книги из ГПНТБ / Владимирович Г.И. Управление запасами. Методы расчета индивидуальных и групповых комплектов запасных элементов
.pdf135
|
|
d p J i t ) |
|
|
|
|
Л*., Pk. J t ) + |
(5 .5 ) |
|
|||
|
|
d t |
= i A „ + Q k ) P S i ) |
+ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
При выводе этого уравнения принято во |
внимание, что рас |
||||||||||
сматриваемая совокупность |
макет |
находиться |
в состоянии |
к |
в |
|||||||
момент времени |
t |
+ A t |
в следующих случаях: |
|
|
|
||||||
|
- |
если |
она |
находилась |
в состоянии к |
в момент t |
, |
и за |
||||
время |
Д t |
никаких изменений состояния не |
произошло; |
|
|
|
||||||
|
- |
если она в момент времени |
t находилась в состоянии |
|
||||||||
к |
- 1 |
, а за время |
A t |
произошел один отказ; |
|
|
|
|||||
|
- |
если она в момент |
t |
находилась в |
состоянии |
к |
+ У |
, |
||||
а |
за |
время |
At |
доставлены |
Y |
элементов. |
|
|
|
|
||
На основании уравнения (5 .6 ) может быть написана система уравнений, характеризующая процессы в СУЗ:
dP- f t- |
= - 2 fi m+ J t ) + пАртШ ', |
|
|
||
—^ - ^ = -(пД + 2 f i ) p m( t ) + n A p m^ t ) ; |
|
|
|||
|
|
|
” APm. J t ) ; |
. |
|
d P m -d t) |
|
|
|
|
|
d t |
= ~ ( nA + M) |
t / + nA p m_ j t ); |
|
|
|
d p & * .№ |
|
|
' |
|
|
d t -----= " H + j O f y +>W |
+ nAP j ^ ) + 2 W m + № ' |
|
|||
d p A t ) |
+ |
|
+ n A p ^ } X ) + 2 p p mi t ) \ |
(5 .6 ) |
|
— d t |
|
||||
d p - j i t ) |
|
|
|
|
|
d t ~ |
= ~ n AP ? - l t ) + |
пАР<1-гМ + Р Р » - М ) \ |
|
||
dP i W |
= - n A p J t ) + n A p J t ) + t i p ^ t ) ; |
|
|||
d t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
d p , (t) |
- - n A p j t ) + n A p J t ) + p p ^ { t ) |
; |
|
||
d t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
d p j t ) |
= - n A p o( t ) |
+ fip ? ( t ) . |
|
|
|
d t |
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
136
Система уравнений (5 .6 ) может быть решена при известных начальных условиях , в качестве которых можно выбрать
I |
при |
к |
= |
о ; |
А “ > НО |
|
|
|
(5 .7 ) |
при |
к |
» |
/ . |
Кроме того, при решении системы (5 .6 ) необходимо учесть условие полной группы событий
m+f |
(5 .8 ) |
|
Е / М - / . |
||
|
При анализе СУЗ, имеющей пополнение с постоянным размером заявки, необходимо определить величину коэффициента готовности для стационарного режима функционирования СУЗ. Известно, что стационарный режим характеризуется условием
(5 .9 )
Urn t —-ев
При этом условии система дифференциальных уравнений (5 .6 ) приводится к системе однородных алгебраических уравнении
( 5 . I I ) , при составлении |
которых учтено |
вытекающее из |
выраже |
||||
ния (5 .9 ) равенство |
|
|
|
|
|
|
|
llm |
p ( t ) = P . |
|
|
|
|||
t —ОО |
К |
|
* |
|
|
|
|
В соответствие с этим условие полной группы событий |
|||||||
(5 .8 ) должно быть записано |
