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:
14
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
7 Mб
Скачать

106

для решения этом системы необходимо учесть, что m+j

 

 

Ъ Р №

Я 1 ,

 

(4 .17)

 

 

*>0

 

 

 

 

 

 

а также

начальные условия,

 

которые

могут

быть

записаны

в виде

 

 

 

Г )

„ р и * - 0

;

 

 

 

 

Нк

\

О

при

к > о .

 

 

Решение

системы (4,16)

 

дает

возможность найти зависимости

pH ( t )

.

В свою очередь,

знание

вероятностей

/?A(t)

позво­

ляет определить частный коэффициент готовности технической си­ стемы с учетом наличия запасов. При условии, что замена неис­ правных элементов осуществляется мгновенно, коэффициент готов­ ности технической системы может быть вычислен по фор|<уле

(4 .18)

или, с учетом выражения (4.17)

(4 .19)

При вычислении необходимого количества элементов в запасе часто бывает удобнее использовать не коэффициент готовности, а соответствующий ему коэффициент простоя, равный

(4 .20)

К „ Ш = 1 ~ Kr ( t ) ■

Подставляя формулу (4 .19) в выражение (4 .2 0 ),получим

(4 .21)

. к пЩ =

Известно, что при начальных условиях, соответствующих третьему допущению, коэффициент готовности является функцией времени, изменяясь от значения /(ДО) = I при t = 0 до ста­ ционарного значения К г при t ~ ~ 00 . Исследования переход­ ных процессов в системах массового обслуживания [IS, 1о] по­ казывают, что параметры систем массового обслуживания практи­ чески достигают установившихся значений за незначительное вре­ мя, соизмеримое с четырьмя - пятью средними длительностями обслуживания. Поэтому при исследовании процесса функциониро­ вания системы снабжения целесообразно рассчитывать частный коэффициент готовности для стационарного режима работы системы снабжения.

107

Лля стационарного режима характерно, что

pk(t) = Рк = const .

(4 .22)

Следовательно,

%

 

п

(4 .23)

 

Подстановка условий (4 .22) и (4 .23) в систему

(4 .16) пре­

вращает ее в систему алгебраических уравнений, связывающих между собой вероятности пребывания системы снабжения в раз­ личных состояниях в стационарном режиме:

-Л 0 ро + 2 ^ = 0 ;

'

 

- ^ + а д + \ р0 + ц р2= ° ;

 

(4 .24)

+

+ Ц,Р,-0;

>

- 2 , ч rОm+t

AmPm = 0

 

 

Решение этой системы приводит к следующему результату:

к-!

 

 

П

Л,

(4 .25)

Рк =

 

Рс

г

>

 

Преобразуем полученное выражение к более удобному виду. Лля этого вновь введем обозначение

Л

(4 .26)

и будем иметь ввиду, что произведение

пА т = а

(4.27).

представляет собой среднее число ожидаемых отказов в техниче­ ской системе в течение среднего времени пополнения.

Подставляя в выражение (4 .25) формулы (4 .12) и (4 .1 с ) и используя обозначения (4 .26) и (4 .2 7 ), после несложных пре­ образований получим

 

к-1

/ +

m- L

 

Р*

П

(4 .28)

i»0

 

h

 

 

108

Величина

PQ

.входящая в выражение (4 .2 8 ), может быть

определена из

условия

Следовательно,

(4 .29)

Подставляя полученные значения Рк и PQ в формулу

(4 .1 8 ), получим выражение для коэффициента готовности техни­ ческой системы

i *

1

 

4

п

I

*

т~ 1

(4.30)

К г -

 

к\

1-0

 

 

 

 

 

 

f

i

v

m-L

 

*

1

4

 

 

 

 

 

 

iH)

 

 

h

 

В частном случае, когда

 

 

ш =

 

0

( /) = < » ) , имеем1

 

 

S

 

f

r _ _ _

 

(4 .31)

Кг =

*■0

 

 

 

 

1

l

+ f

 

 

ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что совпадает с результатом, полученным нами ранее [ 7 ] . Соответственно при этих условиях

К . =

,т*1

(4 .32)

 

i

 

 

 

< ак

 

 

к»о к \

Для общего случая ( ш /

коэффициент простоя техниче­

0)

S

ской системы

т*1

 

 

a

\ l

+ f

f

К =

1*0

п

 

 

(4 .33)

 

 

 

И + / ) ! ( / +

| ^ г й ' + 1 Г

$

И ю .4 .3 . Номограмш для расчета комплекта элементов запаса при непрерывном пополнении

109

По формуле (4 .32) рассчитаны таблицы приложения 5 и по­ строены номограммы ри с.4 .3 . Эти номограммы значительно упро­ щает процесс вычисления рационального комплекта запасных эле­ ментов при заданном коэффициенте готовности и непрерывном по­ полнении. Методика такого расчета изложена в § 4 .7 .

