157

Лекция № 1. Общая характеристика объектов и систем сервиса.

Сервис - это вид человеческой деятельности, направленный на удовлетворение потребностей потребителя посредством оказания индивидуальных услуг.

Область профессиональной деятельности выпускника - индивидуальное обслуживание потребителя услуг.

Объекты профессиональной деятельности

Объектами профессиональной деятельности специалиста по сервису являются:

1. человек и его потребности в индивидуальных услугах;

2. способы и методы выявления и формирования этих потребностей с доведением их до устойчивого спроса в отношении различных индивидуальных услуг;

3. методы моделирования, диагностики и разработки материальных объектов и услуг по индивидуальным заказам потребителя;

4. технологические процессы, посредством которых выполняются индивидуальные заказы на услуги;

5. оборудование, машины, приборы и их системы для осуществления технологических процессов сервиса.

Виды и задачи профессиональной деятельности

Специалист по сервису в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой может выполнять следующие виды профессиональной деятельности:

а) сервисная:

• анализ заказа на услуги, проведение экспертизы и (или) диагностики;

• исследование возможностей и методов оказания услуги;

• разработка проекта и технологии оказания услуги;

• установление и обеспечение необходимого качества услуги;

• согласование, оформление и доведение услуги до потребителя.

б) производственно-технологическая:

• организация приема заказа на оказание услуги;

• разработка комплексных вариантов проекта оказания услуги;

• разработка проекта оказания услуги;

• нахождение компромиссных решений в условиях многокритериальности процесса оказания услуги;

• разработка технического задания, технического предложения, технического описания;

• организация технологического процесса для исполнения услуги;

• выбор специального оборудования и технических средств для оказания услуги;

• использование информационных технологий для решения задач технологического процесса оказания услуги;

• разработка процесса оказания услуги;

• оптимальное использование материальных и энергетических ресурсов, исходя из требуемого уровня качества оказываемой услуги;

• организация и эффективное осуществление входного и выходного контроля качества процесса оказания услуги, параметров технологических процессов, используемых материальных объектов и систем сервиса;

• организация проведения экспертизы, диагностики, сертификационных испытаний различных видов услуг;

в) организационно-управленческая:

• организация сервисной деятельности предприятий; принятие управленческих решений по оказанию услуги; оптимизация выбора состава технологического оборудования и технических средств, необходимых для оказания услуг требуемого ассортимента и обеспечения их качества;

• организация контактной зоны для общения с потребителем услуги; подбор сотрудников, обладающих психологической устойчивостью для работы с потребителем услуги; нахождение компромисса с потребителем по возможностям и требуемому качеству оказания услуги;

• планирование сервисной деятельности предприятий, прогнозирование развития предприятия при изменении ассортимента услуг; прогнозирование изменений на рынке услуг;

• оценка производственных и непроизводственных затрат на обеспечение деятельности предприятия сервиса;

г) научно – исследовательская:

• системный анализ и оптимизация сервисной деятельности;

• моделирование технологических процессов оказания услуги;

• разработка стратегии и алгоритмов обслуживания;

• исследование психологических особенностей потребителя услуги с учетом национально-региональных и социально-демографических факторов;

• исследование и разработка методов управления качеством, стандартизации и сертификации изделий и услуг.

Лекция № 2. Использование имитационного моделирования при проведении экспертизы и диагностики ОСС.

Процессы функционирования различных систем и сетей связи могут быть представлены той или иной совокупностью систем массового обслуживания (СМО) - стохастических, динамических, дискретно-непрерывных математических моделей. Исследование характеристик таких моделей может проводиться либо аналитическими методами, либо путем имитационного моделирования.

Имитационная модель отображает стохастический процесс смены дискретных состояний СМО в непрерывном времени в форме моделирующего алгоритма. При его реализации на ЭВМ производится накопление статистических данных по тем атрибутам модели, характеристики которых являются предметом исследований. По окончании моделирования накопленная статистика обрабатывается, и результаты моделирования получаются в виде выборочных распределений исследуемых величин или их выборочных моментов.

Сложные функции моделирующего алгоритма могут быть реализованы средствами универсальных языков программирования. Однако это требует больших усилий, затрачиваемых на разработку и программирование весьма сложных моделирующих алгоритмов. Альтернативой этому является использование специализированных языков имитационного моделирования.

