CC BY
35
Slatov Sergey Valerievich, head of laboratory, 3011987@mail.ru, Russia, Saint-Petersburg, Military Space Academy named after A.F. Mozhaysky
УДК 621.317
АЛГОРИТМ РАСЧЕТА СРЕДНЕГО КОЭФФИЦИЕНТА
ГОТОВНОСТИ ОБРАЗЦОВ ТЕХНИКИ СВЯЗИ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗА ПЕРИОД ОДИН ГОД
А.В. Морозов, А. А. Самохвалов, Н.Н. Сирко
В статье представлен алгоритм расчета среднего коэффициента готовности образца техники связи и автоматизированных систем управления (ТС и АСУ). Алгоритм расчета заключается в определении среднего коэффициента готовности образца ТС и АСУ за год - находятся все промежутки времени, в том числе и по причине организационных потерь за период один год, в котором образец ТС и АСУ находится в неработоспособном состоянии и соотносится к одному году.
Ключевые слова: техническое обслуживание, ремонт, техника связи и автоматизированных систем управления, состояние.
Во многих расчетно-информационных задачах при планировании связи, оценке качества функционирования системы технического обеспечения связи и автоматизированных систем управления (ТОС и АСУ) и других необходимо в качестве исходных данных иметь коэффициент готовности образца техники связи и автоматизированных систем управления (Кг). Традиционный подход расчета Кг образца ТС и АСУ через среднюю наработку между отказами (Т) и время восстановления (?в):
T
Кг =-, (1)
г T +1,' KJ
содержит существенную погрешность и не отражает реальность, так как при данном расчете не учитываются организационные потери при ремонте образца ТС и АСУ.
Алгоритм расчета заключается в определении среднего коэффициента готовности образца ТС и АСУ за год - определяются все промежутки времени, в том числе и по причине организационных потерь за период 1 год, в котором образец ТС и АСУ находится в неработоспособном состоянии и соотносится к одному году, таким образом, получаем коэффициент неготовности и вычитая его из 1 получаем коэффициент готовности образца ТС и АСУ, то есть:
i
Кг = 1 (2)
г 8760
где i - количество промежутков времени неработоспособности образца ТС и АСУ; tm- периоды времени неработоспособности образца ТС и АСУ за 1 год. Период 1 год взят исходя из годового планирования эксплуатации ТС
и АСУ в воинской части и наличия годовых норм эксплуатации. Данный подход основан на методе экспертной оценки исходных данных об организационных потерях при восстановлении работоспособного состояния образца ТС и АСУ.
Расчет проведем на примере радиостанции Р-166, исходные данные которой взяты из формуляра [1].
Исходные данные (Р-166): схема ремонта образца ТС и АСУ - СКСКС (Ккр=2, Кср=3); полный средний срок службы - 15 лет (¿сс); годовая норма эксплуатации - 1000 часов (¿нг); ресурс до 1 капитального ремонта - 15000 часов; среднее время восстановления - не более 0,5 часа (¿в); средняя наработка на отказ радиотракта - не менее 250 часов (Т).
Основными периодами неработоспособности образца ТС и АСУ за 1 год являются:
1. Среднее, приведенное к одному году, время нахождения в капитальном ремонте за полный средний срок службы;
2. Среднее, приведенное к одному году, время нахождения в среднем ремонте за полный средний срок службы;
3. Среднее время восстановления при текущем ремонте при появлении отказов в течение одного года;
4. Среднее время ожидания доставки запасных элементов при текущем ремонте образца ТС и АСУ в течение одного года;
5. Среднее время организационных потерь и время подготовки образца ТС и АСУ при сдаче в ремонт (капитальный и средний) образца ТС и АСУ в течение одного года.
