книги из ГПНТБ / Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник

320

соб прогнозирования спроса путем экстраполяции кривой расхода запасов на предполагаемое время пополнения, с тем чтобы в мо­ мент прихода очередной поставки наличный объем запасов был бы приблизительно равен расчетному. В этом случае [22]

р и с,16.36.

Особым случаем системы с фиксированным размером заявки яв­ ляется так называемое непрерывное пополнение, при котором раз­ мер заявки снижается до одного неделимого элемента запаса. Сле­ довательно, непрерывное пополнение может использоваться лишь для элементов ЗИП. Таким образом, при использовании непрерыв­ ного пополнения заявка подается каждый раз, когда из ЗИП взят элемент для восстановления эксплуатируемых средств, или в тех случаях, когда в ЗИП нет элемента, потребного для производст­ ва ремонта (ри с.16.З в ).

Очевидно, что стоимость системы материально-технического снабжения является составной частью затрат на эксплуатацию, а так как последние входят в стоимость выполнения боевой задачи, то величина стоимости СМТО не может быть выбрана произвольно, а должна устанавливаться таким образом, чтобы обеспечить мини» мальную стоимость выполнения боевой задачи при заданной степе­ ни эффективности. Это важное положение приводит к необходимо» сти комплексного решения проблем эксплуатации совместно с за­ дачами организации СМТО.

321

§ 16 .2 . КРИТЕРИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Очевидно, что объем запасов, а также другие параметры СМТО влияют на эксплуатационно-технические характеристики эксплуа­ тируемых, средств. Поэтому в первую очередь необходимо изложить критерии, позволяющие оценить влияние объема запасов, структу­ ры СМТО и способа пополнения на эксплуатационно-технические ха­ рактеристики эксплуатируемых средств. Для большей конкретности дальнейшее изложение будет вестись применительно к запасам,обес­ печивающим восстановление средств после возникновения в них не­ исправностей, т .е . применительно к комплектам ЗИП.

В зависимости от структуры СМТО и принятого способа попол­ нения в качестве таких критериев используются следующие пока­ затели:

ние заданного срока эксплуатации R (также с учетом наличия за­ пасов) .

При этом под вероятностью нормального функционирования средств понимают вероятность того, что основные эксплуатацион­ но-технические показатели средств, вычисленные при условии,что для ремонта и проведения регламентных работ в комплекте ЗИП имеются необходимые материалы, будут находиться в пределах за­ данных норм. Такое определение означает, что по существу веро­ ятность нормального функционирования представляет собой веро­ ятность того факта, что для устранения очередной неисправности в комплекте ЗИП найдутся необходимые элементы.

Кроме того, необходимо иметь показатели, оценивающие сте­ пень влияния объема запасов и структуры СМТО на эффективность

322

Таким образом, для полной стоимости СМТО может быть написа­ но следующее выражение:

(16.3)

Сс*то = См +Схр +Са + Стр+Спр

Наконец, можно выделить группу критериев, необходимых для сравнительной оценки СМТО. К числу таких показателей относятся коэффициент запаса, эффективность и чувствительность.

I . Коэффициент запаса

необходимо для обеспечения восстановления средств при возмож­ ных флюктуациях расхода элементов в них. Очевидно, что если для каждой базы коэффициент запаса значительно больше единицы,

расходована и должна быть списана при моральном или техническом старении средств. Это положение заставляет и проектировщиков-и эксплуатационников стремиться к возможному уменьшению коэффи-- циента запаса. Величина р может быть уменьшена как путем пра­ вильного проектирования, так и путем рациональной организащи СМТО.

2. Эффективность системы материально-технического снабже­ ния. При отсутствии запасов эксплуатируемые средства могут вос­ станавливаться лишь путем доставки необходимых элементов из промышленности. Это обусловливает сравнительно низкие показа­ тели готовности и ремонтопригодности. В свою очередь, такие по­ казатели вызывают высокую стоимость выполнения боевой задачи. Создание и увеличение запасов приводит к улучшению эксплуата­ ционно-технических показателей боевых средств, что вызывает уменьшение стоимости выполнения боевой задачи на некоторую ве­

323

%{M)

*запасов;

-стоимость выполнения той же боевой задачи при

наличии СМТО с объемом запасов, равным М,и при прочих равных условиях.

Очевидно, что эффективность СМТО зависит от ее структуры и объема запасов. На рис. 16.4а показаны примерные зависимости

реальной интенсивности от-

324

казов элементов эксплуатируемых средств. Это объясняется, с

факторов (квалификации обслуживающего персонала, температурновлажностного режима, наличия примесей в атмосфере и т .д .) . По этой причине практические величины коэффициента готовности или вероятности нормального функционирования будут отличаться от расчетных. Степень такого отличия зависит от разброса интенсив­ ности отказов и от структуры СМТО. Желательно создать такую структуру, при которой изменения интенсивности отказов вызыва­ ли бы весьма незначительные изменения коэффициента готовности (вероятности нормального функционирования) и эффективности СМТО. Это положение заставляет вводить специальный критерий, оцени­

тенсивности отказов (интенсивности спроса) на один процент.Ре­ альные величины чувствительности для некоторых СМТО приведены

вдальнейшем.

§16.3. ОСНОВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

При создании СМТО для новых средств возникает задача опре­ деления ее параметров, а именно: а) структуры СМТО, т .е . числауровней и количества баз на каждом уровне, б) алгоритма переме­ щения запасов между уровнями и способа пополнения СМТО из про­

325

мышленности, в) объема запасов, сосредоточенных в каждой базе. Кроме того, применительно к ЗИП может возникнуть дополнительная задача - задача определения номенклатуры элементов заласа.Смысл этой задачи заключается в том, что ремонт технических средствможет производиться на разных уровнях: на уровне устройств,-уз­ лов, блоков, модулей или даже типовых элементов (резисторов, конденсаторов, полупроводниковых приборов и т .д .) . Выбор наи-~ более рационального уровня ремонта оцределяет номенклатуру за­ пасных элементов.

Рассмотрим кратко основные соображения, дающие возможность ~ провести качественное решение этих вопросов..При этом будем опи­ раться на исследования отечественных [22, 26, 57] и иностран­ ных авторов [15, 64, 65] по теории управления запасами.

Дри выборе структуры СМТО, как правило, руководствуются следующими основными соображениями:

1. Структура СМТО должна соответствовать существующей орга­ низации войск.

2. В большинстве случаев наиболее оптимальной структурой СМТО является двухуровневая система, имеющая один центральный склад, в котором сосредоточен основной объем запасов,, и ряд складов первого уровня, в которых размещаются индивидуальные или групповые комплекты ЗШХ .

Увеличение числа звеньев в СМТО обычно приводит к росту ее - стоимости.Ч)днако в отдельных случаях при очень большой удален­ ности частей от центрального склада целесообразно создание скла­ дов промежуточного уровня.

3 . Организация-управления в СМТО должна быть централизован­ ной. Это позволяет, с одной стороны, использовать большие вы­ числительные машины для хранения информации о наличии запасов

ивыдачи распоряжений на их перемещение,и с другой - объединить

еес системой сбора и обработки сведений об отказах. В этом случае отпадает необходимость в посыпке заявок, .так как сведе­

ния об отказах и мероприятиях по их устранению дают возможность централизованно следить за состоянием запасов в каждом складе и своевременно пополнять его.

Здесь и далее под индивидуальным комплектом ЗИП понима­ ется комплект, предназначенный для обеспечения эксплуатации од­ ного экземпляра средства. Если же комплект ЗИП предназначен для удовлетворения потребностей двух и более средств, то его назы­ вают групповым.

326

4 . Включение узлов восстановления в состав СЫТО целесооб­ разно в тех случаях, когда элементы комплекта ЗИП подлежат вос­ становлению, что определяется соображениями, изложенными в §13.1. Однако в этом случае необходимо определять принадлежность узлов восстановления к базам соответствующего уровня. Здесь по­ лезно использовать все соображения по организации ремонта,при­ водимые в главе 13.

При выборе способа пополнения необходимо иметь в виду, что наименьший объем запасов при заданной величине выбранной ЭТХ,- а следовательно, и наименьшая суммарная стоимость запасных эле­ ментов, их хранения и обслуживания имеют место при непрерывном пополнении. Больший объем запасов необходимо иметь для обеспе­ чения той же величины ЭТХ при пополнении с постоянным размером

заявки при у «= Y , еще больший - при пополнении с постоянным размером заявки при </= у . Примерно такие же результаты бу­

дут иметь место при пополнении с периодической посылкой заяв­ ки. Наконец, наибольший объем запасов необходимо иметь в СМТО без пополнения.

Однако стоимость транспортировки элементов в СМТО изменя­ ется в обратном соотношении. Наибольшая стоимость имеет место цри непрерывном пополнении, так как здесь элементы транспорти­

портируются одной большой партией, а известно, что стоимость перевозки одного килограмма груза обратно пропорциональна объе­ му партии.

Зависимости суммарной стоимости

Ст~ Сзл + Схр + Соб

и стоимости транспортировки показаны на ри с.16 .5 . Из этого ри­ сунка следует, что в общем случае имеет место минимум стоимо­ сти СМТО, соответствующий определенному способу пополнения.

Очевидно, что к организации такой СМТО и следует стремиться при ее создании. В зависимости от конкретных условий этот ми­ нимум может соответствовать любому из перечисленных способов пополнения. В частном случае, если стоимость транспортировки црямо пропорциональна числу перевозимых элементов, что имеет место для крупногабаритных элементов запаса, минимум стоимости соответствует непрерывному пополнению. К такому же решению мож­

но прийти, если стоимость транспортировки пренебрежительно ма­ ла, по сравнению со стоимостью Сг .

Важное значение при организации СМТО имеет номенклатура элементов запаса. Действительно, любое техническое устройство может быть разделено на элементы различной слож­ ности. Например,для элек- ссмто

При выборе номенклатуры необходимо иметь в виду, что наи­ меньший объем (стоимость) имеет комплект ЗИП, состоящий из ти­ повых элементов, так как в этом случае заменяется именно тот элемент, который вышел из строя. Однако при таком комплекте ЗШ в распоряжении у операторов должны быть комплекты КИА, инстру­ мента и приспособлений, обеспечивающие отыскание неисправного элемента и его замену. Кроме того, на отыскание неисправного элемента и его замену требуется значительное время, что умень­ шает частный коэффициент готовности по ремонту. С учетом этих соображений такой комплект ЗИП может оказаться невыгодным.

С другой стороны, в случае использования комплекта ЗИП, со­ стоящего из блоков, оператор вынужден заменять блок целиком изза отказа .одной детали. Это приводит к резкому увеличению объе­ ма ЗШ . Однако при этом процесс восстановления работоспособно­

328

сти средства (замены блока) не требует большого временя я спе­ циальной КИА. Поэтому также существует оптимальный комплект ЗИП, состоящий из отдельных блоков, узлов я типовых элементов. Поиск этого оптимума должен выполняться в каждом отдельном слу­ чае. Принципы подхода к решению такой задачи приведены в лите­ ратуре [22 и д р .] .

Определение объема запасных элементов обычно производит­ ся после выбора структуры СМТО, способа пополнения и номенкла­ туры элементов. При этом, как правило, уже определена величина

пасов является задача нахождения экстремума некоторой целевой функции, в качестве которой обычно принимают стоимость CMTQ, и соответствующих значений переменных (объем запаса по каждой, номенклатуре) при заданном значении частного показателя готов­ ности по запасам. Аналогичная картина имеет место и в случае использования вероятности нормального функционирования в ка­ честве основного критерия СМТО.

Для решения этой задачи могут быть использованы различные математические методы [45,. 62]. На наш взгляд, наиболее целесо­ образно использовать метод производных [2 3 ], являющийся част­

ным случаем метода дифференциального программирования. Данный метод излагается в § 16.6.

Использование этого метода требует знания зависимостей пар­

ственно обеспечивающий эксплуатируемые средства запасными ча­ стями одной номенклатуры. Для этого склада введем понятие "со­ стояние склада", под которым будем понимать наличие в нем опре­ деленного числа элементов запаса. Примем следующую нумерацию состояний. Начальному (расчетному) числу элементов на складе т присвоим состояние с нулевым номером. Состояние с номером я бу-

329

дет соответствовать расходу к элементов или наличию т-н эле­ ментов. При этом будем учитывать и вышедшие из строя запасные элементы, несмотря на то, что они могут продолжать храниться. Неудовлетворенный спрос будет соответствовать состояниям с номерами больше т .

Определим каким-либо способом вероятности нахождения скла­ да в каждом состоянии в моменты времени t и Тэ . Тогда очевид­ но, что для непоцолняемого склада величина парциальной вероят­

ности нормального функционирования л определяется равенством m

(16.8)

где рік (Тэ ) - вероятность нахождения склада в к -м состоянии

кконцу срока эксплуатации Тэ .

Сдругой стороны, для склада с пополнением при стационар«- ном режиме эксплуатации средств величина парциального коэффи­ циента готовности

m

(16.9)

где -Р. - стационарное значение вероятности нахождения склада в к -м состоянии.

Таким образом, для определения парциальной вероятности нор­ мального функционирования или парциального коэффициента готов­ ности необходимо определить вероятности нахождения склада или СЫТО в целом во всех возможных состояниях. Для решения этой задачи в ряде случаев возможно использование теории массового обслуживания. В некоторых случаях целесообразно воспользовать­ ся комбинаторными методами теории вероятностей. В следующих па­ раграфах будут проиллюстрированы эти методы применительно к наиболее часто встречающимся я достаточно простым частным слу­ чаям.

§ 16.4. ИСХОДНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ НЕПОПСУШЯЕМЫХ ЗАПАСОВ

В качестве основной характеристики непополняемых запасов целесообразно принять вероятность нормального функционирования эксплуатируемого средства за некоторый срок эксплуатации Тд. Поэтому исходные соотношения должны выражать связь между пара­ метрами средства, временем эксплуатации Тэ , количеством элемен­