CC BY
3045
Авдеев Д.К.
ПРОГРАММА РАСЧЁТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОСТАТОЧНОСТИ СИСТЕМ ЗИП ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
УДК 621.396.6, 621.8.019.8
Программа расчета показателей достаточности систем ЗИП восстанавливаемых электронных средств создана в обеспечении КГВС «МОРОЗ-6» ГОСТ РВ 27.3.03-2005 [1] и РДВ 319.01.19-98 [2], и предназначена для автоматизированного расчёта и оптимизации начального уровня запасов в комплектах систем ЗИП ЭС. Программа может использоваться на всех стадиях разработки, испытаний и эксплуатации ЭС с системами ЗИП, в том числе и в технологии обеспечения надежности сложных электронных средств военного и специального назначения.
The program of calculation of indicators of sufficiency of systems of Spare parts, tools and accessories of restored electronic equipment is created in support of a complex of standards «MOROZ-6» stannard « GOST R V 27.3.03-2005» [1] ann «RD V 319.01.19-98» [2], aad intenddd for the antomated calculation and optimization of an initial stock rate in complete sets of systems of Spare parts, tools and accessories of the electronic equipment. The program can be used at all stages of design, tests and operation of the electronic equipment with systems of Spare parts, tools and accessories, including in technology of support to reliability of difficult electronic means of the military man and a special purpose.
ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ; ПРОГРАММА; ОПТИМИЗАЦИЯ; ЭЛЕКТРОННЫЕ
СРЕДСТВА
SPARE PARTS; PROGRAM; OPTIMIZATION; ELECTRONIC
EQUIPMENTS
Программа расчета показателей достаточности систем ЗИП восстанавливаемых электронных средств [3-6] создана для автоматизации выполнения операции расчета надежности изделия информационной технологии обеспечения надежности сложных ЭС, в обеспечение ГОСТ РВ 27.3.03-2005 [1] и РДВ 319.01.19-98 [2] и предназначена для расчетной оценки показателей достаточности систем ЗИП и оптимизации начального уровня запасов в их комплектах по данным о характеристиках надежности СЧ, структуре системы ЗИП, стратегии пополнения запасов и др.
В программе реализованы все методы ГОСТ РВ 27.3.03-2005 [1], что позволяет проводить расчеты показателей достаточности как для одноуровневых систем ЗИП, так и двухуровневых, при этом расчетное ядро программы может поддерживать практически неограниченное количество запасов в системе ЗИП, число которых определяется только техническими характеристиками ЭВМ, на которой она установлена.
1
Программа позволяет проводить расчеты показателей достаточности систем ЗИП по ГОСТ РВ 20.39.303-98 [7], а именно: коэффициента готовности -КГЗИП; среднего времени задержки удовлетворения заявки - At.
По классификации ГОСТ Р В 27.3.03-2005 [1] одноуровневые системы ЗИП состоят из одного комплекта ЗИП и неисчерпаемого источника пополнения (НИП). Различают одиночный комплект ЗИП использующийся для восстановления одного ЭС (рис. 1, а) и комплект ЗИП (ЗИП-Г), использующийся
для восстановления группы однотипных (одинаковых) ЭС (рис. 1, б).
(ЗИП-О),
групповой
Неисчерпаемый источник пополнения
I
Неисчерпаемый источник пополнения
ЗИП-0
Изделие
ЗИП-Г
1 1
! Изделие № 1 Изделие № 2 • • • Изделие № S
а) б)
Рис. 1. Одноуровневые системы: одиночный комплект ЗИП-О а) групповой комплект ЗИП-Г
б)
Двухуровневые системы ЗИП состоят из одного комплекта ЗИП-Г, нескольких одинаковых комплектов ЗИП-О и НИП (рис. 2).
Рис. 2. Двухуровневая система ЗИП
Программа позволяет проектировать системы ЗИП, пополнение запасов в которых может осуществляться следующими политиками обслуживания (стратегиями пополнения): периодическое пополнение, периодическое пополнение с экстренными доставками, непрерывное пополнение и пополнение по уровню неснижаемого запаса [8].
