 |
Оптимизация комплекта ЗИП.
|
|
|
|
Комплект ЗИП – это запасные части, инструменты, принадлежности и материалы, необходимые для технического обслуживания и ремонта изделий и скомплектованные в зависимости от назначения и особенностей использования.
Одним из основных условий ремонтопригодности аппаратуры является обеспечение ее необходимым комплектом запасных элементов (ЗИП), используемых при отказах аппаратуры. Комплект ЗИПа должен содержать все необходимые в процессе эксплуатации элементы. Иногда отсутствие необходимых элементов в комплекте ЗИПа намного увеличивает время восстановления аппаратуры. Однако создание чрезмерных размеров ЗИПа экономически нерационально, так как при этом происходит замораживания больших средств и зачастую дефицитных элементов.
Следовательно, правильное комплектование ЗИПом, оптимизация его по стоимости являются важной проблемой при решении вопросов ремонтопригодности аппаратуры.
ЗИПы разделяются на комплекты: одиночный и групповой.
Одиночный комплект ЗИПа предается определенному изделию и предназначен для обеспечения только данного изделия.
Групповой комплект ЗИПа придается группе изделий и предназначается для пополнения одиночных комплектов ЗИПа и обеспечения изделий теми элементами, которых нет в одиночном комплекте ЗИПа.
При эксплуатации аппаратуры комплекты ЗИПа пополняются – одиночный за счет группового, а групповой за счет элементов, которые содержатся на специальном складе или имеются в соответствующем органе снабжения.
Номенклатура элементов ЗИПа зависит от методики ремонта аппаратуры. При использовании агрегатного метода ремонта в составе ЗИПа должны находиться съемные агрегаты (блоки, модули, микросхемы), если ремонт съемных восстанавливаемых элементов производится на месте эксплуатации, то ЗИП еще дополнительно должен содержать невосстанавливаемые элементы аппаратуры.
|
|
|
Независимо от методики ремонта аппаратуры могут быть осуществлены три схемы обеспечения ее запасными элементами:
нормальная схема обеспечения аппаратуры ЗИПом, когда имеются одиночный и групповой комплекты запасных элементов;
одиночная схема обеспечения аппаратуры ЗИПом, когда отсутствует групповой комплект запасных элементов;
групповая схема обеспечения аппаратуры ЗИПом, когда отсутствует одиночный комплект запасных элементов.
Последние две схемы являются частными случаями нормальной схемы.
ЗИП необходим как для текущего ремонта, так и для профилактического.
Основным критерием ремонтопригодности является среднее время восстановления аппаратуры после появления в ней неисправности, которое определяется формулой:
Тв=Та+Тад+Тп;
где: Та – среднее время активного ремонта;
Тад – среднее время вынужденного простоя аппаратуры при текущем ремонте из-за административных факторов;
Тп – среднее время вынужденного простоя аппаратуры из-за отсутствия в ЗИПе необходимых элементов (время снабжения).
Представим это выражение в виде:
Тв=Т`в+Тп;
где: Т`в=Та+Тад – среднее время восстановления аппаратуры при неограниченном (идеальном) комплекте ЗИПа, то есть когда отсутствуют задержки в снабжении.
В свою очередь, среднее время восстановления аппаратуры при неограниченном (идеальном) количестве ЗИПа, можно выразить через среднее время восстановления аппаратуры при отказе определенных элементов выражением:
;
где: tвi – среднее время восстановления аппаратуры при отказе i-го элемента;
qi – вероятность отказа аппаратуры из-за i-го элемента при достоверном факте отказа;
– количество элементов в аппаратуре.
|
|
|
;
где: tвi и tni – компоненты, соответствующие времени восстановления аппаратуры Тв только для i-го элемента.
С учетом перехода от конкретного элемента к группам однотипных элементов нужна замена tBi на tBj, 
на qj и на k, которые соответствуют значениям для группы элементов, получим:
отсюда:
;
Где: 
– среднее время вынужденного простоя аппаратуры при текущем ремонте из-за элементов j-й группы;
– вероятность отказа аппаратуры из-за элементов j-й группы при отказе аппаратуры;
k – количество группы элементов в аппаратуре (номенклатура элементов).
Величина Тп может быть принята за критерий достаточности ЗИПа. Однако ЗИП непосредственно влияет на коэффициент готовности аппаратуры, который задается в техническом задании на аппаратуру, что обуславливает необходимость связать критерий достаточности ЗИПа с коэффициентом готовности аппаратуры:
;
где: Т – наработка на отказ.
После преобразований получим:
где: 
– коэффициент готовности аппаратуры при неограниченном комплекте ЗИПа;
– коэффициент обеспеченности аппаратуры запасными элементами.