Капитальный ремонт производится специалистами по ремонту на ремонтном предприятии. За весь срок службы Р-166 должна находиться 2 раза в капитальном ремонте (Ккр=2) [1]. Время проведения капитального ремонта (¿кр) в настоящее время составляет от 5 до 7 месяцев, примем 6 месяцев (4392 часа), тогда в среднем за полный средний срок службы Р-166 должна находиться в капитальном ремонте:
¿сскр »¿кр XКр » 4392х2 » 8784часа . (3)
Средний ремонт производится специалистами по ремонту как на ремонтном предприятии, так и в ремонтных воинских частях. За весь срок службы Р-166 должна находиться 3 раза в среднем ремонте (Кср=3) [1]. Время проведения среднего ремонта (¿ср) в настоящее время составляет от 1 (в ремонтных органах ремонтных частей) до 3 месяцев (на предприятиях промышленности), примем 2 месяца (1464 часов), тогда в среднем за полный средний срок службы Р-166 должна находиться в среднем ремонте:
¿ссср »¿ср X Кср »1464х 3 » 4392часа . (4)
Текущий ремонт производится специалистами по ремонту в воинской части. При средней наработке между отказами и установленной годовой норме эксплуатации в году (при выполнении качественного технического обслуживания коэффициент технического обслуживания КТо=1 (при отсутствии технического обслуживания данный коэффициент может снижаться до 0,7), и выполнении технологии постановки на кратковременное
64
хранение коэффициент хранения Кхр=1(при несоблюдении технологии постановки на кратковременное хранение ТС и АСУ данный коэффициент может снижаться до 0,85) в среднем будет происходить не менее 4 отказов
(^от.г)-
* 1000 „
потг =-нг-=-= 4отказа . (5)
отг Тх К хК 250х1х1 4 '
хр то
За весь срок службы в среднем произойдет 60 отказов:
*нг х *сс 1000 х15 ( .
пот сс =--—--=-= 60отказов . (6)
отсс Тх К х К 250х1х1 4 '
хр то
Время ремонта складывается из времени восстановления, времени потерь на доставку отказавшего элемента (радиоэлектронного модуля), времени подготовки к ремонту и времени ожидания специалистов по ремонту, в том числе и от их квалификации при наличии диагностического оборудования. Время на доставку (*достЗИП-О) отказавшего элемента будет зависеть от наличия и достаточности запасных элементов в комплектах ЗИП (индивидуальных комплектов запасных частей - ЗИП-О, групповых и ремонтных комплектов запасных частей).
Достигнутое время восстановления специалистами ремонтных органов Р-166 в настоящее время составляет в среднем 3 часа (*в=3).
ЗИП-О находится в составе комплекте образца ТС и АСУ. Оценим время доставки запасной части из ЗИП-О в зависимости от места его нахождения и достаточности ЗИП-О. Под достаточностью ЗИП-О (0ЗИП-О), в том числе и групповых комплектов (ремонтных комплектов) будем понимать отношение суммы произведений количества элементов и (или) ра-диоэлектроных модулей (ЭМ) на их интенсивности отказов, находящихся в ЗИП-О (ремонтном или групповом комплекте) к сумме произведений количества элементов или других ЭМ на их интенсивности отказов, находящихся в образце ТС и АСУ.
I
X Э/зип -о х11 озип-о = м1-' (7))
X Этс х1
1=1
где I - количество (номенклатура) запасных однотипных элементов, блоков в образце ТС и АСУ, Эг-ЗИП.О (ЭгТ-С) - количество 1-тых однотипных элементов, а 1 - интенсивность их отказов находящихся в ЗИП-О (образце ТС и АСУ). Аналогично определяется и достаточность группового комплекта. Определение достаточности ЗИП-О (0ЗИП.О) и группового комплекта (Огрк), на заводе при изготовлении образца ТС и АСУ не составит труда, в настоящее время достаточность ЗИП-О и соответственно группового комплекта может составить в соответствии с методом экспертной оценки ЛЗИП. о ~ 0,001, ^грк ~ 0,01.
Достаточность групповых комплектов в настоящее время может колебаться от 0,005 до 0,4 для различных образцов ТС и АСУ, например, для переносных станций спутниковой связи достаточность группового ком-
плекта составляет 0,4 из расчета того, что в групповом комплекте есть 200% ЭМ на 5 комплектов переносных станций спутниковой связи. У других образцов ТС и АСУ достаточность существенно ниже и ориентировочно в среднем составляет ЛГРк=0.01.
