Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия Советский патент 1981 года по МПК G07C3/10 

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ

I

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в научных исследованиях и техникд, где требуется находить время полезного функционирования изделия и ресурс, необходи1« 1й изделию, чтобы оно активно существовало заданное время с заданным коэффициентом готовности.

Известно устройство для определения оптимального периода обслуживания изделия, которое позволяет определить коэффициент интенсивного использования оборудования за счет регистрации фактического и планового времени работы l).

Однако данное устройство не позволяет определить запас ресурса,которым должно обладать изделие для своего функционирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, щл определения

оптимального периода технического осблуживания изделия, которое содержит датчик времени, вход которого соединен с одним из выходов элемента сравнения, а выход через последоваТельно соединенные блок: нелинейности и интегратор - с одним из входов первого блока деления, первый выход которого подключен к регистратору, элемент И, блоки проиг-ведения, вы10ход первого из которых соединен со входом сумматора 2.

Недостатком известного устройства является то, Что оно не позволяет определить минимальный запас

IS ресурса, необходимый изделию, чтобы оно активно существовало заданное время с заданным коэффициентом гЪтовности.

Цель изобретения - повьппение точности устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащее датчик времени, выход которого соединен с одним из выходов элемента сравнения, а выход через по следовательно соединенный блок нелинейности и интегратор - с одним из входов первого блока деления, первый выход которого подключен к регистратору, первый элемент И и блоки произ ведения, выход первого из которых со динен со входом сумматора, введены третий блок произведения и второй элемент И, выход датчика времени подключен к первому входу первого эл мента И и к первому входу второго блокаДеления, второй вход которого соеди,нен с выходом интегратора, выход второго блока деления подключен ко входу элемента сравнения, другой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу первого блока произведения и ко второму входу регистратора, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, который подключен к одному из входов третьего блока произведения, выход которого соединен с други входом первого блока деления, другой вход третьего блока произведения подключен к выходу сумматора и к одн му из входов второго элемента И,другой вход KO-oporo соединен с выходом второго блока произведения, вторые входы элемента сравнения, первого блока произведения, сумматора и второго блока произведения подключены ко входам устройства. Для изделий, находящихся в дежурном режиме, важной особенностью является работоспособность в случайный момент времени, т.е, при поступлении заявки на выполнение какой-ли бо работы изделием оно должно быть готово выполнить ее. Важной характеристикой таких изделий является коэф4 1циент готовности, который может быть найден соотношением времени полезного функционирования изделия ко всему времени его активного существования: ,(г)-. с.; где Тф - время полезного функционирования изделия на ограниченном ресурсе, т,е, время . в течение которого изделие выполняет или может ( готово) выполнить целое назначение;54 TC - время активного существования изделия на заданном ресурсе, есть время, в течение которого изделие не толькоготово или выполняет целевое назначение, но и находится в состоянии отказа, а также на техническом обслуживании. Пусть задан коэф4ициент готовности изделия К у. и задано время активного существования изделия Т, В режиме нормального функционирования и в состоянии отказа изделие в среднем расходует в единицу времени С единиц ресурса, а в результате каждого, сеанса .контроля и технического обслуживания изделие расходует g- единиц ресурса. Тогда уравнение баланса на ресурсе можно записать следующим образом: NCctr + e-) R, (2) где Т - период (интервал времени) между соседними сеансами контроля и технического обслуживания изделий; N - число сеансов контроля и технического обслуживания; R - запас (объем) ресурса. Из уравнения баланса найдем N-R/Ct g СЗ) Так как момент наступления отказа в изделии случаен, то,используя плотность распрерзления времени безотказной работы f(t) можно найти Vф -среднее время полезного фукционирования изделия на периоде Т : -ггт J-bfa)di-«-t:p(c)-Jp(t)dt С4 оо Среднее йремя полезного функционирования изделия на ресурсе будет: Тс Тф--мГР(.-Ь)с31--{Я|сг;1-о) JPWdt . (5) оо Если время, отводимое на каждый сеанс контроля и технического обслуживания, значительно меньше С , тогда время активного существования и:зделия с учетом изложенного можно определить соотношением , . ткуда : н |p( |p(i)3i ) NT tr

Из данного выражения видно,что коэффициент готовности существенно зависит от периода .Задача обоснования пери да технического обслуживания изделия, доставляницего заданный коэффициент готопности изделия,формулируется следующим образом: найти такой период Т, при котором

kr(t-) Св

в дальнейшем, используя Т, запишем выражение (3)и С5)в следующем виде

N

(«at

)

Из выражения (1) для коэффициента готовности можно найти

ОО

Тф -К TC

Йспользуя соотношения (10)и (П) получим:

R

. i

откуда

,КЛ( .|p(t)dt

Используя выражения (8) , (П) , (13) , можно определить период f , который обеспечивает заданную готовность изделия к работе; время полезн го .функционирования изделия на времени активного существования T(j; минимально необходимый запас ресурса дпя функционирования изделия в течение времени Т с заданным коэффициентом готовности. Предложенная математическая модел может быть реализована аппаратурно. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Устройство содержит датчик време ни 1, блок нелинейности 2,интегратор 3, первый блок деления 4, блок сравнения 5, первый элемент И 6, первый блок произведения 7, второй элемент И 8, второй блок произведения 9, сумматор 10, третий блок произведе- шя ll, второй блок деления 12, реnfCTpaTOp 13.

Устройство работает следующим эбразом.

