Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия Советский патент 1992 года по МПК G07C3/08 

(Л

С

Сущность изобретения: устройство содержит датчик 1 интенсивности отказов, два блока 2, 14 нелинейности, два усилителя 3, 8, пять блоков 4, 9,29, 30,33 умножения, три блока 7,12,32 деления, четыре сумматора 5, 10, 28, 31, три интегратора 6, 11, 27, пять ключей 15, 17, 19, 26, 34, элемент НЕ 23, два элемента И 22,24, одновибратор 21,генератор 20 линейно изменяющегося напряжения, четыре компаратора 13, 16, 18, 25. 1-2-17-6-7-13-22-1-15, 1-14-26-27-30-31-32- 24, 22-6, 22-2-14, 4-5-7, 3-16-11, 10-11-13, 8-9-10-12-13,18-19-11-12,18-21-22,13-23-24- 15,21-24-34, 28-29-31,33-32, 20-25, 26-27-28- 29-31,20-18-19-11-12,22-11,8-18. 1 ил.

.NJ

CJ 1ЧЭ СА) С 4

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить максимально допустимую интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и технического обслуживания (ТО) доставляет максимум среднего значения времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе, а также определять при этом среднее значение времени полезного функционирования изделия.

Известно техническое решение, содержащее датчик времени, блок нелинейности, интегратор, два блока умножения, сумматор, блок деления, элемент задержки, компаратор и ключ. Оно позволяет определить оптимальный период технического обслуживания изделия по критерию максимума среднего времени полезного функционирования. Однако оно не определяет максимально возможную интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и ТО доставляет максимум среднего значения времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.

Известно также техническое решение, позволяющее определять оптимальный период ТО изделия по критерию максимума среднего значения времени полезного функционирования в условиях изменения надежностных характеристик изделия в процессе его эксплуатации. Однако оно не определяет максимально возможную интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и ТО доставляет максимум среднего значения времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является техническое решение, содержащее датчик интенсивности отказов, компаратор, ключ, два блока нелинейности, два усилителя, два интегратора, два блока деления, два сумматора и два блока перемножения. Оно определяет максимально допустимую интенсивность отказов изделия, которая при заданном периоде контроля и ТО доставляет максимум среднего значения времени полезного функционирования изделия на заданном ресурсе.

Недостатком технического решения является узкая область применения, так как оно не позволяет определять среднее значение времени полезного функционирования изделия на заданном ограниченном ресурсе при условии, что изделие имеет максимально допустимую интенсивность отказов и заданный период контроля и ТО.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет определения среднего времени полезного функционирования изделия на заданном ограниченном ресурсе при условии, что изделие имеет максимально допустимую интенсивность и заданный период контроля и ТО.

На чертеже показана блок-схема пред0 лагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 интенсивности отказов, первый блок 2 нелинейности, первый усилитель 3, первый блок 4 умножения, первый сумматор 5, первый ин5 тегратор 6, первый блок 7 деления, второй усилитель 8, второй блок 9 умножения, второй сумматор 10, второй интегратор 11, второй блок 12 деления, первый компаратор 13, второй блок 14 нелинейности, первый ключ

0 15, второй компаратор 16, второй ключ 17, третий компаратор 18, третий ключ 19, генератор 20 линейно изменяющегося напряжения, одновибратор 21, первый элемент И 22, элемент НЕ 23, второй элемент И 24, четвер5 тый компаратор 25, четвертый ключ 26, третий интегратор 27, третий сумматор 28, третий блок 29 умножения, четвертый блок 30 умножения, четвертый сумматор 31, третий блок 32 деления, пятый блок 33 умноже0 ния и пятый ключ 34.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 интенсивности отказов с шагом ДА задает в порядке нарастания после5 довательность возможных значений интенсивности отказов изделия Я Aj -1 +ДАДо 0, j 1,2,3,... Значение интенсивности отказов изделия с выхода датчика 1 интенсивности отказов поступает на

0 вход первого блока 2 нелинейности. В последнем формируется функция вероятности

безотказной работы изделия Pj(t)e j . Сигнал Pj(t) с выхода первого блока 2 нелинейности поступает на входы второго 17 и третьего 19 ключей. С первого входа устройства на входы первого 5, второго 10 и четвертого 31 сумматоров поступает значение параметра д, с второго входа устройства на входы первого 4, второго 9 и третьего 29 блоков умножения поступает значение параметра Со, с третьего входа устройства на входы усилителей 3 и 8 и на второй вход четвертого компаратора 25 поступает зна5 чение параметра т3 , с четвертого входа устройства на вход четвертого блока 30 умножения поступает значение параметра Сф, с пятого входа устройства на вход пятого блока 33 умножения поступает значение параметра R. Усилители 3 и 8 усиливают сиг5

0

нал так, что на выходе первого усилителя 3 будет значение периода контроля и ТО изделия т3 - Дг, а на выходе второго усилителя 8т3 +АГ.