в ш де: |
|
|
|
|
||
ЛН| |
= |
1 |
|
|
|
|
(5 .10) |
А2*0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
- 2/АРя,+, + ПЛРт = |
0 |
|
|
|
|||
- и + 2 ^ P m + n A P _ = 0; |
|
|
|||||
-(пА + и) Рт |
+ па Р = 0 ; |
> |
(5 . II) |
||||
4 |
rv |
ш-/ |
|
т- 2 |
|
||
-1лЛ +fi) Рт.2+ пДР.3=0;
“ И + P ) pf+ 2 + пЛ р?+ ( = 0 ’
137
- l nA + P ) pf + , + |
n A P f |
+ |
2 p P |
+(= 0 ; |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
m-И |
|
|
-(лл + ц ) ^ |
+ |
nA |
Pf _f + |
2fx |
pm = о |
; |
|
|||
- n A P m + n A P |
+ a Pm = 0 ; |
|
|
|||||||
|
f - / |
|
|
f-2 |
r |
|
|
|
|
|
- n A P |
+ n A P |
|
и p |
= o : |
> |
(5 .I I ) |
||||
|
f- z |
|
|
f -э |
Г Л7-2 |
1 |
||||
- лЛР + лЛР |
+ u P m |
|
= 0 |
: |
|
|
||||
|
2 |
|
/ |
Г |
^ + 2 |
|
|
|||
- |
лЛР; + |
nA Р |
+ fz Р |
= 0 ; |
|
|
|
|||
- |
пЛРп + |
и Р |
= 0 . |
|
|
|
|
|
||
|
0 |
~ |
я; |
|
|
|
|
|
_У |
|
Введем обозначение |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
р |
_ |
м |
• |
|
(5 .12) |
|
|
|
|
|
5 |
” |
л Г |
|
|
|
Перепишем систему уравнений ( 5 . II) |
с учетом |
обозначения |
||||||||
(5 .1 2 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
p. |
- |
H |
' U |
- |
o ; |
|
|
|
|
|
р „ . , - (' + 2 ’^ |
|
= 0 ; |
|
|
|
|||
|
|
Р |
- У + ? ) Р |
= 0 ; |
|
|
||||
|
|
Р |
-С/+ ? ) Р |
= 0 ; |
|
|
||||
|
|
т - з |
|
|
т - 2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 .13) |
138
|
Р |
+ |
Е Р_ |
|
- |
Р |
|
= 0 |
’ |
; |
|
|
||
|
I |
|
' |
|
ф+г |
|
г |
|
|
|
|
|||
|
F. |
+ |
< |
pf „ - ' i |
|
|
; |
|
(5.13) |
|||||
|
|
|
? |
р? - р , |
= о . |
|
|
|
|
|||||
Решая систему (5 .1 3 ), |
|
получим |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Р |
* |
2 ^ Р |
|
; |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
m |
|
|
7 |
|
m+f 1 |
|
|
|
|
|
Р* = 2 ^ |
(1 + 2\) |
[) + |
Х)тЧ кРт+( |
|
при у + /< А $ го -/ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^5.14) |
|
|
р? = 2 5 [ С / + 2 ? П |+ ? ) 5 " - / ] р. „ |
; |
|
|||||||||||
РЛ = 2 ^ | ( / + 2 ^ ) [ ( / ^ ) f - ( / - b ^ " ' ‘ '<+ |
/ ] - ( / |
+ 3 5 )|p w |
при 0 < A < f - /. |
|||||||||||
Вероятность |
Pm+J |
может быть определена из уравнения |
(5 .1 0 ). |
|||||||||||
Подставив в него |
формулы |
(5 .1 4 ), |
|
получим |
|
|
||||||||
Рт+, = l + b f y W + K ) 1 / + ^ Г , ' * + 2 ? [ ( / + |
2 5 ) ( / + у |
|||||||||||||
+ ^ 2 ? | ( / + |
2 ^ [ ( / + ^ ) Т - ( / + ^ ) 2 ' * + /] - (/•+ 3t=)J . |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.15) |
|
Так как коэффициент готовности технической системы вы |
||||||||||||||
числяется по известной формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 .16) |
|
то выражение для коэффициента готовности может быть получено |
||||||||||||||
путем подстановки уравнения |
(5 .1 5 ) |
в формулу (5 .1 6 ). После |
||||||||||||
