Оценка эффективности распределения работ в рамках государственного контракта по сопровождению жизненного цикла военной автомобильной техники Текст научной статьи по специальности «Математика»

ВОЕННО-СПЕЦИАЛЬНЫЕ НА УКИ

УДК 519.812

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТ В РАМКАХ ГОСУДАРСТВЕННОГО КОНТРАКТА ПО СОПРОВОЖДЕНИЮ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ВОЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Ю.А. Заяц, А.В. Сальников, И.Ф. Гумеров

Для военной автомобильной техники первостепенное значение имеет максимальное значение коэффициента технической готовности при минимальных затратах. Одним из ключевых вопросов при заключении контрактов жизненного цикла является вопрос распределения зон и функций ответственности между предприятием промышленности (Исполнителем) и Заказчиком (МО РФ). Это связано с наличием у Заказчика собственных структур, на которые возложены функции поддержания техники в работоспособном состоянии. В работе представлена методика решения задачи определения эффективности распределения работ между Исполнителем и ре-монтно- восстановительными органами Министерства обороны РФ с позиции трех основных аспектов: результативности, оперативности, ресурсоемкости.Приведены формулы для оценки данных показателей.

Ключевые слова: жизненный цикл, зоны ответственности при распределении работ, эффективность распределения зон ответственности, результативность, оперативность, ресурсоемкость.

При методическом обеспечении системы управления жизненным циклом (СУ ЖЦ) образцов военной автомобильной техники (ВАТ), включенных в государственный контракт (ГК) по обеспечению заданного коэффициента технической готовности (КТГ) возникает задача распределения работ. Эта проблемная ситуация связана с тем, что для выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТО и Р) контрактных образцов ВАТ могут быть привлечены силы и средства ремонтно-восстановительных органов (РВО) МО РФ, имеющих в своем составе специалистов, сертифицированных Головным исполнителем работ. Следова-тельно,при планировании необходимо определить не толькообщий объем работ, который будет освоен РВО, но ираспределить этот объемработ ви-

дам возможных воздействий. Решение этой задачи не лежит на поверхности и требует разработки методики определения эффективности такого распределения. Решению этой задачи посвящена данная статья.

В общем случае под эффективностью понимают свойство, характеризующее приспособленность процесса функционирования (применения) организационно-технической системы к достижению цели операции [2].

Качество такого функционирования определяется её операционными свойствами (аспектами), которые в общем случае объединяются в три группы свойств, называемые результативностью, оперативностью, ресур-соемкостью [1, 2, 3, 4].

Результативность - свойство системы давать целевой результат (то есть результат, ради которого организована система).

Ресурсоемкость - свойство, характеризуемое расходом ресурсов (материально-технических, финансовых, информационных, людских и т. д.), необходимых для проведения операции системой.

Оперативность - свойство характеризуемое расходом времени, потребным для проведения операции системой.

Таким образом, качество функционирования системы исчерпывающе может характеризоваться совокупностью этих трёх свойств.

С позиции трех основных аспектов - результативности, оперативности, ресурсоемкости рассмотрим эффективность распределения работ между предприятием промышленности (1111) и РВО МО РФ на этапе планирования при выполнении условий контракта по сопровождению ЖЦ ВАТ.

1. Результативность

Что понимать под результативностью распределения работ? Очевидно, это конечный результат работ, представленный каким-то числовым значением. Результат рассмотрим с нескольких позиций.

1. Какова вероятность успешного выполнения воздейст-вия(восстановления образца), включенного в перечень воздействий, выполняемых РВО?

2. Каков коэффициент полноты восстановления ресурса?

3. Каков охват перечнем планируемых на РВО воздействий основных видов воздействий (отказов, ТО и Р) образцов ВАТ данной типовой конструкции или типовой конструкции агрегата?

Последнее связано с необходимость поддержания всестороннего опыта проведения ремонтно-восстановительных работ силами РВО МО РФ, что определяется целым рядом совершенно очевидных обстоятельств.

