Устройство для определения требуемого ресурса технического изделия Советский патент 1992 года по МПК G06N1/00 

Изобретение относится к устройствам контроля (может быть отнесено к моделирующим устройствам) и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий, кратность их резервирования и обьемы материальных запасов, которые необходимо для функционирования изделий в течение заданного времени.

Известно устройство, содержащее датчик времени, блок нелинейности, интегратор, регистратор, два блока деления, три блока умножения, два ключа и сумматор. Оно позволяет находить оптимальный по критерию готовности период технического обслуживания изделия, значение материального запаса, необходимое для активного

функционирования изделия в течение заданного времени.

Недостатками данного устройства являются низкая точность, так как оно не позволяет учитывать различие в расходе материального запаса прм контроле работоспособности и при ремонте изделия, ограниченная информативность, поскольку оно не позволяет определять кратность резервирования изделия, и низкое быстродействие, так как определение искомых величин осуществляется за несколько циклов работы устройства.

Известно также устройство, содержащее датчик времени, блок сравнения, блок нелинейности, интегратор, три элемента задержки, три ключа, регистратор, три сумматора, два блока умножения и два блока деления. Оно позволяет находить оптимальный по критерию готовности период технического обслуживания изделия, значение коэффициента готовности, который будет иметь изделие в процессе эксплуатации.

Недостатками данного известного устройства являются узкая область применения, поскольку оно не позволяет находить требуемое значение материального запаса для функционирования изделия в течение заданного времени и кратность резервирования, и низкое быстродействие, так как вычисление искомых величин осуществляется за несколько циклов работы устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство содержащее три блока умножения, сумматор, блок нелинейности блок деления, интегратор, датчик времени, два элемента задержки, два ключа, два элемента памяти, компаратор и одновибратор. Оно позволяет находить оптимальный период обслуживания технического изделия, коэффициент готовности и среднее значение времени полезного функционирования технического изделия.

Недостатками известного устройства являются низкие функциональные возможности, так как оно не позволяет находить объем материального запаса и кратность резервирования, необходимые для функционирования технического изделия в течение заданного времени.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем определения объема материального запаса и кратности резервирования технического изделия, необходимых для функционирования его в течение заданного времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее три блока умножения, сумматор,блок задания экспоненциальной функции, блок деления, интегратор, генератор линейно изменяющегося напряжения, компаратор, формирователь импульса, два элемента памяти и два ключа, выходы которых являются выходами устройства для выдачи результатов расчета оптимальных периода контроля изделия и кратности резервирования, информационные входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго элементов памяти, а управляющие входы ключей и первого элемента памяти связаны с выходом формирователя импульса, вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого соединен с выходом первого блока деления, вход делимого которого связан с выходом интегратора, вход которого и входы первых сомножителей второго и третьего блоков умножения подключены к выходу блока задания экспоненциальной функции, выход третьего блока умножения соединен с входом первого слагаемого первого сумматора, вход второго слагаемого которого связан с выходом генератора линейно изменяющегося напря-. жения. вход первого сомножителя первого

0 блока умножения подключен к первому входу устройства для задания параметра вычислений, второй вход устройства для задания параметра вычислений соединен с входом второго сомножителя второго блока

5 умножения, третий вход устройства для задания параметра вычислений связан с входом второго сомножителя третьего блока умножения и с входом третьего слагаемого первого сумматора, выход которого подключен к входу делителя первого блока деления, введены второй и третий сумматоры, второй блок деления, четвертый и пятый блоки умножения, третий элемент памяти и третий ключ, выход которого является выходом устройства для выдачи результатов расчета материального запаса, информационный вход третьего ключа соединен с выходом третьего элемента памяти, а управляющий вход и управляющие входы второго и третьего элементов памяти связаны с выходом формирователя импульса, информационный вход третьего элемента памяти подключен к выходу четвертого блока умножения, вход первого сомножителя которого соеди5 нён с выходом второго сумматора, вход второго сомножителя четвертого блока умножения, вход первого слагаемого третьего сумматора и вход первого сомножителя пятого блока умножения связаны с выходом

0 второго блока деления, вход делителя которого подключен к выходу первого сумматора, входы первого и второго слагаемых второго сумматора соединены с выходами первого и второго блоков умножения, а вход

5 третьего слагаемого - с вторым входом устройства для задания параметра вычислений, вход второго сомножителя пятого блока умножения связан с выходом блока заданмя экспоненциальной функции, выход

0 генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к информационному входу первого элемента памяти и к входу второго сомножителя первого блока умножения, четвертый и пятый входы устройства

