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

сл ел

СА

О

ю

Изобретение относится к устройствам вычислительной технике, в частности к контрольным устройствам, и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где нужно определять оптимальное время начала подготовки изделия при запланированном времени его применения.

Известно устройство, содержащее датчик времени, блок нелинейности, интегратор, блок сравнения, блок деления, сумматор, ключ, элемент задержки и два блока умножения. Оно позволяет определить оптимальный период технического об- служивания изделия по критерию максимума времени полезного функционирования, однако оно не определяет оптимальный момент начала подготовки изделия при запланированном моменте начала применения.

Известно также устройство, содержащее датчик времени, блок нелинейности, интегратор, блок сравнения, элемент задержки, ключ, блок деления, три сумматора и три блока умножения. Оно определяет оптимальный период технического обслуживания изделия по критерию минимума среднего непроизводительного расхода ресурса. Его недостатком является то, что оно не может определять оптимальное время начало подготовки изделия к применению по назначению при запланированном моменте начала применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок нелинейности, датчик времени, интегратор, три элемента памяти, три сумматора, четыре блока перемножения, два блока деления, три элемента задержки, три ключа, одновибратор и компаратор. Оно позволяет определять оптимальный период технического обслуживания изделия по критерию минимума среднего значения удельного непроизводительного расхода ресурса.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет определения оптимального значения времени начала подготовки изделия к применению, обеспечивающего максимальную вероятность того, что аппаратура к заданному моменту времени будет подготовлена и исправна.

Рассмотрим задачу об оптимальном выборе момента начала подготовки изделия при запланированном моменте начала применения. В этом случае требуется подготовленность и работоспособность изделия в момент начала применения. Слишком раннее начало подготовки приводит к тому, что

подготовленное изделие будет ожидать момента начала его применения и за это время может стать неработоспособным. Слишком позднее начало подготовки сопряжено с

опасностью не успеть ее завершить и также сорвать начало работы. Таким образом, существует некий оптимальный момент начала подготовки, обеспечивающий максимальную вероятность того, что изделие к

заданному моменту будет подготовлено и исправно.

Во время эксплуатации периодически проводится контроль работоспособности изделия. Если в результате контроля окажется, что изделие работоспособно, то эксплуатация продолжается, если неработоспособно, то проводится ремонт.

Пусть тн - время до запланированного применения изделия, считая от последнего контроля работоспособности или ремонта (если изделие в момент контроля окажется неработоспособным), Будем полагать, что время безотказной работы, ремонта и подготовки имеет экспоненциальное

распределение с интенсивностями А, vсоответственно. Выделим три состояния:

1- изделие исправно и подготавливается;

2- изделие неисправно и ремонтируется; 3 - изделие подготовлено и исправно.

Используя граф переходов, запишем дифференциальные уравнения переходов1

-(A + v)Pi(t)+/« P2(t) -// P2(t) + A Pi(t) + A P3(t) -A P3(t)+ v Pi(t)

(0

Решение этой системы при начальных условиях Pi(0) P(t0), Р2(0) 1 - P(t0), Рз(0) 0 45 будет следующим для Рз(г);

ЯГ.

+

50

+

ЛЈШ±Г1Г е МН ,2) ()w

/iv-P(to)(A+/i)-v -сын (v+/0(v-,M)

Дифференцируя Рз(т.) по t и приравнивая производную нулю, находим оптимальное значение t, при котором достигается максимум вероятности Ps(t).

|n P(toXA+v)- ГоптЫ МЙЈМ 3Ј

V-f4

Задача определения оптимального времени начала подготовки изделия при запланированном моменте начала применения гн, обеспечивающем максимальное значение того, что изделие к заданному моменту времени будет подготовлено и исправно, сформируется следующим образом: найти такое время г, при котором

п

- Т

P(r)(A+v)-ft Р(г)(А +//) -/г v-ft

(4)