§ 4 .4 . Частный коэффициент готовности с учетом отказов технической системы в нерабочем состоянии

В предыдущем параграфе мы предполагали, что интенсивность отказов технической системы в выключенном состоянии равна ну­ лю. В действительности, элементы системы в выключенном состоя­ нии находятся в режиме хранения и имеют интенсивность отказов СО , соответствующую этому режиму. В настоящем параграфе мы

снимем указанное ограничение и будем считать, что элементы технической системы в нерабочем состоянии имеют интенсивность отказов, равную интенсивности отказов элементов запаса ш . Кроме того, будем считать, что имеется полная информация о состоянии этих элементов,и при их отказе немедленно посылает­ ся заявка на доставку этого элемента.

Все остальные ограничения § 4 .3

остаются в силе.

В этих условиях число состояний системы снабжения

изменяется в пределах

 

 

 

0 « к < т + п .

(4 .34)

В соответствии с указанным условием интенсивность поступ­

ления заявок определяется так:

 

 

ПА +(/77

- к ) О)

при

к < т ;

Л к

 

 

(4 .35)

к ) ш

при

/77 < к 4 т + п .

( т + п -

Темп пополнения запасов при неограниченной пропускной способности системы снабжения будет по-прежнему определяться

выражением (4 .1 3 ).

 

Следовательно,

система уравнений (4 .24) с учетом условия

(4 .34) превратится

в следующую систему уравнений:

н о

Р + Q Р = 0 ;

ЧЛ + Я/р.'л.Р. + О.Р.-О;

о о

4 V Q 2) p2+ a , p, + Q,p = o ;

(4.36)

-1Л т + 2 J + Л Ш Н Рт - , + 2 т +,Рт +1 = 0 ’

Нлт+(+ йт+()+ л т Рт + й т+гРт+2= о ;

Р

+ А

Р

=0

 

т+п т +n

 

т + п - 1 т + п - 1

 

Полученная таким образом система уравнений отличается от системы уравнений (4 .24) лишь числом уравнений. Поэтому реше­ нием систеш (4 .36) по-прежнему будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .37)

Подотаним в

выражение

(4 .37)

величину интенсивности пото­

ка заявок, определяемую формулой

(4 .3 5 ),

а также значение

Q

из равенства

(4 .1 3 ).

Кроме того,

учтем обозначения

(4 .2 6 )

ж

(4 .2 7 ). После

несложных преобразований будем иметь

 

 

рГ - р> ж

й

, + ШГ

 

 

при

0 <

к 4 т + 1 ;

k

 

 

 

 

 

 

 

(4 .38)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n a* n l , .

 

m +n-L

 

1+ т < к 4

п + т .

 

^ f e G r — j n , - т - н р *

 

 

 

 

 

 

Величина

вероятности

Р

может

быть определена из ра-

венства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ц р „

= 1 .

 

 

 

(4.39)

 

 

 

А*0

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя в

последнее

выражение

величину

р

, опреде­

ляемую формулами

(4 .3 8 ), получим

 

 

 

 

 

 

• (4 .40)

I l l

Знание величин Рк и PQ позволяет определить частный коэффициент готовности технической системы. Действительно, под­ ставляя выражения (4 .38) и (4 .4 0 ) в формулу (4 .1 8 ), будем иметь

 

 

 

V а*'Н *

m~ L

 

4

n -

 

 

I

T

(4.41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; +

 

 

 

 

Кг

Установим связь между величиной коэффициента готовности

,

вычисленного при отсутствии

отказов системы

в выключен­

ном состоянии, [ выражение (4.Э0)]

и величиной коэффициента

готовности К

, рассчитанного

при условии учета

отказов си­

стемы

в выключенном состоянии.