указанной подстановки и соответствующих алгебраических преоб |
||||||||||||||
разований будем иметь |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/+ |
тцг + тъ(1 + 2Ъ){1+Ъ)* |
(5 .17) |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
139
В частном случав для т = 2
К г |
_L |
(5.18) |
1 / + 2 ^ + 4 ^ г + 4 ^ 3 |
||
Обратимся теперь к |
равенству (5 .1 2 ). |
Если подставить в не |
го выражение
то величина
^ ” П К Ч
Так как произведение
ЛЛТ = а |
(5 .19) |
представляет собой среднее ожидаемое число отказов элементов группы в течение среднего времени пополнения, то
(5 .20)
Подставим равенство (5 .20) в выражение (5 .1 7 ). После ал гебраических преобразований будем иметь
|
|
f + * |
(5 .21) |
|
* г я ' |
- |
|
||
|
|
|||
|
а * ( а г- 1 ) + т ( а + 2 ) ( а + /) ^ |
|
||
Нг |
1 |
а 3 + 2 а 2 + 4 а + 4 |
(5 .22) |
|
Соответственно .для коэффициента простоя будем иметь |
|
|||
|
|
f +г |
(5 .23) |
|
К . = - ж |
— |
|||
’ |
||||
|
|
1 |
||
|
а * ( а г - 1 ) + л?(а + 2 ) ( а + / ) ] |
|
||
а для частного случая |
( /77 = |
2) |
|
|
К т |
а Г + 2 а г + 4 а + 4 |
(5 .24) |
||
|
|
|
||
|
140 |
На ри с.5 .2 |
представлено несколько зависимостей К п от т |
при различных а |
. Там же пунктирными линиями проведены со- |
Р и с.5 .2 |
Зависимости коэффициента простоя от числа элементов |
в |
запасе в СУЗ с постоянным размером заявки |
Сравнение |
этих кривых показывает, что при малых значениях |
а < 0 ,5 |
необходимое число элементов запаса при рассмат-г |
риваемых видах пополнения практически остается одинаковым. При средних значениях 0 ,5 < а. < 2 для обеспечения того же
141
коэффициента готовности СУЗ с пополнением с постоянным разме ром заявки требует примерно вдвое большего числа элементов за паса. Если же расход элементов велик , то СУЗ с непрерывным пополнением имеет еще большее преимущество.
Следовательно, по необходимому числу элементов в запасе СУЗ с пополнением при постоянном размере заявки несколько про игрывает СУЗ с непрерывным пополнением. Но так как СУЗ с непре рывным пополнением имеет большой выигрыш по сравнению с СУЗ с
периодическим пополнением, то |
очевидно, что СУЗ с |
пополнением |
|||||||
с постоянным размером заявки |
имеет |
преимущество по сравнению |
|||||||
с СУЗ с периодическим пополнением. |
|
|
|
|
|
||||
|
§ |
5 .3 . Исходные соотношения. |
Случай одной заявки |
||||||
|
Рассмотрим отличия случая одной заявки от случая двух за |
||||||||
явок, |
сохранив исходные данные, сформулированные |
в |
§ 5 .2 . |
||||||
|
Граф переходов для случая одной заявки приведен |
на ри с.5 .3 . |
|||||||
Он отличается от |
графа, изображенного |
на ри с.5 .1 , |
только тем, |
||||||
что |
интенсивность |
переходов из состояния т + |
I |
в |
состояние |
||||
у - |
+ / |
, а также |
из состояния т в |
у |
равна |
, а |
не 2 |U , как |
||
это было в случае двух заявок.