Программа позволяет решать следующие задачи проектирования систем ЗИП в полном соответствии с ГОСТ Р В 27.3.03-2005 [1]:
• расчёт запасов, обеспечивающих заданный уровень показателя достаточности системы ЗИП при минимальных суммарных затратах на запасные части (прямая задача оптимизации);
• расчёт запасов, удовлетворяющих заданному ограничению по суммарным затратам на запасные части (ЗЧ) при максимально-достижимом уровне показателя достаточности системы ЗИП (обратная задача оптимизации);
• расчёт показателей достаточности системы ЗИП для заданного количества ЗЧ.
Кроме того, практика использования программы на предприятиях оборонного комплекса показала, что кроме вышеперечисленных задач также необходимо проводить расчет количества ЗЧ для заданной нормы расхода
2
запасных частей (НРЗЧ) на эксплуатацию и (или) плановые ремонты (задача обеспечение запасными частями по нормам расхода), решение которой также реализовано в программе.
Состав программы расчёта показателей достаточности систем ЗИП восстанавливаемых электронных средств приведён на рис. 3.
Рис. 3. Состав программы расчёта показателей достаточности систем ЗИП
Ниже приведено краткое описание программных компонентов:
- компонент «Оконный интерфейс» с одержит функции для отображения окон и панелей системы;
- компонент «Интерфейс таблиц ввода» содержит функции отображения и изменения таблицы исходных данных, например: добавление и удаление строк таблицы, копирование, выбор заполнения полей из предложенных вариантов.
- компонент «Интерфейс таблиц вывода» содержит функции отображения таблиц
показателей достаточности и ведомостей ЗИП;
- компонент «Форма диалогового ввода данных» предназначен для задания исходных данных пользователем при помощи диалоговых окон, где пользователь выбирает параметры расчёта из предложенных опций;
3
- компонент «Таблица исходных данных» с одержит функции для ввода в память компьютера значений таблицы исходных данных, а также функцию проверки корректности введённых пользователем данных;
- компонент «Форма результатов расчёта» содержит функции для формирования данных при выводе результатов расчёта;
- компонент «Сохранение результатов расчёта» содержит функции для сохранения результатов расчёта на компьютере пользователя в файлах программ Microsoft Word, Excel, а также в файлах разметки HTML;
- компонент «Функции расчёта показателей достаточности» содержит функции для расчёта показателей достаточности системы ЗИП;
- компонент «Функции проведения прямой задачи оптимизации» содержит функции для оптимизации запасов в системе ЗИП по критерию минимальных затрат;
- компонент «Функции проведения обратной задачи оптимизации» содержит функции для оптимизации запасов в системе ЗИП по критерию минимального среднего времени задержки в удовлетворении заявок на ЗЧ;
- компонент «Функция связи с базой данных» содержит функции связи с ПЧБД программного комплекса и позволяет проводить импорт данных (интенсивностей отказов СЧ);
- компонент «Сохранение результатов расчёта» содержит функции для сохранения результатов расчёта на компьютере пользователя в файлах программ Microsoft Word, Excel, а также в файлах разметки HTML;
- компонент «Функции расчёта показателей достаточности» содержит функции для расчёта показателей достаточности комплектов ЗИП;
- компонент «Система архивации» содержит функции по сохранению файлов проекта для последующей загрузки;
- компонент «Система контекстной справки» содержит функции для вывода контекстной справки.
- компонент «Система общей справки» содержит общие теоретические сведения, а также необходимую информацию для работы с системой;
- компонент «Интерактивное электронно-техническое руководство» с одержит обучающие видеоролики, отображающие работу пользователя с программой [8].
Укрупненная блок-схема алгоритма функционирования программы приведена на рис. 4.
4
Рис. 4. Блок-схема алгоритма функционирования программы
Блок 1 «Начало» Начало выполнения программы.
Блок 2 «Первый запуск программы?» Проверка на первый запуск программы. В случае если программа запущена впервые, необходимо провести активацию программы (Блок 3).
Блок 3 «Активация программы» Проведение активации программы путём ввода серийного номера и ключа активации.
Блок 4 «Отображение главной формы» Компонент «Оконный
интерфейс» отображает главную форму программы. В этой форме пользователю предоставляется возможность загрузки существующего или создания нового проекта.
Блок 5 «Анализ действий пользователя» Возможны 3 варианта действий: создание нового проекта (Блок 6), загрузка сохранённого проекта (Блок 7) и выход их программы (Блок 20).
Блок 6 «Создание нового проекта» Создание нового проекта и переход к дальнейшему заданию исходных данных.
5
Блок 7 «Загрузка сохранённого проекта» Загрузка ранее сохранённого проекта и переход на стадию выбора задачи расчёта (Блок 15).
Блок 10 «Задание данных с помощью последовательности диалоговых окон» Компонент «Форма диалогового ввода данных» последовательно отображает формы для ввода данных (рис. 5).
Рис. 5. Ввод данных с помощью последовательности диалоговых окон
Блок 11 «Заполнение таблицы исходных данных» Компонент
«Интерфейс ввода» отображает окно, содержащее таблицу исходных данных (рис. 6).
6
Рис. 6. Заполнение таблицы исходных данных
Блок 12 «Ввод данных из ПЧБД?». Пользователю предоставляется возможность импорта значений интенсивности отказов из ПЧБД программного комплекса.
Блок 13 «Ввод ХЭ и 2ХР из ПЧБД» Компонент «Функция связи с базой данных» импортирует и конвертирует данные программы расчета надежности АСОНИКА-К.
Блок 15 «Метод расчёта по ГОСТ?» Выбор метода решения задачи оптимизации (с ограничениями на число ЗЧ или без ограничений).
Блок 16 «Расчёт с помощью метода, описанного в ГОСТ» Компоненты «Функция проведения прямой задачи оптимизации» и «Функция проведения обратной задачи оптимизации» решают задачи оптимизации запасов комплектов ЗИП по методу, приведенному в ГОСТ РВ 27.3.03-2005 [1].
Блок 14 «Ввод 1Э и ХХР вручную» Пользователь задаёт значения интенсивностей отказов в режиме эксплуатации и хранения «вручную» (рис. 7).
^ АСОНИКА-К-ЗИП: Интенсивности замены ■
Расчет интенсивности замены для составной части |
Интенсивность отказов в режиме работы ,10 ® [1/ ч.] :|0,51
Интенсивность отказов в режиме хранения, 10 [ 1 / ч.] | :|0.0Б1|
Рис. 7. Окно ввода ХЭ и ХХР «вручную»
Блок 8 «Ввод дополнительных ограничений» В случае выбран метод оптимизации с ограничениями (Блок 15), пользователь задаёт дополнительные ограничения на минимальное и (или) максимальное количество ЗЧ в комплектах ЗИП. В качестве минимального количества запасных частей также можно использовать НРЗЧ.
7
Блок 9 «Расчёт с помощью усовершенствованного метода» При решении прямой задачи оптимизации начальный уровень запаса (первая итерация в решении задачи оптимизации) определяется выражением:
n0 = <
па, R (п1 аг) < D0
ni min , Пі1 < ni min
Уровень достаточности при превышении максимального количества запасных частей (заданного пользователем) полагается равным бесконечности:
Ri (Пі max + 1 аг ) = ¥ •
Блок 17 «Отображение результатов расчёта» Компонент «Интерфейс таблиц вывода» отображает результаты расчёта (рис. 8).
Рис. 8. Окно «Результаты расчёта»
Блок 18 «Вывод результатов расчёта» Вывод результатов расчёта в файлах программ Microsoft Word, Excel, а также в файлах разметки HTML (компонент «Сохранение результатов расчёта»»
Блок 19 «Создание нового проекта?» Пользователь может начать создание нового проекта, либо завершить работу с программой.
Блок 20 «Завершение» Завершение работы с программой.
Программа расчёта показателей достаточности систем ЗИП имеет интерфейсы связи с программой расчёта показателей надёжности АСОНИКА-К, программами Microsoft Word, Microsoft Excel и HTMLHelp (windows\hh.exe).
С программой расчёта показателей надёжности АСОНИКА-К связь осуществляется путем импорта интенсивности отказов в режиме хранения (ЛХР), интенсивности отказов в режиме работы (эксплуатации) ЛР (ЛЭ) и наименования СЧ из СЧБД [5]. На рис. 9 представлено окно импорта данных.
8
Рис. 9. Импорт данных из программы расчёта показателей надёжности АСОНИКА-К
Остальные поля (см. рис. 9) заполняет пользователь. В программе реализована возможность автоматического расчёта интенсивности замен СЧ для «сеансного» режима работы по формуле, приведенной в РД В 319.01.19-98
[2]:
L
n
Л =[ Киэ 'Лір + (1 Киэ )'1ож]'(1 + dОш ) + 'Лт + т. '1х,
где: КИЭ - коэффициент интенсивности эксплуатации; ЛР, ЛОж, ЛХ, - интенсивности отказов СЧ i -го типа в режимах работы, ожидания, хранения; &ш - доля ошибочных изъятий СЧ i-го типа; tno - суммарное время нахождения ЭС в режиме технического обслуживания (ТО) за период Т{; Лто - интенсивность профилактических замен при ТО; mi - общее количество СЧ i-того типа; ni - начальный уровень запаса ЗЧ і-того типа.
Коэффициент интенсивности эксплуатации аппаратуры (КИЭ)
определяется по формуле:
Киэ =
Р
tX Р + ^ОЖ
где: (хР, tzovn - суммарные времена нахождения ЭС в режимах работы и ожидания (хранения) за период Ti.
Также программа предоставляет возможность пользователю сохранять результаты расчёта с помощью программы Microsoft Word в файл с расширением «.doc» Для использования этой возможности требуется наличие установленной программы Microsoft Word. Модуль, реализующий данную возможность, использует класс для обмена данными между приложениями «OLE»» интерфейса [6]. Подобным образом происходит обмен данными с программой Microsoft Excel с последующим сохранением файлов расширения «.xls»
Программа позволяет отображать контекстную справку, которая хранится в справочном файле «Справка^т». Этот файл открывается с помощью приложения «HTMLHelp» исполняемый файл которого находится в директории Windows (например, «C:\windows\hh.exe». Каждая страница в справочном файле содержит уникальный идентификатор «help index» который
9
используется в стандартной функции «HTMLHelpEx», определенной в заголовочном файле «htmlhelp.h»
Входные и выходные данные организованы так, чтобы облегчить адаптацию пользователей к программе. Именно поэтому последовательность задания входных данных полностью соответствует последовательности, приведенной в ГОСТ РВ 27.3.03-2005 [1].
Результаты расчёта оформляются в виде таблицы показателей достаточности и ведомости ЗИП, что упрощает дальнейшее оформление конструкторской документации. Если проектируется двухуровневая система ЗИП, то результаты расчёта включают 2 ведомости ЗИП (для комплектов ЗИПО и комплекта ЗИП-Г) и 3 таблицы показателей достаточности (для комплектов ЗИП-О, для комплекта ЗИП-Г и для системы ЗИП в целом).
Библиография
1. ГОСТ Р В 27.3.03-2005. Надёжность военной техники. Оценка и расчёт запасов в комплектах ЗИП.
2. РД В 319.01.19-98. Радиоэлектронные системы военного назначения. Методика оценки и расчета запасов в комплектах ЗИП.
3. Жаднов, В. Автоматизация проектирования запасов компонентов в комплектах ЗИП. / В. Жаднов. // Компоненты и технологии, № 5, 2010. - с. 173176.
4. Авдеев, Д.К. Автоматизация проектирования систем ЗИП. / Д.К. Авдеев, В.В. Жаднов. // Новые информационные технологии и менеджмент качества (NIT&QM). М-лы международного форума. - М.: Фонд «Качество» 2209. - с. 130-133.
5. Авдеев, Д.К. Автоматизация проектных исследований характеристик систем ЗИП электронных средств. / Д.К. Авдеев, С.А. Егоров, В.В. Жаднов. и др. // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009.
6. Авдеев, Д.К. Автоматизированная система расчета запасов в комплектах запасных частей, инструментов и принадлежностей АСОНИКА-К-ЗИП. / Д.К. Авдеев, С.А. Егоров, В.В. Жаднов и др. // Радиовысотометрия-2010: сб. тр. Третьей Всероссийской науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Исеть» 2 000. - с . 154-156.
7. ГОСТ РВ 20.39.303-98. КСОТТ. Требования к надежности. Состав и порядок задания.
8. Авдеев, Д.К. Разработка интерфейса и ИЭТР программного модуля для расчета и оценки запасов в комплектах ЗИП. / Д.К. Авдеев, С.А. Егоров, А.А. Кривошей. // М-лы науч.-практ. конф. «Инфо-2009».. М.: МИЭМ, 2009 - с. 210213.
10