Значение т3 - Дг с выхода первого усилителя 3 поступает на вход первого блока 4 умножения и на вход второго компаратора 16. Генератор 20 линейно изменяющегося напряжения формирует значение UBbix t. Значение сигнала t с выхода генератора 20 линейно изменяющего напряжения поступает на вторые входы второго компаратора

16,третьего компаратора 18 и четвертого компаратора 25. Во втором компараторе 16 сравниваются между собой два значения z3 - Дг и t. Пока t меньше т3 - Дг , на выходе второго компаратора 16 управляющий сигнал, как только t станет больше

либо равно т - Дг , на выходе второго компаратора 16 появится нулевой сигнал.

Сигнал с выхода второго компаратора 16 поступает на вход второго ключа

Щц - Q PjWdt с выхода первого интегратора 6 поступает на второй вход первого блока 7 деления. Значение

сигнала Со (т3-Дг) с выхода первого блока 4 умножения поступает на вход первого сумматора 5, с выхода которого значение Со (Г3 - Дг) -t- g поступает на вход первого блока 7 деления. Значение сигнала

sij (г3-Дг)+g с выхода первого блока 7 деления поступает на вход первого компаратора 13. В блоках 8 - 12, 18 и 19 формируется значение сигнала S2j тф2) С0 (т3 + Дг) + g аналогично формированию сигнала sij, но только

на периоде г3 + Дг(гф2 f0+ ) .

Одновременно с этим происходит вычисление среднего времени полезного функционирования изделия. С выхода датчика 1 интенсивности отказов на вход второго блока 14 нелинейности поступает значение интенсивности отказов AJ- 1 предыдущего такта работы датчика 1 интенсивности отказов. Во втором блоке 14 нелинейности формируется функция вероятности безотказной

работы изделия Pj-i(t) e J 1 , значение которой поступает на вход четвертого ключа 26. В четвертом компараторе 25 происходит сравнение сигналов как во втором ком0

5

0

5

параторе 16, только теперь управляющий сигнал на выходе четвертого компаратора 25 становится равным нулю в момент времени т3 . Таким образом, на вход третьего интегратора 27 поступает значение сигнала Pj-i(t) на периоде (О.т3). Значение сигнала Тф - 1 - i(t)dt с выхода третьего

интегратора 27 поступает на вход третьего сумматора 28, на вход четвертого блока 30 умножения и на вход пятого блока 33 умножения. ЗначениеГо - 1 т3 - - 1 с выхода третьего сумматора 28 поступает на вход третьего блока 29 умножения, с выхода которого значение COTOJ - 1 поступает на вход четвертого сумматора 31. Значение СфТф - 1 с выхода четвертого блока 30 умножения поступает четвертого сумматора 31. Значение СфТф - ч + COTOJ - 1 + g с выхода четвертого сумматора 31 поступает на первый вход третьего блока 32 деления. Значение сигнала R -Гф - 1 с выхода пятого блока 33 умножения поступает на вход третьего блока 32 деления. Значение сигнала

R-70-i

Гф - 1

Сфтф - 1 + CoToj - 1 + g

соответствующее среднему значению времени полезного функционирования изделия на ограниченном ресурсе R, если контроль работоспособности и технического обслуживания проводить с периодом тг , а интенсивность отказов изделия равна AJ - 1 , с выхода третьего блока 32 деления поступает на вход пятого ключа 34. По истечении

времени т + Дг после начала цикла вычислений на выходе третьего компаратора 18 управляющий сигнал становится равным нулю. По спаду этого управляющего сигнала запускается одновибратор 21. За время

