CC BY
48
УДК 623.467
ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОБРАЗЦОВ
ВООРУЖЕНИЯ ПРИ ИХ ТО И Р ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ
СОСТОЯНИЮ
В. А. Мальцев
Представлено математическое описание процесса восстановления работоспособного состояния образца вооружения (путем замены конструктивного элемента, узла, механизма) при его техническом обслуживании и ремонте по фактическому состоянию.
Ключевые слова: техническое обслуживание, ремонт, образец вооружения.
В основу поддержания вооружения и военной техники в готовности к боевому применению в Российской Армии положена планово-предупредительная система, основанная на обязательном проведении определенных видов технического обслуживания и ремонта (ТО и Р), регламентных работ и контроля технического состояния в зависимости от наработки, сроков и условий эксплуатации изделий [1].
Но сегодня для оптимизации стоимостных показателей требуется совершенствование системы управления жизненным циклом образцов. При этом одним из эффективных путей реализации этого процесса является переход (частичный или полный) на техническое обслуживание по фактическому состоянию [2, 3].
Существующие подходы к обеспечению технической готовности образца вооружения к боевому применению рассматривают восстановление его работоспособности.
В этой связи все большее значение приобретают вопросы восстановления работоспособности образца вооружения путем замены отказавшего модуля (составной части) на работоспособную деталь (блок, узел и т.п.) из состава комплекта запасных частей, инструментов и принадлежностей (ЗИП), возимого при образце, что вполне может быть выполнено эксплуатационным персоналом (экипажем, расчетом). А система обеспечения эксплуатации образцов вооружения с использованием комплектов ЗИП в значительной степени определяет коэффициент технической готовности и время восстановления отказавших образцов.
Исходя из принятого в войсках агрегатного метода восстановления работоспособности образцов вооружения общевойскового назначения [1] при расчете потребности ЗИП, проанализируем только случай восстановления объекта путем замены элемента (т.е. узла, прибора, агрегата). Для упрощения предполагаем, что восстановление происходит мгновенно.
205
Пусть элемент начинает работу в момент, соответствующий £ = 0, и, проработав определенное время, выходит из строя. При наработке £ этот элемент заменяется новым, который после некоторого времени работы вновь выходит из строя и заменяется третьим и т.д.
Рассмотрим наиболее характерный для практики эксплуатации случай, когда ресурсы элементов к (при первой (заводской) установке), к12 (от первой до второй замен), к23 (от второй до третьей замен) и т.д. независимы и соответствуют однотипному закону распределения с неизменяемыми параметрами.
Случайную последовательность наработок
£1 = к + Т12, ..., £п = к + Т12 + ... + Т(И-1)р, (1)
образующую поток событий, принято называть процессом восстановления [1].
Важное значение при изучении процесса восстановления объектов имеет функция восстановления Н(£), равная среднему числу замен элементов, проведенных за определенную наработку £ [4]. Выражение для функции восстановления Н(£) выводится следующим образом. Общее число восстановлений т(£), произведенных за наработку £, определяется из условия
£т(£) < £ £ £т(£)+1. (2)
Величина т(£) может принимать только целые неотрицательные значения. Заметим, что
Р{т(£) >р} = Р(£п < £) = Р{К + к + ... + Кп-1)р < £} = Рр(£), (3) где Рр(£) - функции распределения наработок до р-й замены, определяемые в соответствии с выражением
£
Рр (£) = } Рр-1 (£ - КМ (К), р (£) = Р (£). (4)
0
Отсюда следует, что вероятность проведения за наработку £ р-й замены
Рр(£) = Р{т(£) = р} = Рр(£) - ^р.1(£). (5)
На основании равенства (5) выводится выражение для функции восстановления Н(£)
¥ ¥ Н(£) = М[т(£)] = X рРр (£) = X [Рр (£) - Рр-1(£)] = р=1 р=1 ¥ ¥ ¥ = X рРр (£) - X (р -1)Рр (£) = X Рр (£). (6)
р=1 р=1 р=1
Продифференцировав функцию Н(£), получим другую характеристику процесса восстановления - плотность восстановления, определяющую среднее число взамен некоторого отказавшего элемента за единицу
наработки, начиная с момента £ (при малой величине £),
¥
Н(£) = Н(£) = X 1Р (£), (7)
р=1
где /р (Б) = Р'р (Б) - плотность распределения наработок до р-й замены.
При нормальном законе распределения (отражает процессы, происходящие под воздействием большого числа факторов) ресурса элементов, выходящих из строя по причине возникновения постепенных отказов, функция и плотность восстановления характеризуются зависимостями
Н (Б) = I ^
р=1
¥ 1
КБ) = /о р=1^ р
' Б - рБср Л
а( р)
Г Б - рБсР л
&4Р
(8)
(9)
где F0(x), /0(х) - нормированные и центрированные функция и плотность нормального распределения.
В случае экспоненциального закона распределения наработок элементов до выхода из строя, применяемого для исследования внезапных отказов, функция и плотность восстановления имеют вид
Н(Б) = 1Б; (10)
Ь(Б) = 1 (11)
Использование приведенных выражений основывается на предположении, что средние ресурсы элементов первого и последующих поколений, устанавливаемых при заменах на образец вооружения, считаются одинаковыми, а сам процесс восстановления в данном случае рассматривается как простой [2].
В то же время в реальных условиях эксплуатации образцов, в частности, боевых машин зенитно-ракетных и противотанковых комплексов, транспортно-заряжающих машин и других типов образцов ракетно-артиллерийского вооружения [2], средний ресурс некоторых элементов, заменяемых при ремонте, значительно меньше среднего ресурса подобных элементов, установленных на заводе-изготовителе, что типично для общего процесса восстановления [3]. С учетом этих различий функция и плотность восстановления описываются выражениями:
- при нормальном законе распределения ресурса элемента
Б - [Бср1 + (р - 1)Бср^
Н (Б) = I ^
р=1
1
л/М +^122(р - 1)
Ь (Б) = I ! 2 ; /о
р=^ О? +М122( р - 1)
Б - [Бср1 + (р - 1)Бср12]
ср12 ]
л/М +^122( р - 1)
(12)
(13)
где Бср1, , Бср 12 = Бср 23 = к = Бср(р-1)р , М12 = м23 = - • = р-1)р - параметры
распределения ресурса элементов первого и последующих поколений; - при экспоненциальном законе
Н (Б) = Х[Бв~1Б + 12Б (1 - е 1);
И (5) = V1 (1 ) - 12е 1 (1 -12 5) +12, (15)
где 11, 12 = 123 = к = 1(р-1)р - параметры распределения наработок до выхода из строя элементов первого и последующего поколений,-
Зависимости характеристик общего процесса восстановления представлены в предположении, что ресурсы элементов, устанавливаемых на объект заводом-изготовителем и при последующих заменах, подчиняются одному и тому же закону распределения при различных его параметрах, Для данных условий оцениваются функция ) = Р(5ср1) и плотность
А(5) = / (5ср1) распределения ресурса элементов первого поколения с параметрами 5 ср1, ст1, а также функции р12(5) = Р(523) = Р(534) = к и плотности распределений ресурсов элементов, установленных при ремонтах,
_ _ /12(5) = /(5и) = 1(5З4) = к (16)
с параметрами 5ср12 = 5ср2з = к = 5ср(р-1)р, (Гп = ^23 = • • • = р-1)р ,
Анализируя приведенные выше зависимости, следует отметить, что как при простом, так и общем процессах восстановления функции Н(5) и Н(5) изменяются практически по линейной зависимости, а плотности
восстановления И(5) и И (5) имеют характерный колеблющийся вид, С увеличением наработки объекта, т.е. при 5 ® ¥, процесс его восстановления можно считать стационарным:
Нш И(5) = (17)
5 ®¥ 5ср
Из зависимости (17) следует, что в условиях технической эксплуатации образцов вооружения, когда их узлы, блоки, механизмы и другие конструктивные группы имеют высокий технический или гарантийный ресурс Б, предел плотности И(8), характеризующий качество их восстановления как стохастического процесса, обратно пропорционален среднему ресурсу 8ср элементов, заменяемых при ТО и Р по фактическому состоянию,
Список литературы
1, Организация эксплуатации ракетно-артиллерийского вооружения / В,Г, Староселец, А.П. Краснобородов, Ю. Леоньтьев, В.М. Плаксин, Л,: ВАОЛКА, 1982, 300 с,
2, Алчинов В,И, Управление техническим обслуживанием и ремонтом ракетно-артиллерийского вооружения, Пенза: ПАИИ, 2000, 222 с,
3, Смирнов Н,Н,, Ицкович А, А, Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию, М,: Транспорт, 1980, 232 с,
4, Москалев В, С, Применение положений теории надежности при решении практических задач эксплуатации вооружения и военной техники, М,: ВА БТВ, 1988, 75 с,
Мальцев Владимир Алексеевич, д-р техн. наук, проф., начальник управления, cps-khpamail.ru, Россия, Тула, АО «КБП»
WEAPONS SERVICEABILITY RECOVERY QUANTITY INDICATORS ASSESSMENT AT THEIR MAINTENANCE AND REPAIR DEPENDING ON TECHNICAL CONDITION
OF WEAPONS
V.A. Maltcev
The weapon serviceable condition recovery process mathematical formulation via replacement of the weapon's structural element, assembly or mechanism at maintenance and repair of the weapon according to actual condition is given in the paper.
Key words: maintenance, repair, weapon.
Maltcev Vladimir Alekseevich, doctor of technical sciences, professor, head of department, cps-khpa mail. ru, Russia, Tula, JSC «KBP»
УДК 623.467
ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ ОБРАЗЦОВ ВООРУЖЕНИЯ ОБЩЕВОЙСКОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В.И. Алчинов, В. А. Мальцев
Рассматривается процесс формализации задачи создания специального банка данных для информационной поддержки деятельности лица, принимающего решение при управлении техническим обслуживанием и ремонте образцов вооружения.
Ключевые слова: информационная поддержка, принятие решения, техническое обслуживание и ремонт, образец вооружения.
В настоящее время основными формами управления техническим состоянием любого образца вооружения являются техническое обслуживание и ремонт (ТО и Р), которые представляют собой систему мероприятий, проводимых исполнителями эксплуатации с целью поддержания образца в исправном (работоспособном) состоянии.
При этом возможности оперативного управления техническим состоянием ограничиваются условиями принятия решения на обслуживание и восстановление, пропускной способностью лица, принимающего решение, работа которого характеризуется высокой напряженностью и необходимостью учета значительного объема информации. В связи с этим возникает потребность в обеспечении релевантной информацией [1, 2] процесса принятия решения, начальными этапами которой являются формализация эксплуатационной документации и создание справочно-нормативной базы, т.е. создание специального банка данных для информационной поддержки деятельности лица, принимающего решение.
209