1.1. Введем некоторые вероятностные величины. Примем как априори, что, если запланированное воздействие на РВО уже когда-то выполнялось этим органом в предыдущем плановом периоде (например, в текущем году, а планирование происходит на следующий год), то вероятность успешного выполнения на уровне значимости 0,01 можно принять 0,99 (то есть выполнено в срок и в полном объеме без привлечения ПП).

400

Если воздействие в предыдущем плановом периоде не выполнялось, но в РВО имеется сертифицированный специалист, то вероятность выполнения данного воздействия примем априори 0,75.Если сертифицированного специалиста нет,то данный вид воздействия РВО не может выполнять, но если все-таки оно запланировано, то вероятность его выполнения можно принять на уровне 0,25.

Значения вероятностей имеют практический смысл только на начальном этапе работы системы в качестве начального приближения и уточняются апостериори, то есть на основе реального выполнения работ -опыта.

Введем обозначения.

{Кт}, I = В0п - события свершения плановых видов воздействий в предшествующем плановом периоде;

{У0вг}, г = 1...В0в - события свершения внеплановых видов воздействий в предшествующем плановом периоде;

{У1п}, г = 1...В1п - события свершения плановых видов воздействий в плановом периоде;

{У1вг},г = 1...В1в - события свершения внеплановых видов воздействий в плановом периоде;

{Успг}, г = 1...Всп - события, заключающиеся в наличии сертифицированного специалиста для плановых видов воздействий в плановом периоде;

{УСВ1}, г = 1...Всв - события с заключающиеся в наличии сертифицированного специалиста для внеплановых видов воздействий в плановом периоде;

Тогда в соответствие с вышесказанным условные вероятности будут равны.

Р1п = (У1пг / (У0пг' Успг)) = 0,99 - вероятность того, что воздействие У1пг будет выполнено успешно, если событие У0пг произошло (в прошлом периоде такое воздействие РВО выполнил успешно) и имеется сертифицированный специалист в новом плановом периоде.

Р1пг = (Уш / (У0пг' Успг)) = 0,75 - вероятность того, что воздействие У1пг будет выполнено успешно, если событие У0пг не происходило (в прошлом периоде такое воздействие РВО не выполнялось или было выполнено не успешно).

Р1пг = (Уш / (Уш ' Успг)) = 0,25 - вероятность того, что воздействие У1пг будет выполнено успешно, если событие У0пг не происходило (в прошлом периоде такое воздействие РВО не выполнялось или было выполнено не успешно), сертифицированного специалиста нет, но воздействие запланировано.

Аналогично для внеплановых воздействий:

Р0вг = (Пвг/У0в1) = 0,99; Рсвг = (Уы /(^0ш • Уош)) = 0,75; Ры = (Уы /(У0в/ • Ув)) = 0,25. Тогда результативность по всем запланированным воздействиям вычисляется по формуле для парка образцов АТ:

В1п тп1 В1в тв1

Кр1 -

Е Е Р1п у + ЕЕ Р1ву п Л

/-1 7-1_/-1 у -1 (1)

Ы1п + Ы1в ,

где ЛГ1П - общее количество плановых воздействий, подлежащих выполнению РВО в плановом периоде; А^в - общее количество внеплановых воздействий, подлежащих выполнению РВО в плановом периоде; В1п - общее количество видов плановых воздействий; В1в - общее количество видов внеплановых воздействий; тп - количество плановых воздействий /-го вида; тв - количество внеплановых воздействий /-го вида.

Смысл критерия Кр1 заключается в средней вероятности выполнения успешных воздействий запланированных на РВО МО РФ.

1.2. Рассмотрим коэффициент полноты восстановления ресурса. Данный параметр характеризует не только качество выполнения работ, но и качество материалов и запасных частей.

Коэффициент полноты восстановления ресурса относится к важнейшим характеристикам закономерностей третьего вида. Обозначим величины

- средняя наработка до к-го отказа

т

X - Х1 + X Хк-1,к , к-2

где Х1 - средняя наработка до первого отказа; Хк-\к - средняя наработка

между к-1 и к-м отказом.