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 нелинейности, датчик 2 времени, первый 3 и второй А блоки умножения, первый 5, второй 6 и третий 15 вычитатели, первый 7, второй 13 и третий 14 сумматоры, первый 8 и второй 10 блоки деления, элемент 9 памяти, компаратор 11, ключ 12 и блок 16 логарифмического преобразования.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала Пуск с второго входа устройства на входы блока 1 нелинейности и датчика 2 времени названные блоки одновременно начинают работать. Сигнал t с выхода датчика 2 времени поступит на первый вход первого сумматора 7 и на второй вход элемента 9 памяти. Значение сигнала P(t) exp(- At) с выхода блока 1 нелинейности поступит на первые входы первого 3 и второго 4 блоков умножения. С первого входа устройства поступает значение параметра р., с третьего входа устройства поступает значение параметра А, с четвертого входа устройства поступает значение параметра V, с пятого входа устройства поступает значение параметра Т. Значение сигнала (Я+ /i) с выхода второго сумматора 13 поступит на второй вход первого блока 3 умножения, с выхода которого на первый вход первого вычитателя 5 поступит значение сигнала P(t)(A + ft. Значение сигнала (А + v) с выхода третьего сумматора 14 поступит на второй вход второго блока 4 умножения, с выхода которого на первый вход второго вычитателя 6 поступит значение сигнала P(t)(A + v). С выхода первого вычитателя 5 на первый вход первого блока 8 деления поступит значение сигнала P(tX A + ,u) - /а. С выхода второго вычитателя

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

6на второй вход первого блока 8 деления поступит значение сигнала P(tX A v) - /и. Значение сигнала

P(tX A+ v)(tXA+/)-/ с выхода первого блока 8 деления через блок 16 логарифмического преобразования поступит на первый вход второго блока 10 деления. Значение сигнала (v-/) с выхода третьего вычитателя 15 поступит на второй вход второго блока 10 деления. Значение сигнала

Р рВД-Я/ -

с выхода второго блока 10 деления поступит на первый вход компаратора 11, на второй вход которого с выхода первого сумматора

7поступит значение сигнала тн -t. В компараторе 11 сравниваются между собой два значения гн -t и тОПт (t). Как только а момент времени t0 значение топт(1о) станет больше либо равно тн -to, на выходе компаратора 11 появится управляющий сигнал, который поступит на первые входы элемента 9 памяти и ключа 12. В результате значение времени to запомнится в элементе 9 памяти и через открытый ключ 12 поступит на выход устройства. Таким образом, на выходе устройства будет оптимальное значение времени г to момента начала подготовки изделия к применению прошедшего после последнего контроля работоспособности (ремонта) изделия, обеспечивающего максимальное значение вероятности того, что аппаратура к заданному моменту тн будет подготовлена и исп- равна. На этом работа устройства заканчивается.

Положительный эффект, который дает предлагаемое техническое решение, состоит в том, что оно позволяет определить оп- тимальное значение времени начала подготовки изделия при запланированном моменте начала применения, обеспечивающее максимальную вероятность того, что аппаратура к заданному моменту времени будет подготовлена и исправна.

Формула изобретения Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее датчик времени, выход которого соединен с первым входом первого cyMM3Topav входы датчика времени и блока нелинейности объединены и являются вторым входом устройства, выход блока нелинейности соединен с первыми входами первого и второго блоков умножения, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго вычитателей, выход первого из которых соединен с первым входом первого блока деления, выход второго блока деления подключен к первому входу компаратора, элемент памяти, первый вход которого объединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти, выход ключа является выходом уст- ройства, второй вход первого вычитателя является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет определения оптимального значения времени начала подготовки изделия к применению, в него введены второй и третий сумматоры, третий вычитатель и блок логарифмического преобразования, вход которого соединен с выходом первого блока деления, а выход - с первым входом второго блока деления,

выход датчика времени подключен к второму входу элемента памяти, выход первого сумматора соединен с вторым входом компаратора, выход которого подключен к первому входу ключа, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго блока умножения, первые входы третьего сумматора и третьего вычитателя объединены и являются четвертым входом устройства, первый вход второго сумматора и вторые входы первого, второго и третьего вычитателей объединены, вторые входы второго и третьего сумматоров объединены и являются третьим входом устройства, выход второго вычитателя подключен к второму входу первого блока деления, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого блока умножения, выход третьего вычитателя подключен к второму входу второго блока деления, второй вход первого сумматора является пятым входом устройства.

Цель: расширение области применения устройства. Сущность изобретения: 1 блок нелинейности (1), 1 датчик времени (2), 2 блока умножения (3, 4). 3 вычитателя (5, 6, 15), 3 сумматора (7, 13, 14), 2 блока деления