Экономические показатели эксплуатации аппаратуры ИС.

 

В общем виде экономическая эффективность– это отношение полученного результата к затратам, обеспечивающим данный результат.

Если рассматривать ИС как экономический объект, то можно считать, что она функционирует за счет авансирования определенных затрат для получения нужного результата. При этом должна учитываться необходимость дальнейшего расширения системы в будущем, связанная с общим экономическим ростом, увеличением континента обслуживания, эффективностью функционирования и т.д.

Нетрудно видеть, что с помощью, например, существующей ИС можно достичь требуемых результатов экономической эффективности двумя способами:

либо за счет введения в действие резерва мощности, то есть экстенсивным путем;

либо за счет повышения эффективности функционирования системы, то есть более интенсивным использованием имеющихся каналов, оборудования связи и ЭВМ.

Сопоставление результатов, полученных от системы и затрат, произведенных на нее, требует измерения их в одних и тех же оценках. При оценке затрат необходимо учитывать экономическую неравноценность капитальных вложений и эксплуатационных расходов. Известно, что больший объем единовременных капитальных вложений позволяет, как правило, в последующем эксплуатировать систему с меньшими текущими затратами. Если эксплуатационные затраты Сэ являются функцией от капитальных затрат Ск, то коэффициентом, определяющим соотношение указанных двух видов затрат, является первая производная функция .

Указанная производная Кэф в дискретной форме при сравнении двух вариантов является известным нормированным коэффициентом экономической эффективности, которой определяется:

Кэф=Сэ/Ск.

Из указанного выражения следует, что наиболее эффективным вариантом является такой, которой обеспечивает равенство: Сэ+Ск=min.

Это равенство является наиболее общим и важнейшим условием экономической целесообразности принятия проектного решения.

«Коэффициент экономической эффективности» Кэф непосредственно связан с результатом работы системы, то есть с экономическим эффектом, который достигается за счет воздействия этой системы на ход основного производства. Указанный эффект зависит также от величин капитальных и эксплуатационных затрат.

Как уже указывалось выше, экономическая оценка эксплуатационных свойств аппаратуры производится с помощью коэффициента стоимости эксплуатации «Ксэ».

Под коэффициентом стоимости эксплуатации понимают отношение стоимости эксплуатации аппаратуры в течение года к стоимости ее производства:

Ксэ=Сэ/Сп=(Со+Срс+Сх+Са)/Сп;

где: Со – средняя стоимость устранения всех отказов за один год;

Срс – стоимость рабочей силы в течение года, занимающейся ремонтом и профилактическим обслуживанием аппаратуры;

Сх – стоимость ЗИПа, вспомогательной аппаратуры, инструмента и расходных материалов за один год;

Са – административные расходы в течение одного года;

Сп – стоимость разработки и производства аппаратуры.

Экономическая оценка эксплуатационных свойств аппаратуры очень важна при обосновании требований к ее надежности.

Известно, что создание более надежной аппаратуры требует дополнительных экономических затрат при ее производстве «Сп». Увеличение стоимости производства, связанное с повышением надежности, составляет затраты на разработку, специальные испытания и отбор более надежных деталей, на обеспечение разгрузочных режимов за счет выбора большого коэффициента запаса загрузки, на резервирование отдельных узлов и элементов аппаратуры, на системы контроля работоспособности аппаратуры и прогнозирование отказов, на расходы по содержанию служб и лабораторий надежности и другие мероприятия, обеспечивающие повышение надежности. Но при этом необходимо учитывать, что увеличение первоначальной стоимости аппаратуры «Сп», связанная с повышением ее надежности, приводит, как правило, к снижению стоимости ее эксплуатации, так как более надежная (безотказная) аппаратуры требует меньших эксплуатационных расходов «Сэ».

Поэтому при обосновании требований надежности по экономическому показателю следует исходить из суммарной стоимости экономических затрат, связанных с производством и эксплуатации аппаратуры: С=Сп+Сэ.

На рис. 13 показана зависимость суммарной стоимости «С» от надежности «Ро» аппаратуры. Из рис. 13 видно, что с ростом надежности стоимость аппаратуры «Сп» возрастет, а составляющая эксплуатационных расходов «Сэ» при этом уменьшается. Минимальное значение суммарной

стоимости экономических затрат «С» имеет минимум, соответствующий оптимальному значению надежности по экономическому критерию.