События х1, х2, ..., хк- процесс восстановления.

Средняя наработка между отказами для Ык образцов АТ контракта:

Nк

Е Хк-1,к

V - к-1 ■

Хк-1, к ----;

Ык

- коэффициент полноты восстановления ресурса характеризует возможность восстановления ресурса после воздействия, то есть качество произведённого ремонта.

0 £ п < 1

402

После первого воздействия i-го вида (между 1 и 2 отказами)

Л/1 = — (3)

xil

После^говоздействия/'-го вида (после k-го отказа)

X/k,k+1 / . \

П/k =-• (4)

xil

Сокращение ресурса после первого и последующих ремонтов, которые необходимо учитывать при планировании и организации работ по обеспечению работоспособности, объясняется частичной заменой только отказавших деталей в агрегате, при значительном сокращении надёжности других, особенно сопряженных; использованием запасных частей и материалов иного качества, чем при изготовлении деталей; уровнем организации и технологии выполнения работ.

В общем случае наблюдается три основных случая поведения параметра во времени [5].

Первый случай - полное восстановление ресурса после каждого отказа

X1 = Xl2 = x 23 = Х34 = ... = Xk-1 . (5)

При k = const, h = 1.

При этом стабилизация параметра потока отказов на уровне: W1 =1.

Х1

Второй случай - неполное, но постоянное восстановление ресурса после первого отказа, то есть

h' = const<1. (6)

Для этого случая также характерна стабилизация параметра потока отказов, на более высоком уровне:

W1 = —^ = const. (7)

П • X w

Третий случай -последовательное снижение полноты восстановления ресурса, то есть:

hk< ... <h2<h1< 1, (8)

h = const.

В этом случае параметр потока отказов непрерывно увеличивается, что приводит к постоянному повышению нагрузки на РВО и ПП.

Стабилизация параметра потока отказов позволяет рассматривать потоки как простейшие или пуассоновские, обладающие рядом свойств: стационарности, ординарности, отсутствия последствия.

Тогда с учетом вышесказанного критерий результативности (1) может быть уточнен

В1п тш В1в mBi

Кр2 -

Е Е pinij • 4uij + ЕЕ piBj • nBij i-1 j-1_i-1 j-1_ (9)

Win + #1в '

где Пш/ - коэффициент полноты восстановления ресурса при плановых

воздействия; пв/ - коэффициент полноты восстановления ресурса при

внеплановых воздействиях.

Примечание - При отсутствии статистики величину //можно принять равной 0,9 = const, а при эксплуатации системы предусмотреть ее уточнение апостериори.

1.3. Критерий охвата планируемыми на РВО воздействиями основных видов воздействий (отказов, ТО и Р) образцов ВАТ по данной типовой конструкции или типовой конструкции агрегата обусловлен поддержанием опыта восстановления техники, имеющей различные отказы, а также опыта проведения плановых ТО и Р специалистами РВО.

Тогда в качестве критерия целесообразно принятьотношение охваченных основных видов отказов (в системе отказов) и ТО и Р к общему количеству видов воздействий на планируемый период: для плановых воздействий

- рво

Кохп - ; (10)

В

1п

для внеплановых

- рво

Кох в - ; (11)

В

1в

общий коэффициент охвата

В Рво + В Рво

Кох = °1п + °1в , (12)

В1п + В1в

где ВРПВ0 - количество плановых видов воздействий выполняемых РВО;

В1п - общее количество видов плановых воздействий в плановом периоде;

вРвво - количество внеплановых видов воздействий выполняемых РВО;

В - общее количество видов внеплановых воздействий в плановом пе-1 в

риоде.

Общий коэффициент охвата можно использовать самостоятельно, а также в совокупности, формируя единый критерий результативности.

404

Кр =•

Р Nln + NlB

Величина этого критерия максимизируется.

2. Оперативность

В качестве основного критерия оперативности целесообразно взять оперативность выполнения работ в относительном виде, как отношение суммы отношений статистического значения продолжительности воздействий к нормативному, к общему количеству воздействий, запланированному на РВО, а именно:

В1п тп/ Т В1в тв/ Т

^ ^ 1 цп/j ^ Л' 1 цв/j

К _ /=1 = , '=1 /=1 ТЦв/р (14)

оп Nin + М1в .

Коэффициент оперативности выполнения основных операций вычисляется по формуле с учетом равенства времени цикла воздействия сумме основного времени и времени на подготовительно-заключительные, организационные и транспортные операции Тц = Тцо + Тцпз т

В1п тп/ т ■ ■ В1в тв' Т

^ Л' 1 цоп/j -Лв Л' 1 цов j

'=1 /=1 С/ /=1 j=i Св/ (15)

_ - цо/j ' * J * цов/j

Коп осн

+

где Тцщ - общая продолжительность выполнения планового вида воздействия РВО по /-му воздействию ¿-го вида; Тт/ - общая нормативная продолжительность выполнения планового вида воздействия РВО по/-му воздействию ¿-го вида; Тцву - общая продолжительность выполнения внепланового вида воздействия РВО по/-му воздействию ¿-го вида; ТЦв/ - общая

нормативная продолжительность выполнения внепланового вида воздействия РВО по/-му воздействию ¿-го вида.

Разность между величинами Коп и Коп осн позволяет оценить эффективность принятых решений с позиции затрат времени на подготовительно-заключительные, организационные и транспортные операции

Коп_пз = Коп — Коп_осн . (16)

Величина этого критерия минимизируется. 3. Ресурсоемкость

Рассмотрим этот показатель со следующих позиций: - трудоемкость восстановления;

- количество задействованных специалистов к общему количеству специалистов в РВО (среднее доля задействованных специалистов от штатной численности РВО на воздействие);

- расход запасных частей и материалов (ЗЧ и М);

- необходимое оборудование;

- необходимый инструмент.

3.1. Трудоемкость восстановления

Критерий ресурсоемкости по трудоемкости восстановления представляет собой отношение общей трудоемкости воздействий к их общему количеству

В1п тп, В1в тв1

X X Тшу + XX Тву п

К _ ,=1 у=1 ,=1 у=1 (17)

Крес1 = + #1в '

где Т пу - трудоемкость плановых видов воздействий, запланированных на

РВО в плановом периоде; Тву - трудоемкость внеплановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде.

Величина этого критерия минимизируется.

3.2 Количество задействованных специалистов к общему количеству специалистов в РВО

Для каждого воздействия рассчитывается величина отношения количества специалистов, участвующих в его выполнении к общему количеству специалистов в РВО

В1п тпг Кст7 В1в тв1 КсвУ

х х спу + х X сву К ,=1 у =1К рпв;с ,=1 у=1К српви°с (18)

Крес2 = МЫ + М1в '

где Ксп,у - количество специалистов, участвующих в выполнении плановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде; К св,у - количество специалистов, участвующих в выполнении внеплановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде; Ксрпвис - общее количество специалистовв РВО по списку.

Величина этого критерия минимизируется.

3.3 Расход запасных частей и материалов

Для каждого воздействия рассчитывается величина отношения стоимости используемых запасных частей и материалов к общей стоимости запасных частей и материалов, имеющихся в РВО на складах.

В1п тп, Сзчп,7 В1в тв, сзчв,у

X X зЧП(/ + XX зчв (/

К ,=1 у=1 сзчво ¿1 у=1 сзчво (19)

Крес3" + ^1в '

где Cзчпjj - количество запасных частей и материалов в стоимостном выражении, участвующих в выполнении плановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде; Cзчшj• - количество запасных

частей и материалов в стоимостном выражении, участвующих в выполнении внеплановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом

периоде; С - количество запасных частей и материалов в стоимостном выражении, имеющихся в РВО на складах в плановом периоде. Величина этого критерия минимизируется. 3.4 Необходимое оборудование

Для каждого воздействия рассчитывается величина отношения количества единиц оборудования к его общему количеству оборудования

Крес4

Ву + ^в у 8ву

* =1 / =1 ^бво+ ¿-=1 / =1 ^ (2°) М1п + М1в '

где Бщ - количество единиц оборудования, участвующих в выполнении

плановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде; - количество единиц оборудования, участвующих в выполнении

внеплановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде; 5ово - количество единиц оборудования, имеющихся в РВО в плановом периоде.

