I Г

Кн Г0пт r)U°где Сн - величина удельных потерь при невыполнении изделием работ;

Кн - нормирующий коэффициент;

Сто - затраты нз проведение одноразового контроля и технического обслуживания.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания

изделия, содержащее датчик времени, первый выход которого соединен с входом первого сумматора, второй выход датчика времени через блок нелинейности подключен к первому входу интегратора, второй

вход которого является первым входом устройства, выход интегратора соединен с первым входом блока умножения, выход первого регистра через второй регистр подключен к первому входу блока сравнения,

второй вход которого объединен с входом первого регистра, первый выход блока сравнения подключен к входу датчика времени, третий выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключей к выходу блока сравнения, выход ключа соединен с входом регистратора и второй сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены первый и второй блоки

деления, первый выход датчика времени соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого является первым входом устройства, выход первого блока деления подключен к второму входу

блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, первые входы первого сумматора и второго блока деления объединены и являются вторым входом устройства, выход второго блока деления подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра.