Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Владимирович Г.И. Управление запасами. Методы расчета индивидуальных и групповых комплектов запасных элементов

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
7 Mб
Скачать

96

(3 .2 7 )

При известном среднем времени простоя системы и з-за отсут­ ствия необходимого элемента в запасе коэффициент готовности технической системы определится выражением

(3 .28)

которое может служить основой для определения необходимого значения вероятности нормального функционирования R

Действительно, если сравнить выражения для коэффициента готовности технической системы при бесконечно большом комп­ лекте запасов

 

 

 

 

 

 

(3 .29)

с выражением (3 .28)

и задаться условием,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

(3 .30)

где

6 -

величина малая по сравнению с

К г

, то

выбрав ве­

личину

6

можно

вычислить произведение

X ( l ~ R )

. Величи­

на этого произведения может служить основой при синтезе ра­ зомкнутой однофазной СУЗ с чисто периодическим пополнением. Безусловно, что такой метод определения исходных данных для синтеза СУЗ не является отрогам и не приводит к наибольшей эф­ фективности СУЗ. Однако он может быть применен при условии, что в распоряжении у проектировщика нет данных для решения задачи по исследованию операций, в результате решения которой можно определить исходные данные для синтеза СУЗ.

§3 .5 . Особенности разомкнутой однофазной СУЗ с периоди­ ческим пополнением при наличии внеочередной заявки

Вели алгоритм подачи заявок в СУЗ допускает подачу внеоче­ редной заявки, которая удовлетворяется независимо от того по­ слана очередная заявка или нет, то время простоя технической

97

системы в неисправном состоянии в основном определяется пара­ метрами процесса удовлетворения этой заявки. В такой СУЗ, как правило, внеочередная заявка посылается лишь на тот элемент, который необходим для восстановления работоспособности техни­ ческой системы.

Время удовлетворения внеочередной заявки т является случайной величиной, параметры распределения которой в общем случае не совпадает с параметрами распределения времени попол­ нения очередной заявки тп . Обычно среднее время удовлетво­ рения внеочередной заявки много меньше, чем среднее время по­ полнения.

В этой системе управления запасами влияние объема запасов на эксплуатационные показатели технической системы проявляется

в изменении коэффициента готовности

К г

,

величина

которого

в первом приближении может быть записана

в

виде

 

К г =

+ 0я+ М

) т

 

 

(3 .31)

 

 

 

 

 

 

 

где Т - среднее время удовлетворения внеочередной

заявки.

Как шдно из этого выражения, величина коэффициента готов­ ности определяется не только вероятностью нормального функцио­ нирования технической системы, но и временем Т , правиль­ ный выбор которого может в некоторой степени компенсировать недостаток запасов. В связи с этим вероятность нормального функционирования R теряет значение основной характеристики СУЗ. В такой СУЗ эта величина играет лишь вспомогательную роль, а основной характеристикой является коэффициент готов­ ности технической системы.

В связи с этим положением синтез подобной СУЗ должен вы­ полняться при заданном значении коэффициента готовности или коэффициента простоя Ип . В этом случае можно, как это дела­ ется в последующих главах, рассматривать два частных значения коэффициента готовности и решать задачу раздельно.

98

 

 

Г л а в а

4

разомкнутая однофазная система управления запасами

с

НЕПРЕРЫВНЫМ ПОПОЛНЕНИЕМ И ДИСКРЕТНЫМ СПРОСОМ

 

§

4 .1 . Постановка задачи

Как

было указано

ранее, периодическое пополнение запасов

в целом ряде случаев

не является

рациональным. Расчет опти­

мального времени между моментами подачи заявок приводит к по­ ложению, при котором

что означает преимущество непрерывного пополнения по сравнению с периодическим. В этой главе рассматриваются основные вопро­ сы анализа и синтеза СУЗ с непрерывным пополнением и произво­ дится сравнение этой СУЗ с предшествующими.

В случае непрерывного пополнения после устранения очеред­ ной неисправности на израсходованные элементы запаса составля­

ется

требование, по которому через некоторое

время

пополнения

1

доставляются элементы

запаса, указанные

в

заявке. Кроме

того ,

заявка посылается во

всех случаях, когда

для

устранения

очередной неисправности в запасе не оказалось необходимого элемента. В этом случае техническая система может простаи­ вать в неисправном состоянии интервал времени, превышающий время ремонта.

Наличие простоя технической системы в неисправном состоя­ нии и з-за отсутствия необходимого элемента запаса приводит к снижению коэффициента готовности. Причем объем запасов непо­ средственно влияет на его величину.Поэтому основной характери­ стикой СУЗ с непрерывным пополнением является коэффициент го-

99

товности (при прочих равных условиях). В этой СУЗ величина вероятности нормального функционирования, хотя и может быть вычислена, совершенно потеряла роль основной характеристики.