Одним из наиболее эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем является в настоящее время язык GPSS. Общецелевая система моделирования GPSS (GENERAL PURPOSE SIMULATING SYSTEM) предназначена для построения статистических моделей сложных дискретных систем различной физической природы. Он может быть с наибольшим успехом использован для моделирования систем, формализуемых в виде систем массового обслуживания. В качестве объектов языка используются аналоги таких стандартных компонентов СМО, как заявки, обслуживающие приборы, очереди и т.п. Достаточный набор подобных компонентов позволяет конструировать сложные имитационные модели, сохраняя привычную терминологию СМО.

Исходная программа на языке GPSS, как и программа на любом языке программирования, представляет собой последовательность операторов. Операторы GPSS записываются и вводятся в ПК в следующем формате:

Имя операция операнды ; комментарии

Отдельные операторы могут иметь имя для ссылки на эти операторы в других операторах. Если такие ссылки отсутствуют, то этот элемент оператора не является обязательным.

В поле операции записывается ключевое слово (название оператора), указывающее конкретную функцию, выполняемую данным оператором. Это поле оператора является обязательным. У некоторых операторов поле операции включает в себя также вспомогательный операнд.

В полях операндов записывается информация, уточняющая и конкретизирующая выполнение функции, определенной в поле операции. Эти поля в зависимости от типа операции содержат до семи операндов, расположенных в определенной последовательности и обозначаемых обычно первыми буквами латинского алфавита от A до G. Некоторые операторы вообще не имеют операндов, а в некоторых операнды могут быть опущены, при этом устанавливаются их стандартные значения (по умолчанию). При записи операндов используется позиционный принцип: пропуск операнда отмечается запятой.

Необязательные комментарии в случае их присутствия отделяются от поля операндов точкой с запятой. Комментарии не могут содержать букв русского алфавита.

Операторы GPSS записываются, начиная с первой позиции, в свободном формате, т.е. отдельные поля разделяются произвольным количеством пробелов.

Каждый оператор GPSS относится к одному из четырех типов: операторы-блоки, операторы определения объектов, управляющие операторы и операторы-команды.

Операторы-блоки формируют логику модели. В GPSS имеется около 50 различных видов блоков, каждый из которых выполняет свою конкретную функцию. За каждым из таких блоков стоит соответствующая подпрограмма транслятора, а операнды каждого блока служат параметрами этой подпрограммы.

Операторы определения объектов служат для описания параметров некоторых объектов GPSS (о самих объектах речь пойдет дальше). Примерами параметров объектов могут быть количество каналов в многоканальной системе массового обслуживания, количество строк и столбцов матрицы и т.п.

Управляющие операторы служат для управления процессом моделирования (прогоном модели).

Операторы-команды позволяют управлять работой интегрированной среды GPSS. Управляющие операторы и операторы-команды обычно не включаются в исходную программу.

После трансляции исходной программы в памяти ПК создается так называемая текущая модель, являющаяся совокупностью разного типа объектов, каждый из которых представляет собой некоторый набор чисел в памяти ПК, описывающих свойства и текущее состояние объекта. Объекты GPSS/PC можно разделить на семь классов: динамические, операционные, аппаратные, статистические, вычислительные, запоминающие и группирующие.

Динамические объекты, соответствующие заявкам в системах массового обслуживания, называются в GPSS/PC транзактами. Они «создаются» и «уничтожаются»» так, как это необходимо по логике модели в процессе моделирования. С каждым транзактом может быть связано произвольное число параметров, несущих в себе необходимую информацию об этом транзакте. Кроме того, транзакты могут иметь различные приоритеты.

Операционные объекты GPSS, называемые блоками, соответствуют операторам-блокам исходной программы. Они, как уже говорилось, формируют логику модели, давая транзактам указания: куда идти и что делать дальше.

Аппаратные объекты GPSS - это абстрактные элементы, на которые может быть расчленено (декомпозировано) оборудование реальной системы. К ним относятся одноканальные и многоканальные устройства и логические переключатели. Многоканальное устройство иногда называют памятью.