Это значит, что коэффициент обеспеченности аппаратуры ЗИПом существенно влияет на коэффициент готовности аппаратуры и показывает степень уменьшения его за счет ЗИПа.
Таким образом, если среднее время восстановления аппаратуры и коэффициент готовности аппаратуры являются критериями ремонтопригодности, то среднее время простоя аппаратуры из-за ЗИПа и коэффициент обеспеченности аппаратуры ЗИПом являются критериями обеспеченности аппаратуры запасными элементами.
Процесс обеспечения аппаратуры запасными элементами имеет характер массового обслуживания, поэтому можно использовать математический аппарат теории массового обслуживания и описать его следующей математической моделью.
1. Обслуживающей системой является система, удовлетворяющая требованиям аппаратуры по замене отказывающего элемента на исправный из комплекта ЗИПа.
2. Поток требований состоит из трех потоков отказов:
- потоки отказов элементов аппаратуры, когда она находится во включенном состоянии (под током);
- потоки отказов элементов аппаратуры, когда она находится в выключенном состоянии (обесточенном);
|
|
|
- потоки отказов элементов комплекта ЗИПа.
3. Аппаратами обслуживания являются элементы ЗИПа.
4. Время обслуживания представляет собой время восстановления элемента ЗИПа.
5. При появлении отказавшего элемента в аппаратуре и отсутствии такового в комплекте ЗИПа требование на обслуживание получает отказ.
6. Критерием оценки системы является вероятность отказа в требовании аппаратуры на замену отказавшего элемента из состава ЗИПа при наличии в нем «n» элементов.
Сформулированная математическая модель является моделью системы массового обслуживания с потерями при неограниченном количестве требований и ограниченном количестве обслуживающих аппаратов. Конечное выражение формул, характеризующих систему массового обслуживания с потерями (отказами), не зависят от закона распределения времени обслуживания, а общим для времени обслуживания или времени восстановления элемента ЗИПа во всех случаях являются его случайный характер.
В связи с этим можно использовать наиболее простой в математическом выражении экспоненциальный закон, при котором вероятность того, что время обслуживания будет меньше времени t, определяется выражением:
F(t)=1- 
при t 
0;
где: 
– среднее время обслуживания (математическое ожидание времени восстановления элемента ЗИПа).
Время обслуживания одного требования одним элементом ЗИПа подчинено показательному закону с математическим ожиданием времени обслуживания (параметром 1/ ) независимо от того, поступило требование от аппаратуры или от ЗИПа.
В систему на обслуживание поступает неограниченный простейший поток требований, состоящий из трех простейших потоков:
потока отказов элементов аппаратуры, находящейся во включенном состоянии 
;
потока отказов элементов аппаратуры, находящейся в выключенном состоянии 
;
потока отказов элементов комплекта ЗИПа 
, где:
m – количество элементов данного типа в аппаратуре;
n – количество элементов данного типа комплекта ЗИПа;
где: 
– интенсивность отказов элементов данного типа аппаратуры под током, в обесточенном состоянии и при хранении в комплекте ЗИПа соответственно.
|
|
|
Общее уравнение, которое определяет связь вероятности отказа в обслуживание аппаратуре при очередном требовании запасного элемента данного типа с интенсивностями отказов элементов данного типа в аппаратуре и самом ЗИПе, с интенсивностью эксплуатации аппаратуры и среднем временем восстановления элементов ЗИПа, с количеством данных элементов в аппаратуре и ЗИПе, равно:
;
где: 
;
где: S=0,1,2…n–количество элементов (аппаратов) ЗИПа в момент времени t.
– коэффициент интенсивности эксплуатации аппаратуры;
где: tвкл, tвыкл – суммарное время включаемого и выключаемого состояний аппаратуры.
Из этого выражения следует, что коэффициент интенсивности эксплуатации можно определить как вероятность нахождения аппаратуры во включенном состоянии в любой произвольный момент времени. Следовательно, вероятность нахождения аппаратуры во включенном состоянии равно Кин, а в выключенном равно 1-Кин.
Номенклатура запасных частей для обеспечения эксплуатации аппаратуры ИС определяется на основании рекомендаций завода-изготовителя той или иной аппаратуры и опыта эксплуатации ее в реальных условиях. Количественный состав ЗИПа аппаратуры следует считать достаточным, если по всем типам отказываемых элементов (заменяемых блоков, модулей) выполняются условия вида:
;
где: mi – число отказов элементов (заменяющих блоков, модулей) i-го типа аппаратуры;
mзi – число элементов (блоков, модулей) i-го типа, находящихся в ЗИПе.
|
|
|
