Устройство для определенияОпТиМАльНОгО пЕРиОдА КОНТРОляи ТЕХНичЕСКОгО ОбСлужиВАНияиздЕлия Советский патент 1981 года по МПК G07C3/08 

и второй блок умножения, введены сумматоры,- третий блок умножения и последовательно соединенные Функциональный преобразователь и интег-ратор, выходы датчика времени подключены к первому входу первого сумматора и к входу функционального преобразователя, выход интегратора соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, первый вход третьего блока умножения соединен с выходом датчика времени, а выход третьего блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом блока деления, вторые входы второго и третьего блока умножения, подключены к первому входу устройства, второй вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего сумматора, третий вход устройства подключен к второму входу блока деления.

Все материальные объекты (изделия) - это объекты, имеющие ресурс (ограниченный ресурс жизнедеятельности) , который ими расходуется, в процессе функционирования. В качестве таких ресурсов могут быть: энергоресурсы, надежностные ресурсы, физические возможности людей и т.д. Считают, что изделие прекращает це-левое функционирование, . когда у нег израсходуется ресурс или наступит отказ . Увеличить время полезного функционирования изделия можно путем увеличения запаса ограниченного ресурса, повы1чением надежности изделия и введением технического обслуживания изделия, в результате которого устраняются от-казн и восстанавливается работоспособность.

Введем определения.

Время жизни Т - время, в течение которого изделие выполняет целевое назначение при условии его абсолютной надежности. При этом ресурс расходуется только на целевое функционирование изделия.

Время полезного функционирования Тд - время жизни,- уменьшенное на величину времени, в течение которого изделие не может выполнять целевое назначение из-за отказа или технического обслуживания. Ограниченный ресурс расходуется в этом случае на целевое Функционирование, на Функционирование изделия в состоянии отказа и на техническое обслуживание. Так как момент наступления отказа в изделии случаен, то время полез.кого функционирования в общем случае является случайной величиной.

Если не проводить технического обслуживания изделия, то время, в течение которого оно может полезно функционировать, будет соответствовать времени полезного функционироге вания изделия до отказа..

Повышение числа сеансов .контроля

и техническог.О1 обслуживания увеличивает время полезного функционирования изделия за счет устранения отказов, но с другой стороны повьайается непроизводительный расход ресурсов на техническое обслуживание, что сокращает ресурсы на целевое функционирование. Отсюда следует, что су-, ществует некоторый оптимальный период между техническими обслуживаниям доставляющий минимум непроизводительного расхода ограниченного ресурса изделия. Естественным стремлением является нахождение этого элемента.

Пусть изделие обладает запасом огргшиченного ресурса R. В режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделие в среднем

5 расходует в единицу времени С единиц ресурса. Если в результате каждого сеанса контроля и технического обслуживания изделия расходуется д. единиц ресурса, то уравнение баланQ са по ресурсу R записывается следующим образом

N(cr-t-q-):R,

где tr - п:ериод .между техническими

обслуживаниями; W - число .сеансов контроля и технического обслуживания изделия.. Из уравнения баланса легко найти

R.

нСГ+%

Так как момент наступления.отказа в изделии случаен, то-используя плотность распределения време.ни безотказной работы iP(t) можно записать выражение для величины среднего.непроизводительного .расхода ограниченного ресурса, которое имеет вид

Ccp-Nh CCC-|p(t)at)Задача обоснования периода технического обслуживания изделия по критерию минимума непроизводительного расхода ресурса запишется, если найти такой период tT, при котором

.,. ср

Ср -с

Предлагаемая математическая модель позволяет найти оптимальный 5 период технического обслуживания

|изделия и может быть легко реализована аппаратурно.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 времени, задающий интервалы времени между очередными техническими обслуживаниями изделия, причем каждлй последующий интервал увеличивается относительно предыдущего на величину Л tT, функциональный преобразова-. тель 2, реализующий функцию p(t), интегратор 3, интегрирующий функцию р(t), первый сумматор 4, первый блок 5 умножения, второй сумматор 6, второй блок 7 умножения, третий сумматор 8, блок 9 деления, третий блок 10 умножения, первый регистр 11 памяти, второй регистр 12 памяти блок 13 сравнения и схема 14 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 времени с шагом Д задает в порядке нарастания последовательность возможных значений времени Т контроля и технического обслуживания изделия. При каждом очередном значении + дГС i 1, 2,.., из функционального преобразователя 2 выбирается на интервале О, С функция p(-t) и засылается в интегратор 3, где она интегрируется. Верхний предел интегрирования определяется текущим значением датчика 1 времени. С интедратора 3 сигнал, соответствующий ,. , поступает на первый вход первого сумматора 4. На второй вход этого сумматора поступает сигнал с датчик времени и на выходе сумматора 4 формируется разность Г| -rp(-t,)dt, которая поступает на второй вход второго блока 7 умножения. На первый вход этого блока умножения поступае параметр С, определяющий расход ресурса в единицу времени. Результат иторого блока 7 умножения, равный C(t - (fc)d-t) , поступает на второй вход второго сумматора б , На первый вход второго сумматора б поступает параметр J-, определяю&шй расход ресурса на техническое обслуживание .Результат суммирования + С (Ci - J р (t) d-t) засылается на первый вхоД первого блока 5 умножения.