Время на поиск элемента в ЗИП-О в среднем составит (при наличии ведомости комплектности ЗИП-О и информации о местах укладок) до ¿достЗИП-О ~ 0,4 часа. Тогда, количество отказов, устраненных за счет ЗИП-О в течение полного среднего срока службы будет:
пот сс ЗИП-О; ¿нг Х ¿сс Х Дзип-° ;0,06отказов, (8)
отссзипо' Т х Кхр х КТО
а суммарное время на доставку элементов из ЗИП-О за полный средний срок службы составит:
¿нг х ¿сс х ^ЗИП-О х ¿достЗИП-О /ПЛ
¿дост.ЗИП-О.сс =-х г-@ 0,024часа. (9)
1 х К хр х К ТО
Стоит обратить внимание на одну особенность - почему так мало суммарное время на доставку элементов из ЗИП-О за полный средний срок службы и количество отказов, устраненных за счет ЗИП-О в течение полного среднего срока службы. Надо различать эксплуатационные отказы и отказы по причине конечной надежности элементов. Эксплуатационные отказы [2] — это отказы по причине нарушения правил эксплуатации или условий эксплуатации. Перегорание предохранителя, например, как правило, происходит не по причине его низкой надежности, а по причине превышения уровней переходных процессов в элементах питания, и это происходит по причине снижения качества электропитания хуже установленных уровней для данной аппаратуры. В результате этого происходит эксплуатационный отказ. Не мало отказов происходит и по причине нарушения правил эксплуатации образца ТС и АСУ экипажем из-за его низкой квалификации. Данные отказы не относятся к отказам по причине конечной надежности элементов, которые в данных расчетах не учитываются. Эксплуатационные отказы носят случайный характер, и без целенаправленной статистики их количество оценить довольно сложно. Однако не учет эксплуатационных отказов позволяет сделать вывод, что общее количество отказов будет значительно больше, и в данных расчетах погрешность компенсируется эксплуатационными отказами. Отсюда следует существенный вывод, что ЗИП-О и групповые комплекты в большей степени обеспечивают восстановление ТС и АСУ после эксплуатационных отказов, хотя доля восстановления после надежностных отказов, обеспечиваемых групповыми комплектами несколько выше.
Если запасного элемента (ЭМ) не оказалось в ЗИП-О, следующее обращение происходит к групповому комплекту, хранящемуся на складе ВТИ.
Оценим количество отказов и время доставки запасного элемента, за счет группового комплекта за полный средний срок службы:
66
п,
от.сс.ГРк
л
¿нг х ¿сс ¿нг х ¿сс х ^ЗИП-О
ч Т х Кхр х Кто т х Кхр х Кто ,
х
х
^ТРк х КГРк х NГРк @ 0,599отказов, (10)
¿дост.ГРк.сс
Nгр
л
V х ¿сс ¿нг х ¿сс х ^ЗИП-О
V
Т х Кхр х Кто т х Кхр х Кто
х
х 7)ГРк х КГРк х NГРк х ¿достГРк @ 24часа (11)
^р ' '
где КГРк - кратность группового комплекта; ^Рк - количество групповых комплектов; - количество однотипных образцов ТС и АСУ в воинской части (в данном случае взято; КГРк = N3, а N^=1), при этом, время доставки одного запасного элемента (если отказало более одного элемента, время существенно не возрастает) будет складываться из времени проверки отсутствия запасного элемента в ЗИП-О (0,2 часа) допуск на склад специалиста ремонтника (~3 часа), поиск запасного элемента (~0,5 часа) и возвращение к месту ремонта образца ТС и АСУ (0,3 часа).
Таким образом ориентировочное время доставки запасного элемента из группового комплекта со склада ВТИ составит 4 часа.
При условии, что получение нового группового комплекта в воинскую часть происходит после 70% его израсходования и списания, то его достаточность в среднем снижается почти в 2 раза.