г3 -1-Дг в устройстве заканчивается весь вычислительный процесс (для вычисления sij необходимо время т - Дг , для Гф - 1 - т3 , для S2j - т3 +Дг ). Управляющий сигнал с выхода одновибратора 21 поступает на входы первого 22 и второго 24 элементов И. В первом компараторе 13 сравниваются между собой два значения sij и S2j. При этом если sij меньше либо равно S2j, то на выходе первого компаратора 13 имеется единичный управляющий сигнал, который через первый элемент И 22 поступает на вход датчика 1 интенсивности отказов. По этому сигналу последний выдает очередное значение интенсивности отказов

изделия Aj +1. Сигнал с выхода элемента И 22 осуществляет сброс интеграторов 6, 11 и 27, блоков 2 и 14 нелинейности и генератора 20 линейно изменяющегося напряжения в исходное нулевое состояние, а по окончанию управляющего сигнала с выхода первого элемента И 22 запускается устройство для очередного цикла вычислений, но уже с интенсивностью отказов изделия AJ +1 . Если оказывается, что sij больше S2j, то на выходе первого компаратора 13 имеется нулевой сигнал, который инвертируется элементом Н Е 23 в единичный управ- ляющий сигнал. В результате на выходе второго элемента И 24 имеется единичный управляющий сигнал, который поступает на входы первого 15 и пятого 34 ключей. В результате на первом выходе устройства появляется значение интенсивности отказов изделия AJ - 1 предыдущего такта работы датчика 1 интенсивности отказов, равное требуемой интенсивности отказов изделия

Я Л| -1 , которое при заданном периоде

контроля и ТО тг доставляет максимум среднего времени полезного функционирования изделия на заданном ограниченном ресурсе R, а само среднее значение времени полезного функционирования изделия при приведенных условиях поступает на второй выход устройства. На этом работа устройства заканчивается,

Формула изобретения Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее датчик интенсивности отказов, первый выход которого подключен к первому входу первого блока нелинейности, а второй выход - к первому входу первого ключа, выход которого является первым выходом устройства, выходы первого и второго усилителей соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков умножения, вторые входы которых объединены и являются вторым входом устройства, первые входы первого и второго сумматоров объединены и являются первым входом устройства, вторые входы первого и второго сумматоров подключены к выходам соответственно первого и второго блоков умножения, выходы первого и второго сумматоров соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков деления, выходы которых подключены к соответствующим входам первого компаратора, первые входы первого и второго интеграторов объединены, а выходы соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков деления, входы первого и второго усилителей объединены и являются третьим входом устройства, отличающееся тем, что, с

целью расширения области применения устройства за счет определения среднего значения полезного функционирования изделия, в него введены третий, четвертый и пятый блоки умножения, первый, второй,

0 третий и четвертый ключи, первый и второй элементы И, элемент НЕ, второй, третий и четвертый компараторы, генератор линейно изменяющегося напряжения, третий и четвертый сумматоры, третий интегратор, тре5 тий блок деления и одновибратор, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выход второго из которых подключен к второму входу первого ключа и к первому входу пятого

0 ключа, выход которого является вторым выходом устройства, выходы первого и второго усилителей соединены с первыми входами соответственно второго и третьего компараторов, выходы которых подключены к

5 первым входам соответственно второго и третьего ключей, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго интеграторов, выход первого компаратора подключен к входу

0 элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу датчика интенсивности отказов, к первым вхо5 дам второго блока нелинейности, первого и третьего интеграторов, к второму входу первого блока нелинейности, выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего ключей и с входом генератора

0 линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего компараторов и к первому входу четвертого компаратора, выход которого соединен с первым входом чет5 вертого ключа, выход которого подключен к второму входу третьего интегратора, выход которого соединен с первыми входами третьего сумматора, четвертого и пятого блоков умножения, вторые входы которых

0 являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, выходы четвертого и пятого блоков умножения подключены к первым входам соответственно четвертого сумматора и третьего блока деления, вы5 ход которого соединен с вторым входом пятого ключа, выход четвертого компаратора подключен к первому входу третьего блока умножения, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу

третьего блока деления, выход датчика интенсивности отказов соединен с вторым входом второго блока нелинейности, выход которого подключен к второму входу четвертого ключа, вторые входы третьего сумматора и четвертого компаратора объединены и

являются третьим входом устройства, то- рой вход третьего блока умножения и третий вход четвертого сумматора являются соответственно вторым и первым входами устройства, выход третьего компаратора соединен с входом одновибратора.