Время пополнения т и в случае непрерывного пополнения является случайной величиной, зависящей от ряда факторов: рас­ стояния, транспортных средств, типа элемента, оперативности личного состава и т .п . Для дальнейшего анализа будем характе­ ризовать время пополнения дифференциальной формой закона рас­

пределения d ( т ) .

 

 

Анализ СУЗ с непрерывным пополнением будем производить при

следующих исходных данных:

I

 

1. Техническая система по-прежнему состоит из

групп

однотипных элементов, для которых по формулам второй главы

рассчитаны средние значения интенсивности отказов

J L

я опре­

делено эквивалентное время работы Т3 , учитывающее работу

технической системы в различных режимах в течение срока экс­

плуатации

Т

. Для каждой группы известно число

однотипных

элементов

nL

, интенсивность отказов при хранении

и мо­

жет быть рассчитан вспомогательный параметр

/).

.

 

2. Время пополнения

т

является

случайной

величиной,

имеющей экспоненциальное

распределение

видя

 

 

 

 

 

оЦт)

=

-н*

,

 

 

 

 

 

 

fie

 

 

 

 

где fi = -=-•

 

по аналогии может

быть

названа

интенсивностью

пополнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 . Заявки

на пополнение посылаются немедленно после

окон­

чания ремонта или немедленно при обнаружении отсутствия необ­ ходимого элемента в запасе.

4. Параметры времени ремонта технической системы извест­ ны и не зависят от объема запасов.

5. Параметры времени пополнения не зависят от типа эле­ мента.

В результате анализа должны быть получены исходные соот­ ношения, связывающие коэффициент готовности технической систе­ мы с параметрами СУЗ, определены показатели СУЗ (коэффициент запаса, чувствительность, стоимость и т . д . ), проведена срав­ нительная оценка СУЗ с периодическим и непрерывным пополне­ нием и выработаны рекомендации по синтезу СУЗ.

Прежде чем перейти к решению перечисленных задач, рас­

смотрим вопрос о коэффициенте готовности технической систеш при наличии простоя по нескольким причинам.

§ 4 .2 . Коэффициент готовности технической систеш при наличии простоя по нескольким причинам

Рассмотрим какую-либо

техническую систему, которая может

простаивать в неисправном

состоянии по нескольким независящим

друг от друга причинам, например:

простой на ремонте, простой

и з-за отсутствия элементов

запаса,

простой по организационным

причинам. Причем интервалы

простоя

технической систеш по

всем рассматриваемым причинам не перекрываются. В этом случае суммарное время простоя технической систеш за какой-либо

достаточно

большой срок эксплуатации

Т может быть записано

в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .1 )

 

 

 

j -ои причине за период

эксплуатации

/

;

 

 

S

- число причин, вызывающих простои.

k

К г

 

Тогда коэффициент готовности технической систеш

определится

выражением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .2 )

где

Тр

-

суммарное время работы технической систеш

за пе­

риод

Т .

 

 

 

 

 

Так как

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .3 )

то общее выражение для коэффициента готовности может быть

записано

в

виде

 

 

 

IOI

Введем понятие частного коэффициента готовности техниче­ ской системы при наличии простоя только по J -й причине в виде

ТР

(4 .5 )

Tp + T n p j

и соответствующее ему понятие частного коэффициента простоя Knj технической системы при наличии простоя только поj

причине

 

 

Т,

 

к

= / - к г . = = - ^ ~

(4 .6 )

nj

rj

7„+т к

 

"P J

Найдем зависимость, связывающую величину общего коэффи­ циента готовности технической системы Нг со значениями част­ ных коэффициентов готовности К г . . Для этого прибавим к зна­ менателю выражения (4 .4 ) величину

Ц , - y i s - / ) ,

равную нулю, а затем разделим числитель и знаменатель полу­ ченного выражения на . После соответствующих преобразо­ ваний будем иметь формулу

/

(4 .7 )

k + ~ k + ' " + K s

связывающую общий коэффициент готовности технической систе­ мы с частными значениями коэффициента готовности, рассчитан­ ными при условии наличия простоя только по j -й причине.

При условии, что

 

K r J > 0

, 9

J

= 1 , 2 , 3 , . , . , S ,

Н .8)

выражение

(4 .7 ) может быть

заменено следующей приближенной

формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .9 )

которая совпадает с выражением, полученным Н.М/Седякиным

[1 6 ] для

подобной задачи

при перекрывающихся интервалах про­

стоя.

 

 

 

 

 

 

Поскольку при выводе

выражения

(4 .7 ) никаких

ограничений

102

на величины

7J, .

не накладывалось, это выражение

справедли­

во при любых законах распределения времени простоя.