5 для задания параметров вычислений соединены с входом четвертого слагаемого второго сумматора и с выходом делимого второго блока деления, вход устройства для задания требуемого значения коэффициента готовности изделия связан с вторым входом компаратора, вход запуска устройства подключен к входам запуска блока задания экспоненциальной функции и генератора линейно изменяющегося напряжения, информационный вход второго элемента памяти соединен с выходом третьего сумматора, вход второго слагаемого которого связан с выходом пятого блока умножения. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 блоки умножения, первый сумматор 4, блок 5 задания экспоненциальной функции, первый блок 6 деления, интегратор 7, генератор 8 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 9, формирователь 10 импульса, первый элемент 11 памяти, первый ключ 12, второй элемент 13 памяти, второй ключ 14, второй сумматор 15, второй блок 16 деления, четвертый блок 17 умножения, пятый блок 18 умножения, третий сумматор 19, третий элемент 20 памяти и третий ключ 21. Устройство работает следующим образом. По сигналу Пуск, поступающему с входа запуска устройства на входы запуска блока 5 задания экспоненциальной функции и генератора 8 линейно изменяющегося напряжения, последние два одновременно начинают работать. На выходе генератора 8 линейно изменяющегося напряжения формируется сигнал t, который поступает на информационный вход первого элемента 11 памяти, на вход второго слагаемого первого сумматора 4 и на вход второго сомножителя первого блока 1 умножения. Блок 5 задания экспоненциальной функции формирует функциональную зависимость вероятности P(t) безотказной работы изделия за время t и постоянной интенсивности отказов Я, P(t) е , которая поступает на входы первых сомножителей второго 2 и третьего 3 блоков умножения, на вход второго сомножителя пятого блока 18 умножения и через интегратор 7 на вход делимого первого блока 6 деления. В результате на входе делимого первого блока 6 деления находится среднее значение времени полезного функционирования технического изделия Тф P(x)dx между очередными сеансами контроля работоспособности изделия, если сеансы контроля проводить через время t. С третьего входа устройства на вход второго сомножителя третьего блока 3 умножения и вход третьего слагаемого первого сумматора 4 поступает значение параметра Гв среднего значения времени восстановления работоспособности изделия в случае возникновения отказа. Результат перемножения rBP(t) с выхода третьего блока 3 умножения поступает на вход первого слагаемого первого сумматора 4. Значение сигнала t + Гв 1 - P(t) с выхода первого сумматора 4 поступает на входы делителей первого 6 и второго 16 блоков деления. На вход делимого второго блока 16 деления с пятого входа устройства поступает значение параметра Тс - заданного времени активного функционирования изделия. Результат деления + Гв 1 - P(t)} N(t), соответствующий среднему значению числа сеансов контроля работоспособности изделия за время Тс, если изделие контролировать с периодом t, с выхода второго блока 16 деления поступает на вход второго сомножителя четвертого блока 17 умножителя, на вход первого слагаемого третьего сумматора 19 и на вход первого сомножителя пятого блока 18 умножения. С второго входа устройства на вход третьего слагаемого второго сумматора 15 и на вход второго сомножителя второго блока 2 умножения поступает значение параметра Се- Тв среднего значения материального запаса, расходуемого при восстановлении работоспособности изделия в случае обнаружения отказа. Результат перемножения P(t) с выхода второго блока 2 умножения поступает на вход второго слагаемого второго сумматора 15. С четвертого входа устройства на вход четвертого слагаемого второго сумматора 15 поступает значение параметра g - среднего значения материального запаса, расходуемого на один сеанс контроля работоспособности изделия. С первого входа устройства на вход первого сомножителя первого блока 1 умножения поступает значение параметра С - среднего значения материального запаса, расходуемого изделием в единицу времени в процессе его функционирования. Значение сигнала C-tc выхода первого блока 1 умножения поступает на вход первого слагаемого второго сумматора 15. Значение сигнала С t + g + Св. ТвХ X 1 - P(t) с выхода второго сумматора 15 поступает на вход первого сомножителя четвертого блока 17 умножения. Результат перемножения R(t) N(t){C t + g + Св Гв 1 - P{t)}, соответствующий значению материального запаса, который необходим изделию для активного функционирования в течение заданного времени Тс, если изделие обслуживать с периодом t, с выхода четвертого блока 17 умножения поступает на информационный вход третьего элемента 20 памяти,

Значение сигнала N(t) P{t) с выхода пятого блока 18 умножения поступает на вход второго слагаемого третьего сумматора 19.Значение n(t) N(t)1 - P(t), соответствующее кратности резервирования (среднему числу резервных элементов), необходимой для функционирования изделия в течение заданного времени Тс , если изделие обслуживать с периодом t, с выхода третьего сумматора 19 поступает на информационный вход второго элемента 13 памяти. Результат деления Kr{t) Тф/{1 + Гв 1 - P(t)}, соответствующий коэффициенту готовности изделия, если его обслуживать с периодом t, с выхода первого блока 6 деления поступает на первый вход компаратора 9, на второй вход которого с входа устройства для задания требуемого значения коэффициента готовности изделия поступает значение параметра Кг - заданного коэффициента готовности изделия.

