Simuladors WIA SOOM

Logística i preparació de defensa Model en directe

Una xarxa de sosteniment generalitzada, al nivell de la doctrina pública i dels llibres de text: 24 plataformes genèriques, 8 equips de manteniment, un dipòsit de subministrament alimentat per combois, una xarxa de ràdio de 12 canals i cinc emplaçaments de sensors. No es modela cap sistema, unitat o operació real: és la recerca operativa que hi ha darrere de la preparació.

Què aprendràs

Simulador

Temps 0 h
Disponibilitat operativa 100% · Dies de subministrament 3,2 · Cobertura de vigilància 95% · Bloqueig de trucades prioritàries 0,9%✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓Existències del dipòsit 500 · 3,2 d 📡 12 ch · 0,9%
  • Operativa
  • En manteniment
  • Esperant peces
  • Cobertura de sensors

Controls

Hores de funcionament per plataforma i dia. Més ritme, més avaries i més combustible.

De 8 equips de manteniment; la resta treballa en plataformes.

Pren una peça d’una plataforma que ja espera peces. Més ràpid, però duplica la feina.

Hores entre combois de subministrament (càrrega fixa per comboi).

L’abast creix amb l’arrel quarta de la potència; el consum de combustible creix linealment.

Les trucades rutinàries no poden ocupar els últims r canals lliures.

Reserva un enviament prioritari: fins a 4 comandes obertes arriben en un termini de 24 h. Només pot haver-hi un enviament en vol alhora, i cadascun compta dins del pressupost de transport.

Afegeix 4 canals després de 3 h de muntatge; consumeix una mica de combustible.

Indicadors

Disponibilitat operativa
100%
normal
Dies de subministrament
3,2d
normal
Cobertura de vigilància
95%
normal
Bloqueig de trucades prioritàries
0,9%
normal
Esperant peces0
En manteniment0
Recanvis disponibles6
Peces en comanda0
Comandes pendents (peces degudes)0
Enviaments prioritaris utilitzats0
Enviament prioritari en vol (hores restants)0 h
Existències del dipòsit500 u
Bloqueig de trucades rutinàries0,9 %
Hores de funcionament de la flota0,0 h
Emplaçaments de sensors actius5

Tendència

Disponibilitat operativa: — %1000

Escenaris de crisi

Nivell 1 · Pic de preparació

Un exercici fa més que duplicar la demanda d’hores de funcionament durant quatre dies. Els recanvis són escassos, el reabastiment ordinari triga quatre dies i el pressupost de transport cobreix dos enviaments prioritaris. Aconsegueix les hores sense malmetre la preparació, acumular comandes pendents ni col·lapsar la xarxa de ràdio.

  • Com a mínim 790 hores de funcionament de la flota durant el pic
  • Disponibilitat operativa mitjana ≥ 86 % des de l’hora 30
  • Comandes pendents mitjanes ≤ 2 durant l’últim dia
  • No més de 2 enviaments prioritaris (pressupost de transport)
  • Bloqueig prioritari mitjà ≤ 2 %
  • Bloqueig rutinari mitjà ≤ 35 %

Nivell 2 · Ruta de subministrament tallada

Una inundació talla durant 60 hores l’única carretera cap al dipòsit. Els combois s’hi acumulen al darrere. Fes que les existències duren sense deixar que la cobertura de vigilància s’ensorri.

  • El dipòsit no es queda mai buit (límit estricte)
  • Cobertura de vigilància mitjana ≥ 89 %
  • Com a mínim 60 hores de funcionament en missions abans que es talli la carretera
  • Com a mínim 440 hores de funcionament de la flota en total
  • Com a mínim 255 hores de funcionament després que es reobri la carretera

Nivell 3 · Interferències de ràdio i avaries de sensors

Una interferència deixa fora de servei la meitat dels canals de ràdio. Dotze hores després fallen dos emplaçaments de sensors. Mantén el trànsit prioritari i restableix la cobertura.

  • Bloqueig prioritari mitjà ≤ 3 %
  • Cobertura mitjana ≥ 88 % després de l’avaria dels sensors
  • Bloqueig rutinari mitjà ≤ 40 % (no deixis el trànsit rutinari fora)
  • Disponibilitat operativa mitjana ≥ 80 %

Base: el model darrere de les xifres

Totes les relacions que fa servir el simulador, amb la seva font. Les constants marcades com a supòsits són calibratges il·lustratius.

Disponibilitat operativa: la part del temps que un sistema és a punt, inclosos els retards logístics.
Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]
Les plataformes fallen a l’atzar, amb un temps fins a la fallada exponencial mentre funcionen.
P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Supòsit: l’MTBF, la probabilitat de disposar de peces, els ritmes de consum i el trànsit són xifres genèriques de planificació, no dades de cap sistema real.
Teorema de Palm: amb reabastiment un a un, les peces en la cadena segueixen una distribució de Poisson.
pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]
Les reparacions esperen en una cua atesa per un nombre fix d’equips.
c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Supòsit: l’MTBF, la probabilitat de disposar de peces, els ritmes de consum i el trànsit són xifres genèriques de planificació, no dades de cap sistema real.
Dies de subministrament: quant dura el dipòsit amb el consum actual.
DOS = stock / daily consumption[10]Els dies de subministrament són una mesura de planificació usada en la doctrina de sosteniment; la relació en si és aritmètica simple.
Bloqueig d’Erlang B i la seva extensió exacta quan es reserven canals per al trànsit prioritari.
B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]
Equació del radar: l’abast de detecció creix amb l’arrel quarta de la potència transmesa.
R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]
Altres constants de planificació que fa servir el model.
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 trafficSupòsit: l’MTBF, la probabilitat de disposar de peces, els ritmes de consum i el trànsit són xifres genèriques de planificació, no dades de cap sistema real.
Model de cobertura booleà: la probabilitat que un punt sigui vist com a mínim per un de diversos discos de sensors.
coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Supòsit: l’MTBF, la probabilitat de disposar de peces, els ritmes de consum i el trànsit són xifres genèriques de planificació, no dades de cap sistema real.

Aleatorietat: un generador mulberry32 amb llavor; distribucions utilitzades: uniforme, exponencial (CDF inversa), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). La llavor es mostra i es pot compartir.

Fonts

  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

Qui es dedica a això professionalment

Model educatiu: no apte per a decisions operatives. Les instal·lacions reals calibren cada constant amb els seus propis equips i dades.