В соответствие с этим изменится выражение для темпа попол
нения. В нашем случае |
при 0 ^ к < |
~y |
|
||
0 |
; |
||||
Q |
|
ш ^ I. ^ |
— |
(5 .25) |
|
при |
. / |
||||
р- |
|||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
Следовательно, система уравнений (5 .13) для случая одной заявки должна быть записана в виде:
р. - ? р„ . , = ° ;
= о ;
р „.г - 1 ' + 5 )р- г ° ■ |
(5 .2 6 ) |
п ■
142
Р + |
t Я |
- |
р = 0 ' |
|
f- 2 |
* |
|
’ |
|
Я + р р |
- р |
= п • |
> |
|
О |
'/JU, |
|
и ’ |
(5.26) |
5 Рт - Р„ |
= о . |
|
||
^ |
т |
О |
|
|
|
1 |
|
|
|
Рис.5 .5 . Граф переходов в |
системе с постоянным размером |
заявки в случае |
одной заявки |
143
Решением системы |
(5 .26) |
будет являться |
|
|
|||||||||
|
|
|
Рк = |
Ч У + |
Ч Г |
“ Рт+, |
при |
/n « A « - f - + /; |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н 5 .2 ? ) |
|
|
|
Р = |
? [(/ |
|
( I + 5) ’ |
- |
? ] Р „ , |
при о « * < f |
-I. |
|
|||
На основе уравнения |
(5 .10) |
определим вероятность |
Рm+f • |
||||||||||
Рт +( = , + ^j 2 |
( ' + ^ Г * + ^ |
+ $ )? - ' ] + * £ [ ( / + + - |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
?-Jk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- (/ + ^ ) г |
- ъ ] \ . |
|
(5 .28) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Следовательно, коэффициент готовности технической системы в |
|||||||||||||
случае одной заявки определится так: |
|
|
|
|
|||||||||
для т |
» 4 |
|
|
i f |
|
|
|
|
|
|
|
||
*г= /-{/-Ц/+ т £ ) + * |
|
[/ + т ( , + ^ ] Н / + ^ ( 2 П |
) р + # |
||||||||||
М |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 .29) |
и для |
т = |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А = / - |
|
‘ |
г |
5 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
г |
|
z + ^ + v + V |
|
|
|||
После использования равенства |
(5 .2 0 ) |
будем иметь |
следую |
||||||||||
щие выражения для коэффициента готовности: |
|
|
|||||||||||
для |
т > |
4 |
|
|
|
f +2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Kr - i - - s - r |
---------------- |
|
: --------------------------------- |
|
|
|
|
|
{5 .'з о ) |
||||
|
|
а т (а - а + т - 2 ) + { 1 + а) [а + 5 а + т а + т + 2) |
|
|
|||||||||
и для |
т = |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
= / - |
- j |
-----^ |
------+ а +-/ |
|
(5 .31) |
||
|
|
|
|
|
г |
|
а * |
+ а |
|
|
|
||
|
Соответственно для коэффициента простоя будем иметь |
|
|||||||||||
для |
т > 4 |
|
|
|
|
?+ 2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
V Г |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 а |
|
|
|
|
(5 .32) |
||
= |
|
~ Т 7 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
( а + 5 а + т а + т + 2 ) |
|
|
||||||
|
|
й ( а - а + т - 2 ) + { 1 + а ) |
|
|
|
||||||||
144
а для т = 2
(5 .33)
а 3 + а г + а +1
Расчеты по этим формулам показывают, что при тех же исход ных данных и том же числе запасных элементов коэффициент про стоя в случае одной заявки примерно в два раза больше, чем в случае двух заявок. Следовательно, случай двух заявок более выгоден. Если применение случая одной заявки не вызвано ка кими-либо другими причинами, то этот способ использовать не целесообразно. Поэтому в дальнейшем анализ СУЗ с пополнением при постоянном размере заявки будет производиться только для случая двух заявок.
§ 5 .4 . Коэффициент |
запаса и чувствительность |
||
Определим зависимости |
коэффициента запаса р от парамет |
||
ра а при постоянном Нп и сравним их |
с соответствующими |
||
зависимостями для СУЗ с непрерывным пополнением. |
|||
Расчеты показывают, что при использовании СУЗ с постоян |
|||
ным размером заявки зависимости |
|
v |
|
p = (j)(fl) |
при |
Н п = |
c o n st. |
имегфг такой же вид, как у |
СУЗ с |
непрерывным пополнением или |
|
у СУЗ с периодическим пополнением. Лишь величина коэффициен та р имеет большее значение при том же значении а .
Следовательно, все выводы § 2 .6 и 4 .6 относительно целе сообразности унификации и стандартизации элементов и преиму ществе групповых комплектов запаса применимы и к СУЗ с попол нением с постоянным размером заявки.
Определим теперь чувствительность СУЗ с |
постоянным раз |
||
мером заявки. |
Для этого рассчитаем величину |
Д К п для некото |
|
рых значений |
а и т |
. Результаты расчетов представлены |
|
в табл .5 .1 . |
|
|
|
Сравнение |
этой таблицы с соответствующей табл .4 .1 пока |
||
зывает, что СУЗ с постоянным размером заявки имеет меньшую чувствительность к изменению интенсивности отказов элемен тов технической системы, чем СУЗ с непрерывным пополнением.
