Logistik pertahanan & kesiapan Model langsung

Jaringan sustainment umum pada tingkat doktrin publik dan buku teks: 24 platform generik, 8 tim pemeliharaan, depot pasokan yang diisi konvoi, jaringan radio 12 kanal, dan lima situs sensor. Tidak ada sistem, satuan, atau operasi nyata yang dimodelkan — ini adalah riset operasi di balik kesiapan.

Apa yang akan Anda pelajari

Simulator

Waktu 0 j
Ketersediaan operasional 100% · Days of supply 3,2 · Cakupan pengawasan 95% · Blocking panggilan prioritas 0,9%✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓Stok depot 500 · 3,2 d 📡 12 ch · 0,9%
  • Siap misi
  • Dalam pemeliharaan
  • Menunggu suku cadang
  • Cakupan sensor

Kontrol

Jam operasi per platform per hari. Tempo lebih tinggi, kegagalan dan bahan bakar lebih banyak.

Dari 8 tim pemeliharaan; sisanya bekerja pada platform.

Ambil suku cadang dari platform yang sudah menunggu suku cadang. Lebih cepat, tetapi pekerjaan menjadi dua kali lipat.

Jam antar konvoi pasokan (muatan tetap per konvoi).

Jangkauan tumbuh dengan akar pangkat empat daya; pemakaian bahan bakar tumbuh linear.

Panggilan rutin tidak boleh mengambil r kanal bebas terakhir.

Memesan satu pengiriman prioritas: hingga 4 pesanan terbuka tiba dalam 24 jam. Hanya satu pengiriman yang bisa berada di udara pada satu waktu, dan setiap pengiriman dihitung terhadap anggaran transportasi.

Menambah 4 kanal setelah 3 jam persiapan; memakai sedikit bahan bakar.

Indikator

Ketersediaan operasional
100%
normal
Days of supply
3,2d
normal
Cakupan pengawasan
95%
normal
Blocking panggilan prioritas
0,9%
normal
Menunggu suku cadang0
Dalam pemeliharaan0
Suku cadang tersedia6
Suku cadang dipesan0
Backorder (suku cadang terutang)0
Pengiriman prioritas terpakai0
Pengiriman prioritas dalam penerbangan (sisa jam)0 h
Stok depot500 u
Blocking panggilan rutin0,9 %
Jam operasi armada0,0 h
Situs sensor aktif5

Tren

Ketersediaan operasional: — %1000

Skenario krisis

Level 1 · Lonjakan kesiapan

Sebuah latihan melipatgandakan lebih dari dua kali permintaan jam operasi selama empat hari. Suku cadang tipis, pasokan ulang rutin butuh empat hari, dan anggaran transportasi cukup untuk dua pengiriman prioritas. Penuhi jam operasi tanpa merusak kesiapan, menumpuk backorder, atau membuat jaringan radio macet.

  • Minimal 790 jam operasi armada selama lonjakan
  • Rata-rata ketersediaan operasional ≥ 86 % sejak jam ke-30
  • Rata-rata backorder ≤ 2 selama hari terakhir
  • Tidak lebih dari 2 pengiriman prioritas (anggaran transportasi)
  • Rata-rata blocking prioritas ≤ 2 %
  • Rata-rata blocking rutin ≤ 35 %

Level 2 · Rute pasokan ditutup

Banjir menutup satu-satunya jalan ke depot selama 60 jam. Konvoi mengantre di belakangnya. Buat stok bertahan tanpa membiarkan cakupan pengawasan runtuh.

  • Depot tidak pernah kosong (batas mutlak)
  • Rata-rata cakupan pengawasan ≥ 89 %
  • Minimal 60 jam operasi misi sebelum jalan terputus
  • Minimal 440 jam operasi armada secara total
  • Minimal 255 jam operasi setelah jalan dibuka kembali

Level 3 · Interferensi radio dan gangguan sensor

Interferensi melumpuhkan separuh kanal radio. Dua belas jam kemudian dua situs sensor gagal. Jaga lalu lintas prioritas tetap mengalir dan pulihkan cakupan.

  • Rata-rata blocking prioritas ≤ 3 %
  • Rata-rata cakupan ≥ 88 % setelah gangguan sensor
  • Rata-rata blocking rutin ≤ 40 % (jangan tutup total lalu lintas rutin)
  • Rata-rata operational availability ≥ 80 %

Dasar — model di balik angka

Setiap hubungan yang dipakai simulator, beserta sumbernya. Konstanta yang ditandai sebagai asumsi adalah kalibrasi ilustratif.

Operational availability: porsi waktu sistem siap, termasuk keterlambatan logistik.
Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]
Platform gagal secara acak dengan waktu-ke-kegagalan eksponensial selama beroperasi.
P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Asumsi: MTBF, probabilitas suku cadang, laju pemakaian, dan lalu lintas adalah angka perencanaan umum, bukan data sistem nyata mana pun.
Teorema Palm: dengan pasokan ulang satu-satu, suku cadang dalam pipa mengikuti distribusi Poisson.
pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]
Perbaikan menunggu dalam antrean yang dilayani sejumlah tim tetap.
c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Asumsi: MTBF, probabilitas suku cadang, laju pemakaian, dan lalu lintas adalah angka perencanaan umum, bukan data sistem nyata mana pun.
Days of supply: berapa lama depot bertahan pada konsumsi hari ini.
DOS = stock / daily consumption[10]Days of supply adalah ukuran perencanaan yang dipakai dalam doktrin sustainment; rasionya sendiri hanyalah aritmetika sederhana.
Blocking Erlang B, dan perluasan eksaknya saat kanal dicadangkan untuk lalu lintas prioritas.
B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]
Persamaan jangkauan radar: jangkauan deteksi tumbuh dengan akar pangkat empat daya pancar.
R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]
Konstanta perencanaan lain yang dipakai 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 trafficAsumsi: MTBF, probabilitas suku cadang, laju pemakaian, dan lalu lintas adalah angka perencanaan umum, bukan data sistem nyata mana pun.
Model cakupan Boolean: peluang suatu titik terlihat oleh setidaknya satu dari beberapa cakram sensor.
coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Asumsi: MTBF, probabilitas suku cadang, laju pemakaian, dan lalu lintas adalah angka perencanaan umum, bukan data sistem nyata mana pun.

Keacakan: generator mulberry32 ber-seed; distribusi yang dipakai — seragam, eksponensial (CDF invers), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seed ditampilkan dan dapat dibagikan.

Sumber

  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

Siapa yang melakukan ini sebagai profesi

Model edukasi — bukan untuk keputusan operasional. Situs nyata mengkalibrasi setiap konstanta sesuai peralatan dan data mereka sendiri.