Одновременно сигнал с датчика 1 времени поступает на вторсй вход блока 10 умножения. На первый вход этого блока умножения подается параметр С. Результат произведения параметра С на время , заданное датчиком времени, суммируется в третьем сумматоре 8 с параметром д. и поступает на блок 9 деления, где реализу|ется операция R/i + . Результат с блока 9 деления подается на второ

вход первого блока 5 умножения. Г выхода этого блока умножения сигнал, соответствующий среднему непроизводительному расходу ресурса Сф при заданном датчиком 1 времени значении 1, посылается на вход первого per гистра 11 памяти и на второй вход блока 13 сравнения, в исходном состоянии перед началом .работы уст-, ройства оба его регис.тра памяти переводятся в нулевоесостояние. В

О последующем при передаче информации с первого регистра 11 памяти на |Второй, ранее записанная на втором регистре 12 памяти информация уничт тожается. В блоке сравнения, после

5 выдачи датчиком времени очередного значения , сравниваются между собой две величины . и , одна из которых соответствует текущему значению С , а другая пред:

0 шествующему . Ксли в результате такого сравнения окажется, что ССР-1-1 , то с первого выхода блока 13 сравнения выдается равляющий сигнал датчику 1 времени на выдачу очередного значения t:..

5 В противном случае, т.е. при С

такой сигнал выдаcpi-i

срт

ется с второго выхода блока 13 сравнения на разрешающий вхОд схемы 14 совпадения и значение -, соот0ветствующее оптимальному периоду обслуживания изделия Г с второго выхода датчика времени поступает на выход устройства. Работа устройства на этом заканчивается.

5

Положительный эЛФект, который дает предлагаемое устройство, зак;}ючается в том, что оно позволяет минимизировать непроизводительный расход ограниченного ресурса изделия путем

0 определения оптимального периода технического обслуживания этого изделия. Любое отклонение от оптимйльного периода влечет за собой уйелиме- ние среднего непроизводительного

5 расхода ограниченного ресурса. Например, если период между ceaHcai m технического обслуживания уменьшит то больше ресурса израсходуется на контроль и обслуживание, и как

0 следствие этого, меньше ресурса останется на полезное функционирование, что уменьшает время полезного функционирования изделия. С Другой стороны, если период между сеансами технического обслуживания увеличить

5 то изделие может находиться бесконтрольно в состоянии отказа длительное время, непроизводительно расходуя при этом ресурс, что также приводит к уменьшению времени по0лезного функционирования изделия.

Определение оптимального периода технического обслуживания изделий, с целью уменьшения непроизводительЙ5 ного расхода ограниченного ресурса.

Является актуальной задачей эксплуатации, которая решается с помощью данного устройства. Обозначим:

I - величину ресурса, которую изделие расходует непроизводительно без оптимизации периода технического обслуживания ;

Гф - величину ресурса, которую расходует изделие при оптимальном периоде обслуживания, то всегда выполняется условие I 7 ;

Ф - полезный эффект, приносимый изделием при расходе единицы -.ограниченного ресурса.

Тогда экономический эффект ф за счет использования предлагаемого устройства определяется .соотношением

ф ФСг-1-ф).

Ф-эрмула изобретения

Устройство для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия, содержащее блок деления, выход которого подключен к первому входу первого блока умножения, выход которого непосредственно и через последовательно соединенные регистры памяти соединены с входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам

элемента совпадения и к входу датчика времени, и второй блок умножения отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены сумматоры, третий блок умножения и последовательно соединенные функциональный преобразователь и интегратор/ выходы датчика времени подключены к первому входу первого сумматора и к входу функционального преобразователя, выход интегратора соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу., второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, первый вход третьего блока умножения соединен с выходом датчика времени, а выход третьего блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом блока деления, вторые входы второго и третьего блока умножения подключены к первому входу устройства, второй вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего сумматора, третий вход устройства подключен к второму входу блока дет ления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР

№ 328492, кл. G 07 С 3/08, 25.07.70.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2638826/18-24,

кл. G 07 С 3/08, 12.06.78.