устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ, содержащее элемент памяти, первый компаратор, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого является выходом устройства, первый вход которого соединен с входом триггера, выход которого подключен к управляющим входам блока нелинейности и генератора линейно изменяющегося напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем определения максимального периода обслуживания изделия, в него введены первый и второй блоки деления, вычитатель, дифференцирующий элемент, второй компаратор и элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход - с управляющим входом элемента памяти, выход которого подключен к информационному входу ключа, информационный вход элемента памяти соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения и входом делителя первого блока деления, выход которого подключен к входу делителя второго блока деления и информационному входу блока нелинейности, выход которого соединен с входом вычитателя, выход которого подключен к входу делимого второго блока деления, выход которого соединен с входом дифференцирующего элемента и первым входом второго компаратора, выход которого подключен к второму входу элемента И, вход делимого первого блока деления и второй вход второго компаратора являются соответственно вторым и третьим входами устройства, выход дифференцирующего элемента соединен с входом первого компаратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к контрольным устройствам, и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где нужно определять максимальный период проведения технического обслуживания изделий, обладающих свойствами дежурных систем, при заданном значении их коэффициента готовности к выполнению целевых задач.

Известно устройство, содержащее датчик времени, блок нелинейности, интегратор, три сумматора, три блока умножения, два блока деления, элемент задержки, два блока сравнения, ключ, элемент И и элемент ИЛИ [1]. Оно позволяет определять оптимальный период технического обслуживания изделия по критерию максимума среднего значения времени полезного функционирования и значение коэффициента готовности не менее заданного.

Его недостатками являются низкое быстродействие и узкая область применения, так как при определении времени технического обслуживания вычисляется лишь период, т.е. определяется жесткая стратегия технического обслуживания и не учитываются особенности технического обслуживания дежурных средств.

Известно устройство, содержащее девять блоков умножения, семь сумматоров, датчик времени, два блока деления, индикатор, два элемента задержки, компаратор, три ключа и блок нелинейности [2]. Оно позволяет определять оптимальный период технического обслуживания изделия по критерию максимума рентабельности.

Его недостатком является узкая область применения, так как оно определяет жесткую стратегию технического обслуживания изделия и не учитывает характеристики готовности дежурных средств.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее триггер, элемент задержки, элемент памяти, два компаратора, два генератора линейно изменяющегося напряжения, два инвертора, два сумматора, два блока нелинейности и два блока умножения [3]. Оно позволяет определять оптимальное номинальное значение элемента изделия, обеспечивающее максимум вероятности того, что обобщающий выходной параметр изделия находится в области допустимых значений.

Недостатком его является узкая область применения, так как оно не позволяет определять максимальный период технического обслуживания изделия, обладающего свойствами дежурной системы, при заданном значении его коэффициента готовности.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет определения максимального периода технического обслуживания изделия, обладающего свойствами дежурной системы, при заданном значении его коэффициента готовности.

Техническое обслуживание является одной из форм контроля и управления технического состояния дежурных средств и систем, получивших достаточно широкое распространение. Дежурными средствами являются средства однократного или многократного применения, у которых время подготовки к применению по назначению за счет выполнения большинства операций подготовки заблаговременно сведено к минимуму и которые переводятся в режим применения по назначению практически мгновенно.

Для поддержания дежурного средства в работоспособном состоянии оно периодически, через интервалы времени Т_о, подвергается техническому обслуживанию, заключающемуся в контроле состояния средства и в его ремонте при обнаружении неисправности. Если длительность технического обслуживания намного меньше его периода, т.е. Т_обсл < Т_о, можно сделать допущение о том, что Т_обсл = 0. В качестве показателя готовности дежурного средства можно избрать коэффициент готовности. В этом случае необходимо учитывать, что средство периодически подвергается техническому обслуживанию.

K_г(T_o) = , где и (T_o) - математические ожидания соответственно времени безотказной работы и времени восстановления (нахождения средства в состоянии отказа).

Коэффициент готовности дежурного средства пропорционален его надежности и обратно пропорционален периоду его технического обслуживания:

K_г(T_o) = P(t)dt = exp [ - (z)dz)dt ,, где P(t) - вероятность безотказной работы средства; (z) - изменяющаяся во времени интенсивность отказа средства; z - переменная интегрирования.

На этапе нормальной эксплуатации, когда интенсивность отказов неизменна во времени = 1/ = const, справедливо следующее соотношение:

^Kг^(To^{) =} , где - средняя наработка средства на отказ.

Характер изменения зависимости Кг(То) приведен на фиг.1.

Для определения максимального периода технического обслуживания дежурного средства при заданном значении его коэффициента готовности К_г.зад необходимо обеспечить выполнение следующих соотношений:

1-exp- = K_г.зад; < 0..

Сущность изобретения поясняется фиг. 2, на которой изображены первый блок 1 деления, блок 2 нелинейности, вычитатель 3, второй блок 4 деления, триггер 5, генератор 6 линейно изменяющегося напряжения, первый компаратор 7, дифференцирующий элемент 8, второй компаратор 9, элемент И 10, элемент 11 памяти и ключ 12.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала "пуск" с первого входа устройства триггер 5 переводится в единичное состояние. Сигнал с выхода триггера 5 поступает на управляющие входы генератора 6 линейно изменяющегося напряжения и блока 2 нелинейности и одновременно запускает их в работу (синхронно). Генератор линейно изменяющегося напряжения вырабатывает сигнал U₆ = t, который поступает на вход делимого первого блока 1 деления и на информационный вход элемента 11 памяти. С второго входа устройства на вход делителя первого блока 1 деления поступает сигнал U_вх1 = . С выхода первого блока деления сигнал U₁ = =Т_о/ поступает на вход делителя второго блока 4 деления и на информационный вход блока 2 нелинейности, с выхода которого сигнал U₂ = exp[-T_o/ ] поступает на вход вычитаемого вычитателя 3. На вход уменьшаемого вычитателя 3 постоянно заведен единичный сигнал U₄ = 1, поэтому с выхода вычитателя 3 сигнал U₃ = [1-exp(-T_o/ ) поступает на вход делимого второго блока 4 деления. С выхода второго блока деления сигнал U₄ = [1-exp(-T_o/ )] T_o поступает на первый вход второго компаратора 9 и вход дифференцирующего элемента 8, с выхода которого производная сигнала U₈ = dU₄/dt поступает на вход первого компаратора 7. Как только сигнал на входе компаратора 7 станет равным или меньше нуля, U₈0, на выходе компаратора 7 появляется управляющий сигнал, который поступает на управляющие входы элемента И 10 и ключа 12.

Как только в момент времени t = T_омакс сигнал на первом входе второго компаратора 9 станет равным или меньше параметра , поступающего на второй вход второго компаратора 9 с третьего входа устройства, на выходе компаратора появляется управляющий сигнал, который поступает на второй вход элемента И 10. При появлении на обоих входах элемента И 10 управляющих сигналов с его выхода на управляющий вход элемента 11 памяти подается сигнал, при поступлении которого в элементе 11 памяти запоминается значение сигнала t = T_омакс. При наличии разрешающего сигнала на управляющем входе ключа 12 запомненное в элементе 11 памяти значение через ключ 12 подается на выход устройства. На этом работа устройства заканчивается.

Положительный эффект, который дает предлагаемое техническое решение, состоит в том, что оно позволяет определять максимальный период технического обслуживания изделия, обладающего свойствами дежурной системы, при заданном значении коэффициента его готовности, что особенно важно при выборе дежурных систем и при их эксплуатации и что позволяет повысить эффективность применения таких изделий.