CC BY
5
Список литературы
1. Диагностирование грузоподъемных машин / В.И. Сероштан, Ю.С. Огарь, А.И. Головин и др.: Под ред. В.И. Сероштана, Ю.С. Огаря. М.: Машиностроение, 1992. 192 с.
2. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. 623 с.
3. Расчёты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / В.И. Мя-ченков, В.П. Мальцев, В.П. Майборода и др.; Под общ.ред. В.И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. 520 с.
4. Шнейдерович Р.М. Прочность при статическом и повторно-статическом нагружениях. М.: Машиностроение, 1968. 340 с.
5. Вершинский А.В. Технологичность и несущая способность крановых металлоконструкций. М.: Машиностроение, 1984. 167 с.
6. Владимиров В.В. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 280 с.
7. Вояченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. М.: Машиностроение, 1986. 152 с.
8. Иванова В.С., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975. 456 с.
9. Серегина А.А. Метод определения пластических деформаций в зонах концепции напряжений металлоконструкции грузоподъемных машин // Наземные транспортные-технологические комплексы и средства : материалы Международной научно-технической конференции / отв. ред. Ш. М. Мерданов. Тюмень: ТИУ, 2020. С. 218-222.
10. Серегина А.А. Оценка напряженно-деформированного состояния элементов металлоконструкций по изменению тепловых полей // Молодёжный вестник Политехнического института: сб. статей в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2020. Ч.1. С. 233-237.
Селиверстов Григорий Вячеславович, канд. техн. наук, доцент [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Кардаманова Анна Андреевна, аспирант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лебедева Анна Андреевна, магистрант, lebedeva [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет
DETERMINATION OF THE STRESS-STRAIN STATE BY THE VALUES OF DISSIATIONS UNDER CONDITIONS OF
ELASTIC DEFORMATIONS UNDER LOW-CYCLE LOAD
G.V. Seliverstov, A.A. Kardamanova, A.A. Lebedeva
The article considers the possibility of assessing the dissipation of low-carbon steels under low-cycle loading conditions. With the help of thermal imaging equipment, it is possible to fix changes in temperature fields in the loaded part of the metal structure. This allows you to estimate the value of active stresses without resorting to the tensometre method.
Key words: strain gauge, dissipation, deformation, temperature change.
SeliverstovGrigory Vyacheslavovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Kardamanova Anna Andreevna, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Lebedeva Anna Andreevna, master's, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 629.7.084
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-447-448
МОДЕЛЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОТОВНОСТИ ИЗДЕЛИЯ С УЧЕТОМ МНОГОУРОВНЕВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПЛЕКТА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ
А.Н. Богдан, А.П. Поляков, Е.С. Демченко, В.М. Локтионов
В статье предлагается графовая модель обеспечения готовности изделия с учетом многоуровневого распределения комплекта запасных частей. Использование модели позволяет обосновать двухуровневую структуру хранения запасных частей для обеспечения требований к коэффициенту готовности изделия. Кроме того, приведенная в статье модель дает возможность оценить ресурсоемкость распределения запасных частей по уровням хранения. Отличительной особенностью модели является комплексное применение экспоненциального закона распределения отказов изделия, законов Эрланга и Пуассона.
Ключевые слова: запасная часть, коэффициент готовности, графовая модель, ресурсоемкость.
Задача многоуровневого распределения технических материальных средств (ТМС) не нова. Большое количество авторов в своих работах, посвященных системе обеспечения ТМС, упоминают о необходимости эшелонирования запасов для эффективного применения оборудования [1 - 4]. В общем случае под эшелонированием запасов понимается размещение их по эшелонам (уровням) хранения с целью эффективного применения изделия.
Для обеспечения требуемого коэффициента готовности изделий их разработчики придают оборудованию комплекты запасных частей (ЗЧ) на период назначенного срока службы, являющихся частью ТМС и включающих несколько десятков номенклатур. Учитывая вышесказанное, для эффективного применения оборудования необходимо содержание большого числа складских помещений и персонала, обеспечивающих хранение и обслуживание ЗЧ. Учитывая современные требования к рациональному расходованию выделяемых ресурсов [5], задача минимизации ресурсоемкости процесса обеспечения ЗЧ с учетом выполнения требований к комплексным показателям надежности является актуальной в настоящее время.
Таким образом, целью исследования является разработка модели обеспечения готовности изделия с учетом эшелонирования ЗЧ, позволяющей распределить ЗЧ по уровням запаса, обеспечивающим требуемую готовности изделия.
Модель обеспечения готовности изделия. Для распределения ЗЧ изделия по уровням запаса разработана модель обеспечения готовности изделия с учетом многоуровневого распределения ЗЧ, структура которой приведена на рис. 1.