Значения учета стоимости обслуживания аппаратуры постоянно растет в связи с возрастающим оснащением ИС разнообразной аппаратурой.

Основными факторами, определяющими стоимость обслуживания аппаратуры, является сложность аппаратуры, жесткость требований к ее параметрам и опытность обслуживания персонала:

а). Сложность аппаратуры увеличивает стоимость обслуживания в связи с большим объемом профилактических мероприятий, необходимых для поддержания ее работоспособного состояния и большим количеством отказов, требующих времени и средств для их ликвидации;

б). Жесткость требований к параметрам аппаратуры увеличивает время на профилактические мероприятия, так как требуется более тщательная настройка и ее регулировка, а также усложняет контрольную аппаратуру, требующуюся для проверки параметров основной аппаратуры, что приводит к росту стоимости обслуживания;

в). Повышение опыта обслуживающего персонала уменьшает стоимость обслуживания аппаратуры, так как более опытный обслуживающий персонал быстрее отыскивает неисправности, быстрее и качественнее проводит профилактические мероприятия и расходует меньшее количество элементов для восстановления аппаратуры.

Качественно зависимость стоимости обслуживания аппаратуры от перечисленных выше факторов представлена графиками на рис. 14.

Таким образом, стоимость аппаратуры, как и стоимость ее эксплуатации зависит от безотказности и ремонтопригодности аппаратуры, влияющее на коэффициент готовности «Кг», который наиболее полно характеризует надежность аппаратуры:

Кг=Т/(Т+Тв)

Из формулы очевидно, что для увеличения Кг необходимо увеличивать время наработки на отказ Т и сокращать время восстановления отказа Тв, методы применения которых рассматривались ранее.

Более высокий коэффициент готовности средств ИС дает возможность за счет повышения оперативности управления системой сократить ущерб, наносимый отказами в работе:

;

где: С_у - стоимость ущерба из-за простоя аппаратуры;

С_у.с. - значение стоимости убытков от отказом, приходящееся на единицу времени неработоспособного состояния аппаратуры;

- отказов для первого и второго коэффициентов готовности (К_г,1, К_г,2) соответственно;

- время восстановления для первого и второго коэффициентов готовности соответственно.

Повышение коэффициента готовности приводит к снижению стоимости текущего ремонта С_т.р.:

С_т.р.=С_с.отк(n₁-n₂);

где: С_с.отк - средняя стоимость устранения одного отказа;

при и ;

где: t - рассматриваемый отрезок времени (год);

- интенсивность отказов, соответствующие коэффициентам готовности аппаратуры.

Просуммировав относительные снижения стоимости аппаратуры «С_п», стоимости убытков от отказов «С_у», стоимости текущего ремонта «С_тр», получим общую экономию средств за счет повышения коэффициента готовности «К_г»:

;

где: - стоимость одного экземпляра аппаратуры;

- увеличение коэффициента готовности;

и - первое и второе значения коэффициентов готовности соответственно.

Качественно кривая зависимости возможного значения К_г от стоимости аппаратуры С представлена на рис. 15. Из кривой рис. 15 можно получить семейство зависимостей от стоимости увеличения К_г (С) – рис. 16.

Если расходы по повышению коэффициента готовности меньше или равны экономии средств в результате его повышения, то это является целесообразным и желательным.

При эксплуатации ИС важным моментом является обоснование целесообразности проведения ремонта технических средств, отработавших определенный период времени. Одним из параметров, характеризующих целесообразность дальнейшей эксплуатации и ремонта аппаратуры, является коэффициент стоимости очередного ремонта «К_ор», который определяется выражением:

;

где: С_о – средняя стоимость ремонта изделия;

Т_сс – срок службы изделия;

С_Б – начальная балансная стоимость изделия;

- остаток срока службы изделия к моменту очередного ремонта.

Если стоимость очередного ремонта лежит в пределах средней стоимости ремонта при постоянной надежности, то проведение ремонта и дальнейшая эксплуатация аппаратуры целесообразны. При истечении срока службы данного изделия его можно продолжить эксплуатировать, если стоимость очередного ремонта находится в допустимых пределах средней

стоимости ремонта, а интенсивность отказов возрастает не более чем в 1,25 раза.