Датчик времени 1 с шагом pf задает в порядке нарастания последовательности возможных значений времени D , контроля и технического обслуживания изделий t. +Af, где

1 1,2.,., к . При каждом значении T-j из блока нелинейности 2 выбирается на интервале (0,1Г ) функция p(t) и засылается в интегратор 3, интегрируется. Верхний предел интегрирования опрееделяется текущим значением датчика времени J. С интегратора 3 сигнал, соответствующий JP(t)dt. поступает на в.орой вход второго блока деления 12 и на первый вход первого деления 4. На второй вход второго блока деления 12 поступает очередное значение Т . Из вто;ого блока деления 12 величина п

ЖГ,

rp(

численно равнал коэффициенту готовности изделия,, если его обслуживать с периодом frj , поступает на второй вход бло ка сравнения 5, где сравнивается с заданным коэффициентом готовности К , который с первого входа устройства подается на первый вход блока сравнения 5. Значение коэффициента готовности К j подается и на второй вход второго блока произведения 9.

sad

8Ь1Х

Ж

Если К

то с первого

выхода блока сравнения 5 на вход датчика времени 1 подается сигнал о выдаче нового fj , и весь цикл вычисления повторяется. , то на втором кв. к; выходе блока сравнения 5 появляется сигнал, который подается на первый элемент И 6 и на выходе первого элемента И 6 появляется значение Т , которое соответствует периоду технического обслуживания изделия, доставляЕощего заданный коэффициент готовности. Значение выхода первого . элемента И 6 подается на второй вход первого блока произведения 7, и первый вход регистратора 13. Значение коэффициента готовности, оступившее с первого входа устройства на первый вход второго блока дроизведения 9, умножается на величину времени -активного существования х , которая поступает с четвертого хода устройства. Значение Тс-Кг-Тс) 8 подается на первый вход второго элемента 8 И. ЗначениеIJ , поступившие на второй вход первого блока произведения 7, умножается на величину С, которая поступает на первый вход первого бло ка произведения 7 с второго входа устройства,. Значение с Г подается на второй вход сумматора 10, где вычисляется сумма ( g) . Величина поступает на первый вход сумматора 10 с третьего входа устройства.Значение ( подается на первый вход третьего блока произведена 1 1 , где вычисляе-гся произведение () Величина ТА поступает с выхода втор го элемента И 8, которьш выдает значение на второй вход третьего блока произведения 11 после прихода сигнала с выхода сумматора на второй вход второго элемента Н 8. Значение Тф по ступает также на вход регистратора 13. Значение Tj5p(cC - -p)с выхода третьего блока произведения 11 поступает на первый вход первого блока деления 4, на второчи вход кото рого подается значение J р (t)di. С в хода первого блока деления 4 величинаТтфсс-с +е) rp(t)at-R, численно равная запасу (объему) ресурса, необходимого изделию, чтобы оно активно существовало заданное время с заданным коэффициентом готовности, подается на второй вход регистратора 13. Работа устройства на этом заканчивается.. Положительный эффект, который дает предпагаемое изобретение, состо ит в том, что оно позволяет определить тот минимально необходимый запас (объем) ресурса изделия, чтобы изделие активно существовало заданно время с заданным коэффициентом готов ности. Экономический эффект от внедр ния предлагаемого устройства можно оценивать величиной предотвращенного ущерба. Этот ущерб может возникнуть за счет срыва работ на изделии вслед ствие работы изделия не с заданным коэффициентом готовности, за счет срыва запланированных работ вследствие преждевременной выработки из-з неоправданного занижения его запаса. за счет неоправданных потерь ре- 58 сурса вследствие превьшения его необходимой величины. Величину предотвращенного ущерба можно оценить по формуле S-- 2 Q.- 94+5; i-1 i- J - ущерб от срыва i-той рабо-ты, так как i-тая работа застала изделие не готовым к выполнению целевых задач; S - ущерб от срыва работы из-за неоправданного занижения запаса ресурса изделия; S - ущерб из-за потерь неиспользованного ресурса. Опыт эксплуатации: некоторых типов изделий показывает, что экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет более 20% от общей стоимости ресурса. Формула изобретения Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия , содержащее датчик времени, вход которого соединен с одним из выходов элемента сравнеь;ия, а выход через последовательно соединенный блок нелинейности и интегратор - с одним из входов первого блока деления, первый выход которого подключен к регистратору, первый элемент И, блоки произведения, выход первого из которых соединен со входом сумматора и второй блок деления, отличающееся тем, что,с целью повышения точности устройства, в него введены третий блок произведения и второй элемент И, выход датчика времени подключен к первому входу пер-: вого элемента Инк первому входу вто- рого блока деления,второй вход которо-, го соедиен с выходом интегратора,выход второго блока деления подключен кр входу элемента сравнения, другой выход которого соединен с6 вторым входом первого .элемента И, выход которого подключен ко входу первого блока произведения и ко второму входу регистратора, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, которьш подключен к одному из входов третьего блока произведения, выход которого соединен с другим входом 9 первого блока деления, другой вход третьего блока произведения подключен к выходу сумматора и к одному из входов второго элемента И, друго вход которого соединен с выходом второго блока произведения, вторые входы элемента сравнения, первого блока произведения, сумматора и вто рого блока произведения подключены ко входам устройства. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2620725/18-24, кп. G 07 С 3/08, 1978/ 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2699109/18-24, кл. G 07 С 3/08, 1979 (йрототип).