Для этого определим

величину

Первое слагаемое правой части равенства (4 .42) представ­ ляет собой величину обратную К г , а второе слагаемое обо­ значим через Д . Таким образом,

(4 .43)

(4 .44)

В заключение найдем выражение для частного коэффициента простоя технической системы. Так как

К „ =

2

Р

1

п

k»m+t

к

112

то, подставляя в это выражение значения

/?

, получим

Выражения (4 .41) и (4 .45) позволяют определять необходи­ мое число элементов запаса.

§4 .5 . Частный коэффициент готовности технической системы при ограниченной пропускной способности системы

 

снабжения

 

Рассмотрим еще

один случай. Пусть в условиях § 4 .3

систе­

ма снабжения имеет

ограниченную пропускную способность.

Это

означает, что система снабжения может одновременно удовлетво­ рять только определенное количество заявок b . При этом,если в системе снабжения находится большее число заявок, то заяв­ ки становятся в очередь и удовлетворяются по мере освобожде­ ния обслуживающего персонала, занимающегося удовлетворением заявок. Отсюда видно, что в этом случае мы имеем модель ти­ пичной системы массового обслуживания с ограниченным числом обслуживающих аппаратов и неограниченной очередью.

Наибольшая пропускная способность системы снабжения рав­ на b . Нетрудно видеть, что наличие ограниченной пропускной способности системы снабжения приведет к изменению условия

(4 .3 ), которое

в данном случае должно быть записано в

виде

 

Q k = к ц

при

0 4 А < 6 ;

(4 .46)

 

Qa = 6 jul

при

' 6 < к 4 т + 1 ;

 

 

Отличие условия

(4 .46) от

(4 .3 )

объясняется тем, что

при ог­

раниченной пропускной способности системы снабжения темп по­ полнения запасов не может быть больше, чем 6ju .

из

Вто же время интенсивность поступления заявок остается прежней (4 .2 ) . Таким образом, в случае ограниченной пропуски ! способности системы снабжения изменяются лишь выражения для темпа пополнения запасов. Следовательно, основная система

уравнений (4 .2 4 ), описывающая процесс функционирования систе­ мы снабжения, остается без изменений. Решением этой систем! по-прежнему будет

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .4 7 )

Подставив в выражение

(4 .47)

значения

А-

и

Q-

, опре­

деляемые формулами

(4 .2 ) и

(4 .4 6 ),

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .48)

С учетом обозначений (4 .26)

и

(4 .27) выражения

(4 .48)

могут быть преобразованы к

виду

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .4 9 )

 

 

 

 

при

6 < к 4

т + 1 .

 

 

Имея значения

вероятностей

Рк

на основании условия пол­

ной группы событий

(4 .7 ),

можно вычислить

величину вероятно­

сти Р0 . Подставлял в выражение

(4 .7 )

формулы (4 .4 9 ),

полу­

чим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 .5 0 )

Так как

(4 .51)

114

то величина коэффициента простоя для случая ограниченной про­ пускной способности системы снабжения определится так:

(.4.52)

I

 

где величина Р0

вычисляется по формуле (4 .5 0 ).

Соответственно коэффициент готовности технической системы будет

“ г = > - Р 0

а

т+1

(4 .53)

Ы Ьт*'~ь

 

Сравнение выражений для коэффициентов готовности или коэф­ фициентов простоя для случаев неограниченной и ограниченной

 

пропускной способности

 

системы снабжения пока­

 

зывает некоторое преи­

 

мущество системы с не­

 

ограниченной пропускной

 

способностью.

Однако это

 

преимущество

заметно

 

лишь в тех случаях, ког­

 

да пропускная способ­

 

ность ограничена в силь­

 

ной степени.

 

 

На рис.4 .4 приведе­

Рис.4 .4 . Зависимость коэффициента •

на зависимость частного

 

 

готовности от пропускной способности коэффициента готовности

системы снабжения

технической системы,

 

обусловленного отсутствием запасов, от пропускной способности системы снабжения. Как видно из этого рисунка, в области, при­ мыкающей к условию Ь = т + / , изменение коэффициента готов­

ности невелико и в первом приближении

может не учитываться при

синтезе СУЗ* так как расчеты величины

т

по формуле

(4 .52)

или (4 .5 3 ) сложны. С другой стороны, реальные

системы

снабже­

ния достаточно емки и при малых значениях

т

функционируют

как системы с неограниченной пропускной способностью.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