В компараторе 9 сравниваются между собой два значения Kr(t) и Кг. В какой-то момент времени to Kr(t) Kr(to) становится равным Кг и на выходе компаратора 9 появляется управляющий сигнал, который запускает формирователь 10 импульса. Сигнал с выхода последн его поступает на управляющие входы трех элементов 11, 13 и 20 памяти и трех ключей 12,14 и 21. Факт появления этого импульса означает, что найден оптимальный период контроля изделия.

По фронту импульса с выхода формирователя 10 импульса в элементах 11, 13 и 20 памяти запоминаются значения входных сигналов в момент времени to и через соответствующие открытые ключи 12, 14 и 21 поступают на выходы устройства. В результате с выхода первого ключа 12 поступает

оптимальное значение г to периода контроля работоспособности изделия, которое обеспечивает функционирование изделия с коэффициентом готовности не ниже заданного 8 течение времени Тс, с выхода второго ключа 14 поступает значение кратности

резервирования п( , необходимой для функционирования изделия с коэффициентом готовности не ниже заданного в течение времени Тс при обслуживании изделия с

оптимальным периодом г. С выхода третьего ключа 21 поступает значение материального запаса R( г), который необходим для функционирования изделия с коэффициентом готовности не ниже заданного в течение

времени Тс при обслуживании изделия с

оптимальным периодом т . На этом работа устройства заканчивается.

Изобретение позволяет определить обьем материального запаса и кратность резервирования, необходимые для функционирования технического изделия с требуемой готовностью в течение заданного времени при обслуживании технического изделия с оптимальным периодом. Формула изобретения Устройство для определения требуемого ресурса технического изделия, содержащее три блока умножения, первый сумматор, блок задания экспоненциальной функции, первый блок деления, интегратор, генератор линейно изменяющегося напряжения, компаратор, формирователь импульса, два элемента памяти и два ключа, выходы которых являются выходами устройства для выдачи результатов расчета оптимальных периода контроля изделия и кратности резервирования, информационные входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго элементов памяти, а управляющие входы ключей и первого элемента памяти связаны с выходом формирователя импульса, вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого-соединен с выходом первого блока деления, вход делимого которого связан с выходом интегратора, вход которого и входы первых сомножителей второго и третьего блоков умножения подключены к выходу блока задания экспоненциальной функции, выход третьего блока умножения соединен с входом первого слагаемого сумматора, вход второго слагаемого которого связан с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, вход первого сомножителя первого блока умножения подключен к первому входу устройства для задания параметра вычислений, второй вход устройства для задания параметра вычислений соединен с входом второго сомножителя второго блока умножения, третий вход-с входами второго сомножителя третьего блока умножения и третьего слагаемого первого сумматора, выход которого подключен к входу делителя первого блока деления, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем определения обьема материального запаса и кратности резервирования технического изделия, в устройство введены второй и третий сумматоры, второй блок деления, четвертый и пятый блоки умножения, третий элемент памяти и третий ключ, выход котоporo является выходом устройства для выдачи результатов расчета материального запаса, информационный вход третьего ключа соединен с выходом третьего элемента памяти, а управляющий вход и управляющие входы второго и третьего элементов памяти связаны с выходом формирователя импульса, информационный вход третьего элемента памяти подключен к выходу четвертого блока умножения, вход первого сомножителя которого соединен с выходом второго сумматора, вход второго сомножителя четвертого блока умножения, вход первого слагаемого третьего сумматора и вход первого сомножителя пятого блока умножения связаны с выходом второго блока деления, вход делителя которого подключен к выходу первого сумматора, входы первого и второго слагаемых второго сумматора соединены с выходами первого и второго блоков умножения, а вход третьего слагаемого - с вторым входом устройства для задания параметра

вычислений, вход второго сомножителя пятого блока умножения - с выходом блока задания экспоненциальной функции, выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к информационному входу первого элемента памяти и к входу второго сомножителя первого блока умножения, четвертый и пятый входы устройства для задания параметров вычислений соединены с входом четвертого слагаемого второго сумматора и с входом делимого второго блока деления, вход устройства для задания требуемого значения коэффициента готовности изделия - с вторым входом компаратора, вход запуска устройства подключен к входам запуска блока задания экспоненциальной функций и генератора линейно изменяющегося напряжения, информационный вход второго элемента памяти соединен с выходом третьего сумматора, вход второго слагаемого которого связан с выходом пятого блока умножения. JO

Изобретение относится к устройствам контроля (может быть отнесено к моделирующим устройствам) и может быть использовано в научных исследованиях и технике.где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделий, кратность их резервирования и объемы материальных запасов, которые необходимы для функционирования изделий в течение заданного времени. С целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения обьема материального запаса и кратности резервирования технического изделия в устройство введены второй и третий сумматоры, второй блок деления, четвертый и пятый блоки умножения, третий элемент памяти и третий ключ. Изобретение позволяет получить обьемы материальных запасов и значение кратности резервирования технического изделия, которые необходимы для функционирования изделия с требуемой готовностью. 1 ил.О)С