Ъ\ работоспособное состояние; Ъ1 - неработоспособное состояние; 23 - состояние ремонта с использованием ЗЧ; и - состояние поставки ЗЧ с места хранения при её отсутствии на объекте эксплуатации; /5 - состояние контроля работоспособности после ремонта; Ъ6 - состояние поставки ЗЧ с производства
Рис. 1. Модель обеспечения готовности изделия
Для получения приведенных ниже зависимостей задействован известный подход, описанный в [6]. Для избежания повторения известных положений опустим расчеты и приведем итоговые выражения, характеризующие состояния графовой модели (табл. 1).
Вероятность нахождения изделия в состоянии Z1 является, по сути, его коэффициентом готовности, причем
Кг = ?1Р51/(^Р51 + £5 +£з + (Р51 +Р52) * (?2 +£4Р24 + (¿бР4бР24))), (1)
где -£:6 - среднее время нахождения изделия в состояниях 1-6; р;у - вероятность перехода изделия из i в j состояние.
Таблица 1
Вероятностные и временные характеристики модели обеспечения готовности изделия
Переходы ч Закон перехода из 1 в ] состояние Вероятность перехода из i в j состояние Время перехода изделия из 1 в ] состояние
1 2 3 4
1-2 Pl2 =1 1ДЯ
2-3 Г0,при^иагн; и,при^^иагн. m р23 =e-Wm^(Wnn)/fc! t-n /-Диаг 1д
2-4 Г1,при^5диагн; ?24"(0,при^^иагн. m p24 = 1-e-Wnn^(Wnn)/fc! k-n /-Диаг 1д
3-5 С35 =1 [1+ ¿восст) 4- !*- восст 1/1з Рз5 =1 9 /-восст 21д
4-3 ГО.при^Т3; "и.при^Т3. n P43 = e"W'3-'nn) — tnn))/fc! t-n .шр 1д
4-6 ^"(о.при^Т3. n p46 = 1 - е-гЛ('э-0 -tnn))/fc! k-CI .шр 1д
5-1 ГО, при t < ^онт; = (l,приt > £-™нт. +конт/+сохр Psi = eij сохр 1д . сохр _ 1д *е /1в
5-2 С52 = 1 - е-'1онт/'«охр <-конт /f сохр pS2 = 1 - e ^ сохр 1д .сохр _ 1д *е /19
6-3 Г0,при^™р; °63 "^при^СР. РбЗ =1 .ппр 1д
Полученная зависимость коэффициента готовности изделия от количества ЗЧ на уровнях хранения приведена в выражении (2)
2-конт
^конт в 2-конт
Кг5К,п5) = е1Г/(Л5 *(^+2£-Гст+СР .(1 - Р5зИП)+ (2)
+Ср*(1-Р5з„п)*(1-Р5хр)))
где х - интенсивность отказов ЗЧ д-ой номенклатуры; г тр - математическое ожидание времени поставки ЗЧ д-ой номенклатуры с объекта хранения; г "осст - математическое ожидание времени восстановления ЗЧ д-ой номенклатуры; гконт - математическое ожидание времени контроля оборудования после замены ЗЧ д -ой номенклатуры; гдиагн -
математическое ожидание длительности выявления причины выхода из стоя оборудования, связанного с отказом ЗЧ д-ой номенклатуры; г сохр - математическое ожидание времени сохраняемости ЗЧ д-ой номенклатуры, находящейся в
комплекте ЗЧ; т - количество ЗЧ д-ой номенклатуры на объекте эксплуатации; I - количество однотипных ЗЧ д-
ой номенклатуры в изделии; п - количество ЗЧ д-ой номенклатуры на объекте хранения; г "пр - математическое
ожидание времени поставки ЗЧ д-ой номенклатуры с предприятия-изготовителя; гэ - период эксплуатации системы; гпп - период пополнения ЗЧ.
В выражении (2) под вероятностью Рдзип будем понимать вероятность наличия требуемой ЗЧ д-ой номенклатуры на объекте эксплуатации в требуемый момент времени. Данная величина определяется с использованием закона Пуассона
Р =е_гЛ'п" Гд зип с
к=0
В выражении (2) под вероятностью Рд.хр будем понимать вероятность достаточности требуемой ЗЧ д-ой номенклатуры на объекте хранения. Данная величина определяется на основе закона Пуассона
Р5 хр = e-W3-0 -tnn))/fc!.
к=0
Выбор уровней размещения ЗЧ учитывает следующие факторы:
- возможность производства ЗЧ в период эксплуатации изделия и их доступность;
- расстояние от производителей до эксплуатирующей организации;
- затраты на доставку ЗЧ;
- наличие складов для хранения ЗЧ;
- возможность проведения обслуживания и др.
Для обоснованного выбора уровней размещения ЗЧ необходимо рассчитать затраты на обеспечение ЗЧ с учетом не только их необходимого количества на период назначенного срока службы изделия, но и различных уровней их размещения. К затратам на обеспечение ЗЧ будем относить затраты на закупку ЗЧ, их поставку, хранение и обслуживание.