Величина этого критерия минимизируется. 3.5 Необходимый инструмент

Для каждого воздействия рассчитывается величина отношения количества единиц уникального инструмента к его общему количеству

В1п тт В1в тв/' 1в1/

у у п/ + У У Ш/

¿=1 ~=л I рво "1 ~=л I рво (21)

К = ¿=1 •инст ¿=1 •инст 4 '

Крес5" Мщ + мы '

где 1щ - количество единиц уникального инструмента, участвующего в

выполнении плановых видов воздействий, запланированных на РВО в плановом периоде; !ы/ - количество единиц уникального инструмента, участвующего в выполнении внеплановых видов воздействий, запланированных

на РВО в плановом периоде; Iирвот - количество единиц уникального инструмента, имеющегося в РВО в плановом периоде.

407

Величина этого критерия минимизируется.

Учитывая тот факт, что все критерии ресурсоемкости по своему смысловому значению должны стремиться к минимальному значению, можно написать сводный интегральный критерий ресурсоемкости, равный произведению соответствующих критериев:

Крес = Крес1' Крес2 ' Крес3 ' Крес4 ' Крес5, (22)

Общий интегральный критерий эффективности тогда можно записать следующим образом

Кр

кэф=К-К- , (23)

Коп Крес

где Кр - критерий результативности; Коп - критерий оперативности;

Крес - критерий ресурсоемкости.

Формула (23) для критерия эффективности может быть представлена в другом виде. Можно применить аддитивную свертку показателей качества с учетом весовых коэффициентов [6] и найти значение критерия:

п т I

Кэф = кр ' X кр/ ' Кр/ + коп ' X коп/ ' Коп/ + крес ' X крес/ ' Крес/ , (24) / =1 / =1 / =1

где кр + коп + крес = 1 - весовые коэффициенты соответственно результатив-

Ф 1 '^оп 1 '^рес

п

ности, оперативности, ресурсоемкости; X кр/ = 1 - сумма весовых коэффи-

/=1

циентов для группы показателей, входящих в свойство результативности;

т

X коп/ = 1 - сумма весовых коэффициентов для группы показателей, вхо-/=1

I

дящих в свойство оперативности; X крес/ = 1 - сумма весовых коэффици-

/ =1

ентов для группы показателей, входящих в свойство ресурсоемкости. В частности, формула (22) тогда будет представлена суммой. Для использования формулы (24) критерий результативности также должен быть сведен к выражению, которое должно минимизироваться как и другие два критерия. Это делается путем несложных преобразований и переходом от вероятности выполнения к вероятности невыполнения, от коэффициента охвата к коэффициенту не охвата и т.д.

Полученный критерий может использоваться в качестве величины сравнения различных вариантов, но его значение ничего не говорит об эффективности системы с позиции достижения максимальных возможностей. Для решения этой задачи можно воспользоваться выбором шкал или метрик эффективности, если в этом есть необходимость [7].

Выводы

1. Таким образом, разработанные и представленные выше критерии позволяют всесторонне оценить эффективность принимаемых решений, связанных с выбором количества и видов воздействий при планировании работ РВО МО РФ в плановом периоде.

2. Предлагаемые критерии базируются на исходных данных, используемых при планировании работ, а также получаемых при развитии информационной системы управления ЖЦ образцов АТ.

Список литературы

1. Большаков А.С. Менеджмент. СПб.: Питер, 2000. 160 с.

2. Большаков А.С., Михайлов В.И. Современный менеджмент. СПб.: Питер, 2002. 416 с.

3. Вачугов Д. Д., Кислякова Н.А. Практикум по менеджменту. Деловые игры. М.: Высшая школа, 1998. 176 с.

4. Виссема Х. Менеджмент в подразделениях фирмы / пер.с англ. М.: ИНФРА-М, 1996. 288 с.

5. Заяц Ю.А. Основы теории надежности: учебник. Рязань: РВВДКУ, 2013. 277 с.

6. Громов Ю.Ю., Минин Ю.В., Хорохорин М.А., Долгов А. А. Алгоритм оценкиживучестисетевыхинформационныхсистем // Промышленные АСУ иконтроллеры. 2014. № 4. C. 40 - 46.

7. Аналитические и процедурные модели анализа функционирования сетевой информационной системы при удовлетворении внешних требований / Ю.Ю. Громов, В.Н. Осин, Ю.В. Мининидр // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2011. № 10. С. 15 - 19.

Заяц Юрий Александрович, д-р техн. наук, проф., декан факультета коммуникаций и автомобильного транспорта, sajua@yandex.ru, Россия, Рязань, Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В. Ф. Маргело-ва,

Сальников Александр Вячеславович, канд. техн. наук, руководитель департамента информационных технологий, alex_s79@list.ru, Россия, Бронницы, ООО «Интеграл»,

Гумеров Ирек Фролович, канд. техн. наук, заместитель генерального директора - директор по развитию, gumerovakamaz.ru, Россия, Набережные Челны, ПАО КАМАЗ

PERFORMANCE EVAL UA TION OF B URDEN SHARING WITHIN

STA TE CONTRACT ON LIFE CYCLE SUPPORT OF TACTICAL VEHICLES

Y.A. Zayats, A. V. Salnikov, I.F. Gumerov 409

Regarding tactical vehicles maximum value of availability ratio at minimum costs is of paramount importance. One of the key points in closing life cycle contracts is the problem of burden sharing between an industrial enterprise (Contractor) and Customer (the Ministry of Defence of the Russian Federation). The problem exists because the Customer has its own bodies responsible for vehicle maintenance in working order. The present article is concerned with the method of solving the problem for performance evaluation of burden sharing between the Contractor and maintenance and repair bodies of the Ministry of Defence of the Russian Federation taking into account three main factors: high performance, efficient response, resource-intensiveness. The formulae to evaluate the factors are given.

Key words: life cycle, burden sharing, burden sharing efficiency, high performance, efficient response, resource-intensiveness.

Zayats Yuri Alexandrovich, doctor of technical sciences, professor, dean of the faculty of Communications and Automobile Transport, sajua@yandex.ru, Russia, Ryazan, Ryazan Higher Paratrooper Command Academy named after V.F. Margelov,

Salnikov Alexander Vyacheslavovich, candidate of technical sciences, head of it department, alex s 79@list. ru, Russia, Bronnitsy, OOO Integral, a limited liability company,

Gumerov Irek Frolovich, candidate of technical sciences, deputy director general, development director, gumerov@kamaz.ru, Russia, Naberezhnye Chelny, PAO KAMAZ

УДК 519.872

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫМИ СТАНЦИЯМИ

Э.М. Халиков, А.В. Уланов

На основе системы массового обслуживания с временными ограничениями предложена модель процесса сбора и обработки информации в автоматизированных системах управления радиолокационными станциями мониторинга космической обстановки. Представлены аналитические зависимости для численного анализа данной модели и расчета показателей эффективности функционирования станции. Численные результаты, полученные с помощью аналитических зависимостей, верифицированы наимитационной модели.

Ключевые слова: системы массового обслуживания, моделирование, временные ограничения, автоматизированные системы управления, радиолокационные станции.

При моделировании и оценивании эффективности сложных организационно-технических систем военного и двойного назначения широко применяются методы теории массового обслуживания [1]. Так, модель процесса сбора и обработки радиолокационной информации в автоматизированных системах управления радиолокационными станциями (АСУ РЛС) можно представить многоканальной системой массового обслуживания, на вход которой поступает поток информации о космических

410