устройство для определения периода технического обслуживания изделия

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ, содержащее компаратор, выход которого соединен с управляющими входами первого элемента памяти и первого ключа, выход которого является вторым выходом устройства, первый вход которого соединен с входом триггера, выход которого соединен с управляющими входами блока нелинейности и генератора линейно изменяющегося напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства определения максимального значения величины коэффициента готовности изделия, в него введены вычислитель, первый и второй элементы памяти, второй ключ и первый и второй блоки деления, вход делителя первого из которых является первым входом устройства, выход первого блока деления подключен к информационному входу блока нелинейности и к входу делителя второго блока деления, выход которого соединен с входом дифференцирующего элемента и информационным входом второго элемента памяти, управляющий вход которого объединен с управляющим входом первого элемента памяти, выход второго элемента памяти подключен к информационному входу второго ключа, выход которого является первым выходом устройства, управляющий вход второго ключа объединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента памяти, вход которого объединен с входом делимого первого блока деления и подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, выход блока нелинейности соединен с входом вычитателя, выход которого подключен к входу делимого второго блока деления, выход дифференцирующего элемента соединен с входом 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 период проведения технического обслуживания изделий, обладающих свойствами дежурных систем, а также определять их готовность 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, 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.

Недостатками устройства являются низкое быстpодействие и узкая область применения, так как при определении времени технического обслуживания вычисляется лишь период, т.е. определяется жесткая стратегия технического обслуживания дежурных средств.

Известно также 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. Недостатком устройства 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 устройства 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, то можно сделать допущение о том, что Т_обсл = 0. В качестве показателя готовности дежурного средства можно выбрать коэффициент готовности. В этом случае необходимо учитывать, что средство периодически подвергается техническому обслуживанию:

K_г(T₀) = где Т(Т_о) и (T₀) - 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(T₀) = P(t)dt = exp[-(z)dz]dt где Р(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:

K_г(T₀) = 1-exp- где - средняя наработка средства на отказ.

Характер изменения зависимости К_г(Т_о) приведен на фиг. 1.

Для обеспечения максимального коэффициента готовности дежурного средства необходимо определить такой период его обслуживания, при котором обеспечилось бы выполнение следующих соотношений:

K^*_г=max1-exp-

T^*_о c T_о;

= 0

На фиг. 2 изображена схема устройства.

Устройство содержит первый блок 1 деления, блок 2 нелинейности, вычитатель 3, второй блок 4 деления, триггер 5, генератор 6 линейно изменяющегося напряжения, второй элемент 7 памяти, второй ключ 8, дифференцирующий элемент 9, компаратор 10, первый элемент 11 памяти и первый ключ 12.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала "Пуск" с второго 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 первого элемента 11 памяти. С первого входа устройства на вход делителя первого блока 1 деления поступает сигнал U_вх= . С выхода первого блока 1 деления сигнал U₁= T_o/ поступает на вход делителя второго блока 4 деления и на информационный вход блока 2 нелинейности, с выхода которого сигнал U₂ = exp(-T_o)Т) поступает на вход вычитаемого вычитателя 3. На вход уменьшаемого вычитателя 3 постоянно заведен единичный сигнал U_у = 1, поэтому с выхода вычитателя 3 сигнал U₃= [1 - exp[(-To/T)] поступает на вход делимого второго блока 4 деления. С выхода второго блока 4 деления сигнал U₄= [1-exp(-T_o/) T_о поступает на информационный вход второго элемента 7 памяти и вход дифференцирующего элемента 9, с выхода которого производная сигнала U₅ = dU₄/dt поступает на вход компаратора 10. Как только в момент времени t = Т_о* сигнал на входе компаратора 10 станет равным или меньше нуля, U₅ 0, на его выходе появится управляющий сигнал, который поступает на управляющие входы первого 11 и второго 7 элементов памяти и первого 12 и второго 8 ключей. В первом элементе памяти запоминается значение сигнала t = Т_о*, а во втором элементе памяти запоминается соответствующее этому моменту времени значение сигнала U₄= [1-exp(-T^*_o/T)]/T_o, соответствующее максимальной величине коэффициента готовности. На этом работа устройства заканчивается.