При известных значениях оптимального срока службы аппаратуры Т_э.опт., их стоимости с учетом износа S (Т_э), стоимости профилактических работ С_пр и стоимости текущего ремонта С_т.р., можно определить удельные затраты Е_уд на единицу наработки, которые равны:

;

Если одни из нескольких показателей выходят за пределы доверительных интервалов, делается оценка приращения фактических удельных приведенных затрат Е_{уд.с.ср.} по сравнению с удельными затратами, определяемыми исходя из оптимального срока службы аппаратуры Е_уд.опт.:

В случае, когда дополнительные расходы на обслуживание и ремонт в процессе эксплуатации становятся равными или превышают удельную стоимость изделия на единицу времени его работы, то это изделие эксплуатировать в дальнейшем нецелесообразно.

Данный метод определения целесообразности дальнейшей эксплуатации основан на использовании большого статистического материала, применение которого порой весьма затруднительно. В связи с этим упрощенное решение этой задачи состоит в следующем.

Пусть на момент очередного ремонта Т_р, стоимость которого равна С_р (причем последняя значительно отличается от С_о – средней стоимости ремонта), требуется решить вопрос о целесообразности проведения ремонта изделия или замены его новым. Величину удельных затрат при наработке времени Т_р меньшего срока службы аппаратуры (т.е. Т_р < Т_с.с.) и без учета величины постоянных затрат можно определить как среднее арифметическое двух удельных затрат за время Т_р и Т_с.с.-Т_р:

;

где: Е_удТр – величина удельных затрат при наработке времени Т_р;

Т_сс – срок службы аппаратуры;

С_б – балансная стоимость.

Удельные затраты при проведении ремонта стоимости и дальнейшей эксплуатации в течении Т_сс составят:

.

Приращение удельных затрат при проведении ремонта (по сравнению с заменой изделия на новое) будет равно:

.

Целесообразность ремонта оправдывается, когда . Тогда имеем:

.

Рассмотренное выше аналитическое выражение может использоваться для обоснования замены элементов ИС, однако на практике нужно техническое средство ИС заменять на новые раньше, чем наступит момент, когда расходы на обслуживание и ремонт в процессе эксплуатации будут равны удельным стоимостям самих изделий на единицу времени их работы.

Следует иметь ввиду, что в процессе проведения профилактики обслуживающий персонал нередко вводит неисправности, тем самым уменьшает преимущества профилактического обслуживания.

Экономически обоснованное решение о применении профилактического обслуживания должно приниматься при выполнении следующего неравенства:

;

где: С_пр – затраты на профилактику;

S_г – экономия, достигнутая благодаря повышению безопасности (готовности);

S_тр – затраты на содержание аппаратуры с учетом текущего ремонта;

С_г – затраты на поддержание безотказности (готовности) с учетом текущего ремонта.

Как уже отмечалось выше, среди методов повышения надежности, предусматриваемых при проектировании аппаратуры ИС, особое место занимает резервирование, так как оно, не считая всех прочих методов, наиболее полно позволяет решить задачу получения требуемой надежности аппаратуры при относительно малонадежных элементах. Иногда и в процессе эксплуатации может быть предусмотрен резерв для повышения надежности системы.

Однако следует помнить, что резервирование связано с возрастанием веса, габаритов, стоимости аппаратуры и потребляемой мощности питания.

Это ограничивает применения резервирования и требует решения вопроса об оптимизации последнего. Под оптимальным резервированием понимают резервирование, обеспечивающее получение наибольшего эффекта повышения надежности с наименьшими затратами.

Под затратами будем понимать факторы, определяющие оптимальность резервирования в зависимости от конкретных требований. В большинстве случаев эти факторы связаны между собой линейной зависимостью (например: количество элементов и стоимость). Осуществляя оптимизацию резервирования с учетом ограничения по стоимости, рассмотрим два аспекта этой задачи.

Обеспечение заданной надежности при минимальных затратах на резервирование. Суть этой задачи к отысканию минимума выражения:

при .

Обеспечение максимальной надежности при известных допустимых затратах на резервирование. Эта задача сводится к отысканию максимума выражения:

при ;

где: С – общая стоимость системы;

С_зад. – заданная стоимость системы;

С_i – стоимость одного участка резерва;

m_i – количество резерва;

P_i(m_i) – вероятность безотказной работы i-го участка системы m_i резерва.

Реализация оптимизированной системы – в качестве исходной рассматривается система без резерва, а затем отыскивается участок для резервирования, дающий наибольший результат.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: