WIA SOOM Simuleerders

Verdedigingslogistiek en gereedheid Lewendige model

'n Veralgemeende instandhoudingsnetwerk op die vlak van openbare leerstelling en handboeke: 24 generiese platforms, 8 instandhoudingspanne, 'n voorsieningsdepot wat deur konvooie gevoed word, 'n radionet met 12 kanale en vyf sensorpersele. Geen werklike stelsel, eenheid of operasie word gemodelleer nie — dit is die operasionele navorsing agter gereedheid.

Wat jy sal leer

Simuleerder

Tyd 0 h
Operasionele beskikbaarheid 100% · Dae van voorraad 3,2 · Waakdekking 95% · Prioriteitsoproep-blokkering 0,9%✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓Depotvoorraad 500 · 3,2 d 📡 12 ch · 0,9%
  • Missiegereed
  • In instandhouding
  • Wag vir onderdele
  • Sensordekking

Kontroles

Bedryfsure per platform per dag. Meer tempo, meer foute en brandstof.

Uit 8 instandhoudingspanne; die res werk aan platforms.

Neem 'n onderdeel van 'n platform wat reeds op onderdele wag. Vinniger, maar verdubbel die werk.

Ure tussen voorsieningskonvooie (vaste vrag per konvooi).

Bereik groei met die vierde wortel van krag; brandstofverbruik groei lineêr.

Roetine-oproepe mag nie die laaste r vrye kanale neem nie.

Bespreek een prioriteitsending: tot 4 oop bestellings kom binne 24 h aan. Net een besending kan op 'n slag in die lug wees, en elkeen tel teen die vervoerbegroting.

Voeg 4 kanale by ná 3 h se opstelling; gebruik 'n bietjie brandstof.

Aanwysers

Operasionele beskikbaarheid
100%
normaal
Dae van voorraad
3,2d
normaal
Waakdekking
95%
normaal
Prioriteitsoproep-blokkering
0,9%
normaal
Wag vir onderdele0
In instandhouding0
Reserwes byderhand6
Onderdele in bestelling0
Agterstallige bestellings (onderdele verskuldig)0
Prioriteitsendings gebruik0
Prioriteitsending in die lug (ure oor)0 h
Depotvoorraad500 u
Roetine-oproep-blokkering0,9 %
Vlootbedryfsure0,0 h
Sensorpersele aktief5

Tendens

Operasionele beskikbaarheid: — %1000

Krisisscenario's

Vlak 1 · Gereedheidsopwelling

'n Oefening laat die vraag na bedryfsure vir vier dae meer as verdubbel. Reserwes is skaars, roetine-heraanvulling neem vier dae, en die vervoerbegroting dek twee prioriteitsendings. Lewer die ure sonder om gereedheid te verwoes, agterstallige bestellings op te hoop of die radionet te verstop.

  • Minstens 790 vlootbedryfsure tydens die opwelling
  • Gemiddelde operasionele beskikbaarheid ≥ 86 % vanaf uur 30
  • Gemiddelde agterstallige bestellings ≤ 2 oor die laaste dag
  • Nie meer as 2 prioriteitsendings nie (vervoerbegroting)
  • Gemiddelde prioriteitsblokkering ≤ 2 %
  • Gemiddelde roetineblokkering ≤ 35 %

Vlak 2 · Voorsieningsroete gesluit

'n Vloed sluit die enigste pad na die depot vir 60 uur. Konvooie hoop agter dit op. Laat die voorraad hou sonder dat waakdekking ineenstort.

  • Depot raak nooit leeg nie (harde limiet)
  • Gemiddelde waakdekking ≥ 89 %
  • Minstens 60 bedryfsure se sendings voordat die pad afgesny word
  • Minstens 440 vlootbedryfsure in totaal
  • Minstens 255 bedryfsure nadat die pad heropen

Vlak 3 · Radiosteuring en sensorfoute

Steuring slaan die helfte van die radiokanale uit. Twaalf uur later faal twee sensorpersele. Hou prioriteitsverkeer vloeiend en herstel dekking.

  • Gemiddelde prioriteitsblokkering ≤ 3 %
  • Gemiddelde dekking ≥ 88 % ná die sensorfout
  • Gemiddelde roetineblokkering ≤ 40 % (moenie roetineverkeer uitsluit nie)
  • Gemiddelde operasionele beskikbaarheid ≥ 80 %

Grondslag — die model agter die syfers

Elke verband wat die simuleerder gebruik, met sy bron. Konstantes gemerk as aannames is illustratiewe kalibrasies.

Operasionele beskikbaarheid: die deel van die tyd wat 'n stelsel gereed is, insluitend logistieke vertraging.
Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]
Platforms faal lukraak met 'n eksponensiële tyd-tot-faling terwyl hulle werk.
P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Aanname: MTBF, onderdeelwaarskynlikheid, verbruikskoerse en verkeer is generiese beplanningsgetalle, nie data oor enige werklike stelsel nie.
Palm se stelling: met een-vir-een-heraanvulling volg onderdele in die pyplyn 'n Poisson-verdeling.
pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]
Herstelwerk wag in 'n tou wat deur 'n vaste aantal spanne bedien word.
c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Aanname: MTBF, onderdeelwaarskynlikheid, verbruikskoerse en verkeer is generiese beplanningsgetalle, nie data oor enige werklike stelsel nie.
Dae van voorraad: hoe lank die depot hou teen vandag se verbruik.
DOS = stock / daily consumption[10]Dae van voorraad is 'n beplanningsmaatstaf wat in onderhoudsleer gebruik word; die verhouding self is eenvoudige rekenkunde.
Erlang B-blokkering, en sy presiese uitbreiding wanneer kanale vir prioriteitsverkeer gereserveer word.
B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]
Radarbereikvergelyking: opsporingsbereik groei met die vierde wortel van die uitgesonde krag.
R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]
Ander beplanningskonstantes wat deur die model gebruik word.
MTBF 40 operating h · part needed 40 % · repair Exp(6 h) · sites MTBF 300 h, repair Exp(8 h) · convoy 200 u · burn 1 u per operating h + 0.5 u/h per site at full power · relay +4 channels after 3 h · priority shipment: ≤ 4 open orders, lands within 24 h, one in flight at a time · ≥2 channels always open to routine trafficAanname: MTBF, onderdeelwaarskynlikheid, verbruikskoerse en verkeer is generiese beplanningsgetalle, nie data oor enige werklike stelsel nie.
Boolese dekkingsmodel: die kans dat 'n punt deur ten minste een van verskeie sensorskywe gesien word.
coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Aanname: MTBF, onderdeelwaarskynlikheid, verbruikskoerse en verkeer is generiese beplanningsgetalle, nie data oor enige werklike stelsel nie.

Lukraakheid: 'n gesaaide mulberry32-genereerder; verdelings gebruik — uniform, eksponensieel (inverse CDF), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Die saad word gewys en kan gedeel word.

Bronne

  1. DoD Reliability, Availability, Maintainability, and Cost Rationale Report Manual (operational availability Ao) — U.S. Office of the Secretary of Defense, 2009
  2. MIL-HDBK-338B Electronic Reliability Design Handbook (exponential failure model, availability) — U.S. DoD, 1998
  3. C. C. Sherbrooke — METRIC: A Multi-Echelon Technique for Recoverable Item Control (Palm’s theorem, expected backorders) — Operations Research 16(1), 1968
  4. C. Palm — Analysis of the Erlang traffic formulae for busy-signal arrangements (Palm’s theorem on (S−1,S) pipelines) — Ericsson Technics No. 4, pp. 39–58, 1938
  5. ITU-D Study Group 2 — Teletraffic Engineering Handbook: Erlang B recursion E_x = A·E_(x−1)/(x + A·E_(x−1)); Erlang C — ITU, 2002
  6. F. P. Kelly — Loss Networks (trunk reservation) — Annals of Applied Probability 1(3), 1991
  7. MIT Lincoln Laboratory — Introduction to Radar Systems, Lecture 2: radar range equation S/N = P_t G² λ² σ / ((4π)³ R⁴ k T_s B_n L) — MIT Lincoln Laboratory
  8. P. Hall — Introduction to the Theory of Coverage Processes (Boolean model: vacancy = e^(−λ·E|disc|)) — Wiley, 1988
  9. D. Gross, C. M. Harris — Fundamentals of Queueing Theory (M/M/c, machine-repair models) — Wiley, 2008
  10. U.S. Army FM 4-0 Sustainment Operations — sustainment planning concepts (days of supply as a planning measure) — Headquarters, Department of the Army, 2026

Wie doen dit vir 'n lewe

Opvoedkundige model — nie vir operasionele besluite nie. Werklike persele kalibreer elke konstante volgens hul eie toerusting en data.