Ремонтные комплекты, как правило поставляются в специализированные ремонтные органы, которые с помощью их выполняют средний ремонт, поэтому ограничимся в данной работе только групповыми комплектами.
В случае отсутствия запасных элементов в ЗИП-О и групповых комплектах ремонтные органы заказывают запасной элемент через органы снабжения в специализированных ремонтных органах и на предприятии-изготовителе.
Оценим время доставки запасного элемента через органы снабжения. Ориентировочно время заказа, поиска, отправка и получение одного запасного элемента в среднем может составить от 3 до 10 суток (в среднем 5 суток - 120 часов).
Количество ремонтов за счет запасных частей через органы снабжения за полный средний срок службы будет определяться:
¿нг х ¿сс ¿нг х ¿сс х ^ЗИП-О
п
от..ссоргсс т х КХр х кТо т х КХр х Кто
Л
¿нг х ¿сс ¿нг х ¿сс х ^ЗИП-О
т х Кхр х Кто т х Кхр х кто
х
х
°ГРк х КГРк х NГРк @ 59,3отказов, (12)
а время доставки за полный средний срок службы запасных элементов за счет органов снабжения:
Г * х * *нгх *ссх ЩЗИП-О ^
дост.сс.орг.сн
*нг х *сс
Т х кХр х Кто Т х Кхр х Кто
*нг х *сс
хр
*нг х *сс х ЩЗИП-О
Ч ЧТхКхр хКто ТхКхр хКто х *дост. орг. сн — 7121часа .
х
/у
(13)
Все время на доставку запасных элементов за полный срок службы образца ТС и АСУ составит:
*дост.сс = *дост.ЗИП-О.сс + *дост.ГРк.сс + ^дост.сс.орг.сн — 7123 часа, (14) тогда годовые потери на доставку запасных элементов будут составлять:
*г.дост — *дост сс — 474,9часа, *сс
(15)
а время на выполнение текущих ремонтов с учетом доставки запасных элементов за годовой период - составит:
*г.тр — . дост +
п
от
г х х 24
Кро х *рм
— 594,9часа,
(16)
где *рм = 8 часов (время рабочего дня), Кро - коэффициент квалификации (для расчета взято Кро = 0,3) мастеров ремонтников ремонтного подразделения воинской части (табл. 1).
Таблица 1
Распределение коэффициентов поправки расчета времени
Представитель завода, сервисного центра Представитель военного ремонтного органа Представитель ремонтного органа воинской части экипаж
основной ВУС родственный ВУС основной ВУС родственный ВУС основной ВУС родственный ВУС основной ВУС
0,95 0,64 0,64 0,36 0,36 0,16 0,07
Среднее время на проведение всех ремонтов в течение года составит:
*г.р — *г.тр + *ссср + *сскр —1473часа. (17)
*сс
Осталось учесть время на подготовительные мероприятия перед ремонтами. Порядок подготовительных мероприятий на проведение работ по ремонту ТС и АСУ определен в нормативных документах [3, 4].