С учетом вышеописанного, выражение для расчета затрат на обеспечение ЗЧ будет иметь следующий вид С = [(]!?!+ С2(р12 +PS2/Psi)Î2 +C3(Pl2 +Ps2/Psi)(Pl2 +Р43 * *Р24 +Р4бР24)?3 +C4P24(Pl2 +Ps2/Psi)f4 +CsP3S(Pl2 + +P52/P5l)(P23 +P43P24 +Р4бР24)?5 + C6P46P24(Pl2 +Ps2/Psi)f6]/ /fl + (Pl2 +P52/P5l)Î2 + (Pl2 +P52/P5l)(P23 +P43P24 +Р4бР24)?3 +
+P24 (Pl2 + +P35 (Pl2 + ^t) (P23 +P43P24 + P46P24)fS + +P46P24(Pl2 +Ps2/Psi)î6
\ Psi' v Psi'
где Ci, С2, Сз, С4, С5, Сб - стоимость нахождения изделия в соответствующем состоянии графа (рис. 1) . Полученные в ходе применения моделей графики зависимости приведены на рис. 2 и 3.
Рис. 2. График зависимости коэффициента Рис. 3. График зависимости эксплуатационных затрат
готовности изделия от состава ЗЧ на объекте на обеспечение ЗЧ от их состава на объекте
эксплуатации и объекте хранения эксплуатации и объекте хранения
Заключение. Описанная в статье модель обеспечения готовности изделия с учетом многоуровневого распределения комплекта запасных частей является полумарковской, что делает её достаточно гибкой и позволяет принять в расчет особенности эксплуатации технически сложного устройства. Она, в отличии от известных, кроме экспоненциального закона распределения отказов изделия, включает законы Эрланга и Пуассона. Применение полученной модели позволяет оценить взаимовлияние объема и уровня размещения ЗЧ на коэффициент готовности изделия.
Список литературы
1.Маев С.А. Под знаменем ремонта // Военно-промышленный курьер. 2017. № 38 (702). С. 6-8.
2.Умнова С.А. Методы логистического анализа в структуризации запасов предприятия с учётом реального спроса // Современные наукоёмкие технологии. Региональное приложение. 2012. № 4 (32). С. 76-79.
3.Богдан А.Н., Поляков А.П., Демченко Е.С. Постановка и методика решения задачи оптимального эшелонирования комплекта запасных частей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 3. С. 321-325.
4.Дьяков А.Н., Кокарев А.С., Решетников Д.В. Алгоритмы оперативного обоснования оптимальных планов доставки комплектов запасных частей, инструментов и принадлежностей // Труды Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского. Вып 658. СПб.: ВКА имени А.Ф.Можайского, 2017. С.130-138.
5.Борисов Ю.И. В создании перспективного вооружения нельзя рассчитывать на сиюминутный результат // Оружие России. 12.03.2017. [Электронный ресурс] URL: http://www.arms-expo.ru/news/armed forces/vuriv borisov v sozdanii perspektivnogo vooruzheniva nelzya rasschitvvat na siyuminutnyy rezultat (дата обращения: 10.05.2023).
6.Волков Л.И. Управление эксплуатацией летательных комплексов: учеб. пособие для втузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1987. 400 с.
Богдан Александр Николаевич, канд. техн. наук, старший преподаватель, [email protected]. Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А.Ф.Можайского,
Поляков Алексей Прокофьевич, канд. техн. наук, профессор, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А.Ф.Можайского,
Демченко Евгений Сергеевич, слушатель, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского,
Локтионов Владимир Михайлович, адъюнкт, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского
THE MODEL OF ENSURING THE READINESS OF THE PRODUCT, TAKING INTO ACCOUNT THE MULTI-LEVEL
DISTRIBUTION OF A SET OF SPARE PARTS
A.N. Bogdan, A.P. Polyakov, E.S. Demchenko, V.M. Loktionov
The article proposes a graph model of ensuring the readiness of the product, taking into account the separation of a set of spare parts. The use of the model makes it possible to justify a two-level structure of spare parts storage to meet the requirements for the product availability coefficient. In addition, the model given in the article makes it possible to estimate the resource intensity of the distribution of spare parts by storage levels. A distinctive feature of the model is the complex application of the exponential product failure distribution law, Erlang and Poisson laws.
Key words: spare part, readiness factor, graph model, resource intensity.
Bogdan Alexandr Nikolaevich, candidate of technical sciences, senior lecturer, [email protected], Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg, Military-space academy of a name A.F. Mozhayskogo,
Polyakov Alexey Prokofievich, candidate of technical sciences, professor, Russia, Saint-Petersburg, Militaryspace academy of a name A.F. Mozhayskogo,
Demchenko Evgeniy Sergeevich, listener, Russia, Saint-Petersburg, Military-space academy of a name A.F. Mozhayskogo,
Loktionov Vladimir Mikhailovich, adjunct, Russia, Saint-Petersburg, Military-space academy of a name A.F. Mozhayskogo