 

При тех же предположениях

(4 .8 )

коэффициент простоя тех­

нической системы может быть записан

в виде

 

 

 

^

=

=

<4 Л 0 >

Заметим,

что формулы

(4 .9 )

и (4 .10) дают результаты, лежа­

щие по обе стороны

от точного

результата.

 

§ 4 .3 . Исходные соотношения для определения частного коэффициента простоя и з-за отсутствия запасов

Рассмотрим процессы, происходящие в системе пополнения запасов с целью оценки влияния объема запасов и времени по­ полнения на частный коэффициент готовности технической систе­ мы. Для этого представим себе техническую систему (или группу систем), состоящую из I групп, и рассмотрим одну группу этой системы. Будем считать, что интенсивность отказов всех элемен­ тов группы одинаковая и не зависит от времени, т .е .

Л, = Лг *

. . . = Лп = Л = const .

К группе придано т

запасных элементов, находящихся в

режиме хранения. Интенсивность отказов запасных элементов обо­

значим через

ш

. После установки

запасного элемента вместо

отказавшего его интенсивность отказов равна

Л

Структурная схема группы и системы пополнения изображена

на ри с.4 .1 .

 

 

 

 

 

В целях упрощения анализа будем считать,

что:

-

имеется

полная информация о

состоянии

элементов запаса;

-

в начале

срока эксплуатации

Т

все элементы группы и

запаса

находятся в

исправном состоянии;

 

- техническая система выключается, если для устранения оче­ редной неисправности в запасе не оказалось необходимого эле­ мента (в выключенном состоянии элементы технической системы не отказывают);

- техническая система вновь включается по получен!* не­ обходимого элемента из системы снабжения;

юз

-время ремонта технической системы равно нулю;-

-заявка на пополнение посылается сразу после отказа эле­ мента группы, кроме того, заявка посылается спазу после обнару­ жения отказа элемента запаса;

Рис.4 .1 . Структурная схема группы и системы пополнения

-

время пополнения

имеет экспоненциальное распределение

 

 

 

 

 

ОДт ) = ^ - е Г ;

(4 . И )

-

величина среднего времени пополнения не

зависит от чис­

ла заявок, находящихся

в системе пополнения;

 

- система пополнения имеет неограниченную пропускную спо­ собность, отказов в пополнении не происходит.

При этих условиях определим частный коэффициент готовности группы и з-за отсутствия элементов запаса с учетом процессов, происходящих в системе пополнения. Эту задачу решим методами теории массового обслуживания. При этом будем считать, что со­ стояние системы снабжения определяется числом заявок, находя­ щихся в ней. Обозначим это число через А .

Очевидно, что с учетом третьего допущения

О ^ к 4- т + 1 .

104

Интенсивность отказов группы, равная интенсивности поступ­ ления заявок, при нахождении системы в А -ом состоянии будет определяться следующими соотношениями:

п А + { т - к ) и при 0 < к 4 т

 

{

(4 .12)

 

Опри к = т + / .

Темп пополнения запасов

Q

для системы с

неограничен­

ной пропускной способностью полностью определяется числом

заявок, находящихся в системе

пополнения, и средним временем

пополнения, поэтому

 

 

 

Q k =

к (и = A y

(4.13)

при любых значениях А

 

 

 

На ри с.4 .2 изображен граф

вероятностей переходов в систе­

ме массового обслуживания, описывающей процессы,

происходя­

щие в рассматриваемой СУЗ. Пользуясь этим графом, нетрудно составить систему дифференциальных уравнений, позволяющих определить основные характеристики исследуемой СУЗ. Действи­

тельно, определяя на основе графа

вероятность нахождения си­

стемы

снабжения к

А -ом состоянии

в момент времени

t + Д t ,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

Рк^ +й V “['- ( V

ЛtJ Р„ IV + лAt Pk-,V) +

 

 

 

 

+

Q k L

i P * + № -

(4 - I4)

где

 

^ ( t )

-

вероятность

нахождения системы

снабже­

 

 

 

 

ния в А -ом состоянии в момент време­

 

 

 

 

ни

t

;

 

 

 

Рк

* Рк+\*^~

те же веР°ЯТН0СТИ Д”71 А“ / и

А + / со­

 

 

 

 

стояний соответственно.

 

Переходя к пределу

при

A t —-

0, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

,

(4 .15)

где

к =

0 ,1 ,2 ,3 ,

. . . .

т +

I .

 

 

На основании уравнения (4 .15)

может быть составлена си­

стема дифференциальных уравнений,

описывающих процесс функцио­

нирования системы снабжения:

 

 

 

105

i p M

= - V 2 W ‘ ) + A . f t « ) + О .А «> ;

t+QJ/>,№) +A,p/t)* Q , A » ) ;

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