При необходимости привлечения специалистов ремонтного органа для текущего ремонта ТС и АСУ командиры подразделений подают заявки за 3 - 4 дня до паркового дня на проведение необходимых работ по техническому обслуживанию и ремонту ВВТ, а также на обеспечение необходимыми материальными средствами. Заместитель командира воинской части по вооружению, совместно с начальниками служб, а при необходимости и
68
с командиром ремонтного подразделения разрабатывают график использования данных специалистов и утверждает его. То есть с момента обнаружения отказа на ТС и АСУ до начала диагностирования места и причины отказа образца ТС и АСУ время на принятие решения (/тРпр) может быть в пределах от 2 часов до 4 суток. В лучшем случае это время составляет в среднем 4 часа, и время диагностирования (*д) - 2 часа. Таким образом, время на организационные потери и диагностирование одного отказа по причине конечной надежности (*ТРоп) составит в среднем:
*ТРоп — *ТРпр + — 6 часов, (18)
а в течение года (*Троп.г) составит:
*ТРоп.г — *ТРоп + пот.г — 24часа. (19)
Для подготовки ТС и АСУ при отправке образца ТС и АСУ в средний и капитальный ремонт необходимо выполнить следующие мероприятия [4]:
- техническое освидетельствование и утверждения командиром воинской части составленного комиссией акта технического состояния материальных ценностей;
- изъятие из комплекта образца ТС и АСУ, имущество, которое остается в воинской части;
- чистка от пыли, грязи, ржавчины и других окислов всех составных частей образца ТС и АСУ;
- составление ведомости комплекта изделия, отправляемого в ремонт и оформление оправдательные документы на утраченное (списанное) техническое имущество;
- проверка соответствие номеров всех комплектующих изделий номерам, указанным в формулярах (паспортах);
- проверка правильности и полноты заполнения формуляров (паспортов), наличие отметки о переводе изделия в категорию, соответствующую фактическому техническому состоянию, заверяют подписью заместителя командира по вооружению и гербовой печатью воинской части данные о наработке изделия и установленной категории;
- проверка прочности крепления всех узлов, стоек и агрегатов, смонтированных внутри и вне кузова, размещение и закрепление комплектующих приборов, устройств и приспособлений;
- проверка средства подвижности, приведение их в состояние, при котором обеспечивается самостоятельное перемещение изделия, и оформление акт технического состояния средства подвижности;
- проверка готовности техники связи и АСУ к отправке в ремонт заместителем командира по вооружению (начальником связи воинской части).
При отправке образца ТС и АСУ готовятся следующие документы:
- акт технического состояния материальных ценностей;
- ведомость комплекта изделия, отправляемого в ремонт;
- полный комплект эксплуатационной документации;
- формуляр (паспорт) и акт технического состояния средства подвижности.
Аналогичные документы готовятся и на источники электропитания, входящие в комплект образца ТС и АСУ.
При этом, если воинской частью не выполнены установленные требования, предъявляемые к порядку подготовки, отправки и сдачи техники связи и АСУ в ремонт, ремонтной воинской частью техника в ремонт не принимается, а ставится на временное хранение.
Причины, вызвавшие постановку на временное хранение, сообщаются довольствующему органу, выдавшему наряд на ремонт. Воинская часть в течение 10 суток со дня получения акта о приеме-передаче объектов нефинансовых активов с отметкой о принятии на временное хранение устраняет имеющиеся недостатки, после чего войсковой ремонтный орган принимает технику связи и АСУ в ремонт. Кроме того, необходимо учесть время на доставку ТС и АСУ (получение) в ремонтные органы. В соответствии с методом экспертной оценки время на выполнение мероприятий, входящих в подготовку и отправку (получение) образца ТС и АСУ (£под) может составить:
- время технического освидетельствования (¿т. осв) - 8 часов;
- время на подготовку образца ТС и АСУ (¿подтС) - 18 часов;
- время на подготовку документов образца ТС и АСУ (¿поддок) - 16
часов;
- время на доставку (получения) образца ТС и АСУ (¿дп) - 24 часа.
С учетом 8-часового рабочего дня среднее время на подготовку (¿под) к среднему и капитальному ремонту образца ТС и АСУ и его доставку (получение) составит:
^ @(^осв + ^подТС + ^подДок) + 2 х/дп @ 174часа, (20)
¿рм
а среднегодовое время (¿г. под) составит:
(¿т.осв + ¿подТС + ¿подДок )х 24 х ¿дп
¿г.под @-Т^-х (^кр + Кср)@ 58часа. (21)
'сс
Таким образом, общее среднегодовое время нахождения образца ТС и АСУ в неработоспособном состоянии (¿нрг) составит:
¿нрг = ¿ТРоп + ¿г.под + ¿г.р = 1555 часа. (22)
Рассчитаем коэффициенты готовности традиционным способом и предложенным подходом:
Т 250
традиционный способ - Кг =-=-= 0,988;
г Т + ¿в 250 + 2
предложенный подход - К @ 1 - —— @ 1 —@ 0,82.