Одноканальные и многоканальные устройства соответствуют обслуживающим приборам в СМО. Одноканальное устройство, которое для краткости далее будем называть просто устройством, может обслуживать одновременно только один транзакт. Многоканальное устройство (МКУ) может обслуживать одновременно несколько транзактов. Логические переключатели (ЛП) используются для моделирования двоичных состояний логического или физического характера. ЛП может находиться в двух состояниях: включено и выключено. Его состояние может изменяться в процессе моделирования, а также опрашиваться для принятия определенных решений.

Статистические объекты GPSS служат для сбора и обработки статистических данных о функционировании модели. К ним относятся очереди и таблицы.

Каждая очередь обеспечивает сбор и обработку данных о транзактах, задержанных в какой-либо точке модели, например перед одноканальным устройством. Таблицы используются для получения выборочных распределений некоторых случайных величин, например, времени пребывания транзакта в модели.

К вычислительным объектам GPSS относятся переменные (арифметические и булевские) и функции. Они используются для вычисления некоторых величин, заданных арифметическими или логическими выражениями либо табличными зависимостями.

Запоминающие объекты GPSS обеспечивают хранение в памяти ПК отдельных величин, используемых в модели, а также массивов таких величин. К ним относятся так называемые сохраняемые величины и матрицы сохраняемых величин.

К объектам группирующего класса относятся списки пользователя и группы. Списки пользователя используются для организации очередей с дисциплинами, отличными от дисциплины «раньше пришел - раньше обслужен».

Каждому объекту того или иного класса соответствуют числовые атрибуты, описывающие его состояние в данный момент модельного времени. Кроме того, имеется ряд так называемых системных атрибутов, относящихся не к отдельным объектам, а к модели в целом. Большая часть атрибутов доступна программисту и составляет так называемые стандартные числовые атрибуты (СЧА), которые могут использоваться в качестве операндов операторов исходной программы. Все СЧА в GPSS являются целыми числами.

Прогон текущей модели, т.е. собственно моделирование, выполняется с помощью специальной управляющей программы, которую называют симулятором (от английского SIMULATE - моделировать, имитировать). Работа GPSS - модели под управлением симулятора заключается в перемещении транзактов от одних блоков к другим, аналогично тому, как в моделируемой СМО перемещаются заявки, соответствующие транзактам.

В начальный момент времени в GPSS-модели нет ни одного транзакта. В процессе моделирования симулятор генерирует транзакты в определенные моменты времени в соответствии с теми логическими потребностями, которые возникают в моделируемой системе. Подобным же образом транзакты покидают модель в определенные моменты времени в зависимости от специфики моделируемой системы. В общем случае в модели одновременно существует большое число транзактов, однако в каждый момент времени симулятор осуществляет продвижение только какого-либо одного транзакта.

Если транзакт начал свое движение, он перемещается от блока к блоку по пути, предписанному блок-схемой. Такое продвижение транзакта продолжается до тех пор, пока не произойдет одно из следующих возможных событий:

• транзакт входит в блок, функцией которого является удаление транзакта из модели;

• транзакт входит в блок, функцией которого является задержка транзакта на некоторое определенное в модели время;

• транзакт «пытается» войти в следующий блок, однако блок «отказывается» принять его. В этом случае транзакт остается в том блоке, где находился, и позднее будет повторять свою попытку войти в следующий блок. Когда условия в модели изменятся, такая попытка может оказаться успешной, и транзакт сможет продолжить свое перемещение по блок-схеме.

Если возникло одно из описанных выше условий, обработка данного транзакта прекращается, и начинается перемещение другого транзакта. Таким образом, выполнение моделирования симулятором продолжается постоянно.

Центральной задачей, выполняемой симулятором, является определение того, какой транзакт надо выбрать следующим для продвижения в модели, когда его предшественник прекратил свое продвижение. С этой целью симулятор рассматривает каждый транзакт как элемент некоторого списка. В относительно простых моделях используются лишь два основных списка: список текущих событий и список будущих событий.

Список текущих событий включает в себя те транзакты, планируемое время продвижения которых равно или меньше текущего модельного времени (к последним относятся транзакты, движение которых было заблокировано ранее). Он организуется в порядке убывания приоритетов транзактов, а в пределах каждого уровня приоритета - в порядке поступления транзактов.

Список будущих событий включает в себя транзакты, планируемое время продвижения которых больше текущего времени, т.е. события, связанные с продвижением этих транзактов, должны произойти в будущем. Этот список организуется в порядке возрастания планируемого времени продвижения транзактов.

Лекция № 3. Основные понятия экспертизы и диагностики.

Под надежностью в широком смысле понимают приспособленность системы (естественной, искусственной) к выполнению в течение заданного времени функций в соответствии с ее предназначением в определенных условиях окружающей среды. Так, предназначением биологических систем является выживание, и их надежность характеризуется способностью существовать во времени в естественных условиях обитания. Для искусственных, в частности, технических систем предназначение определяется, а условия окружающей среды выбираются и регулируются по замыслу людей и представляют собой условия функционирования, хранения и обслуживания, т.е. эксплуатации. С учетом этого надежность технических систем представляет их приспособленность к выполнению всех функций в соответствии с целевым назначением. Она характеризует стабильность, сохраняемость во времени всех существенных с точки зрения применения свойств системы.

Обеспечение надежности является одной из основных инженерных проблем, без разрешения которой немыслим технический прогресс. Низкая надежность технических средств автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ) резко уменьшает эффективность их использования и увеличивает стоимость. Это иллюстрируется рис.1.1, где:

P(t) – вероятность безотказной работы;

W_Э – затраты на эксплуатацию;

W_И – затраты на изготовление.

100

Рис.1.1

Очевидно, что затраты на изготовление и затраты на эксплуатацию находятся в противоречии. Для малонадежных АСОИУ стоимость изготовления не высока, однако требуются значительные затраты на обслуживание, восстановление и ремонт в процессе эксплуатации, и наоборот, при существенных затратах на изготовление высоконадежных АСОИУ стоимость их эксплуатации резко уменьшается. В частном случае, приведенном на рис.1.1, оптимальное соотношение затрат на изготовление и эксплуатацию достигается при обеспечении надежности Р_ОПТ(t).

Особое значение проблема обеспечения высокой надежности АСОИУ приобрела для систем военного назначения. Это связано с необходимостью поддержания объектов в высокой степени готовности к боевому применению, причем критерий готовности является доминирующим по отношению к стоимости изготовления и эксплуатации и находится в прямой зависимости от надежности системы. Для таких систем вводят интегральный показатель качества – эффективность, являющийся мерой полезности системы в целом.

Для дальнейшего изложения основ теории надежности необходимо ввести ряд понятий. Большинство из них определены ГОСТ 27.002-83. “Надежность в технике. Термины и определения” [21], остальные являются общепринятыми. Они приведены, например, в [24].

Объект – техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Объектами могут быть различные системы и их элементы.

Система – объект, представляющий собой совокупность элементов, взаимодействующих в процессе выполнения определенного круга задач и взаимодействующих функционально.

Элемент системы – объект, представляющий собой простейшую часть системы, отдельные части которого не представляют самостоятельного интереса, т.е. элемент не расчленяется на части на данном уровне рассмотрения.

Разумеется, что понятия системы и элемента являются относительными и в одном исследовании объект является системой, а в другом может рассматриваться как элемент.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени и установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Следует отметить, что надежность является сложным свойством, включающим безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Понятие надежности тесно связано с понятием о его качестве, при этом качество определяется как совокупность свойств объекта, характеризующих возможность и целесообразность применения его по назначению. Для АСОИУ такими свойствами могут быть быстродействие, достоверность информации, степень автоматизации процесса и т.п. Надежность является одним из свойств качества, но оно не является самостоятельным, а характеризует сохраняемость основных свойств объекта во времени.

В зависимости от значений характеристик основных свойств объекта различают следующие технические состояния.

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значение всех его параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

В процессе эксплуатации объект может переходить из одного состояния в другое (рис. 1.2) под воздействием событий: повреждения, отказа, восстановления, ремонта.

Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Различают [21, 23, 24, 29] следующие виды отказов (табл.1.1).

Внезапный отказ – отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких основных параметров системы.

Постепенный отказ – отказ, характеризующийся постепенным изменением одного или нескольких основных параметров.

Маскируемый отказ – отказ, который после возникновения не устраняется сам по себе, но появляется лишь в определенных режимах работы системы.

Конструкционный отказ – отказ, возникающий вследствие ошибок конструктора.

Производственный отказ – отказ, возникающий вследствие нарушения или несовершенства технологического процесса изготовления объекта или комплектующего изделия.

Эксплуатационный отказ – отказ, возникающий вследствие нарушения установленных правил эксплуатации или вследствие влияния непредусмотренных внешних воздействий.

Типичный отказ – отказ, типичный для данной конструкции или технологии изготовления при определенных условиях эксплуатации.

Случайный отказ – отказ, являющийся следствием единичных проявлений каких-либо ошибок или дефектов.

Обратимый отказ – устойчивый отказ, который самоустраняется после окончания внешнего воздействия (теплового, механического и т.п.).

Необратимый отказ – отказ, который самопроизвольно не устраняется после окончания внешнего воздействия.

Для устранения повреждений и отказов предназначены процессы восстановления и ремонта.

Восстановление – процесс обнаружения и устранения отказа (повреждения) с целью восстановления его работоспособного (исправного) состояния.

Ремонт – комплекс операций по восстановлению исправного или работоспособного состояния объекта и восстановлению ресурса объекта или его элементов.

Наработка до отказа – наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа.

Восстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Невосстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Следует подчеркнуть, что каждый технический объект в течение жизненного цикла проходит множество этапов, основные из которых отображены на рис. 1.3.

Исследование и обоснование разработки [2] включают проработку, научно-исследовательские работы, разработку технического предложения.

Разработка предполагает опытно-конструкторские работы, начиная от эскизного проектирования до изготовления рабочей документации на опытные образцы, опытную отработку и разработку документации для серийного производства.

Эксплуатация объекта включает в себя следующие основные процессы: приведение в готовность к применению по назначению, поддержание в этой готовности, применение по назначению, хранение, транспортирование, техническое обслуживание, восстановление исправного, работоспособного состояния, ремонт. В процессе эксплуатации могут проводиться доработки и модернизация. Заканчивается жизненный цикл снятием с эксплуатации по достижении предельного состояния либо вследствие замены объекта на более совершенный.

Лекция 4 Показатели надежности ОСС.

Показатели надежности – это количественные характеристики одного или нескольких свойств, определяющих надежность объекта. Для невосстанавливаемых систем основным свойством, характеризующим их надежность, является безотказность. Поскольку на практике отказы, как правило, являются случайными событиями (они происходят в заранее неизвестные моменты, их число на определенном участке времени нельзя установить точно), показатели безотказности, как и большинство других показателей надежности, носят вероятностный характер. Это такие показатели, как вероятность безотказной работы, плотность распределения отказов, интенсивность отказов, средняя наработка до отказа. Все эти показатели представляют собой ни что иное, как надежностную интерпретацию соответствующих понятий теории вероятностей применительно к одной из основных случайных величин, изучаемых в теории надежности . Ею является  - время работы объекта до отказа , именуемая в ГОСТ 27.002 – 83 наработкой до отказа.

1.3.1. Вероятность безотказной работы.

Вероятностное определение

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Другими словами, вероятностью безотказной работы называется вероятность того, что объект проработает безотказно в течение заданного времени t, начав работать в момент времени t₀ = 0. Эта характеристика надежности обозначается Р(t).

Если t – заданное время, в течение которого необходимо определить вероятность безотказной работы, а  - время работы аппаратуры от ее включения до первого отказа (очевидно,  - случайная величина), то согласно определению справедливо выражение

P(t) = P {  t}, (1.1)

т.е. вероятность безотказной работы – это вероятность того, что отказ объекта произойдет по истечении времени , большего t .

Вид функции Р(t) зависит от типа исследуемого объекта, но некоторые свойства функции являются общими:

1. если t₁ > t₂, то P(t₁) < P(t₂), т.е. Р(t) является убывающей функцией времени;

2. в начале работы достоверно известно, что объект испра­вен, поэтому Р(0) = 1;

3. при t → ∞ отказ наступает наверняка, поэтому Р(∞) = 0.

Отказ и работоспособное состояние являются противоположными событиями, поэтому вероятность отказа объекта за время t будет равна

Q(t) = Р {   t } = 1 - Р(t) . (1.2)

Напомним, что в теории вероятностей зависимость Q(t) носит название закона распределения случайной величины и  играет фундаментальную роль.

Из этого выражения видно, что вероятность отказа является интегральной функцией распределения случайной величины  - времени работы до отказа. Типичные зависимости Р(t) и Q(t) приведе­ны на рис.1.4.