8760 8760
При этом необходимо учитывать, что это коэффициент готовности только составной части - средства связи, а поскольку в комплексном образце ТС и АСУ присутствует базовое шасси, средства инженерного вооружения (например, агрегат электропитания), измерительная техника и имущество РХБЗ (например, фильтровентиляционная установка), то коэффициент готовности комплексного образца ТС и АСУ будет равняться произведению коэффициентов готовности всех входящих в него составных частей.
Предположим, что неучтенные составные части образца ТС и АСУ будут иметь коэффициент готовности Kп- =0,98, то общий коэффициент готовности составит:
K2 = 0,82х 0,98х 0,98 х 0,98х 0,98 @ 0,756.
Из рассмотренных выше расчетов прослеживается вывод:
Сравнение показывает существенную разницу не в пользу традиционного способа расчета коэффициента готовности, а системе связи без разницы причина неработоспособного состояния комплексного образца ТС и АСУ есть организационные потери или их нет, средство связи не может работать по причине отказа базового шасси или электроагрегата питания для системы связи важно одно - наличие работоспособной ТС и АСУ.
Список литературы
1. Изделие Р-166 Формуляр ШКИС.464511001 ФО.
2. ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2016. 63 с.
3. Директива заместителя Министра обороны Российской федерации № 555/475 - 2015 г. Методические указания по организации, планированию и порядку проведения паркового дня в Вооруженных Силах Российской Федерации.
4. Приказ Министра обороны Российской Федерации № 22дсп -2018 г. «Об утверждении Руководства по техническому обеспечению связи и автоматизированных систем управления ВС РФ».
Морозов Александр Викторович, канд. техн. наук, доцент, moroz19558@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного,
Самохвалов Александр Аркадьевич, адъюнкт, samokhvalov83@inbox.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного,
Сирко Николай Николаевич, адъюнкт, radistgraviy@inbox. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного
APPROACH TO THE CALCULATION OF THE AVERAGE AVAILABILITY FACTOR OF A SAMPLE OF COMMUNICATION TECHNOLOGY AND AUTOMATED CONTROL
SYSTEMS
A.V. Morozov, A. A. Samokhvalov, N.N. Sirko 71
The article presents an algorithm _ for calculating the average availability coefficient of a sample of communication technology and automated control systems. The calculation algorithm consists in determining the average availability factor for a sample of communication technology and automated control systems for a year - all time intervals are found, including due to organizational losses _ for a period o f one year, in which a sample o f communication technology and automated control systems is inoperative and corresponds to one year.
Key words: maintenance, repair, communication equipment and automated control systems, state.
Morozov Alexander Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, moroz19558@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marsha la Soviet Union S.M. Budyonny,
Samokhvalov Alexander Arkadevich, postgraduate, samokhvalov83 ainbox.ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marsha la Soviet Union S. M. Budyonny,
Sirko Nikolay Nikolaevich, postgraduate, radistgraviy@inbox. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marsha la Soviet Union S.M. Budyonny
УДК 004; 519.71
МЕТОДИКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ НА ПРИМЕНЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НАБЛЮДЕНИЯ В СТРАТЕГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ НА ТЕАТРЕ ВОЕННЫХ
ДЕЙСТВИЙ
П.В. Моружко
В статье рассматривается методика принятия решения на применение формирования технических средств наблюдения (ТСН) за космическими разведывательными системами (КРС) противника в стратегической операции на театре военных действий ТВД. Методика позволяет определить план применения формирования ТСН КРС и выработать решение на его применение в условиях динамически меняющейся обстановки на ТВД.
Ключевые слова: информационно-ударные системы, космические разведывательные системы, ракетные комплексы, технические средства наблюдения, театр военных действий.
Современные условия ведения боевых действий обусловливают необходимость применения разведывательных и ударных образцов вооружения и военной техники (ВВТ), имеющих различную видовую принадлежность, в интересах максимальной реализации боевого потенциала ВВТ, находящегося на вооружении воинских формирований иностранных государств. Разведывательные системы, средства связи, управления и поражения образуют информационную-ударную систему (ИУС).
72
