Одбранбена логистика и подготвеност Модел во живо

Генерализирана мрежа за одржување на ниво на јавна доктрина и учебници: 24 општи платформи, 8 екипи за одржување, депо снабдувано со конвои, радио-мрежа со 12 канали и пет сензорски локации. Не се моделира вистински систем, единица или операција — ова е оперативното истражување зад подготвеноста.

Што ќе научите

Симулатор

Време 0 ч
Оперативна достапност 100% · Денови на снабдување 3,2 · Покриеност на надзор 95% · Блокирање на приоритетни повици 0,9%✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓Залиха во депо 500 · 3,2 d 📡 12 ch · 0,9%
  • Способна за мисија
  • На одржување
  • Чека делови
  • Покриеност на сензорите

Контроли

Оперативни часови по платформа дневно. Повисоко темпо, повеќе откажувања и гориво.

Од 8 екипи за одржување; другите работат на платформите.

Земање дел од платформа што веќе чека делови. Побрзо, но ја удвојува работата.

Часови меѓу конвоите за снабдување (фиксен товар по конвој).

Опсегот расте со четвртиот корен од снагата; потрошувачката на гориво расте линеарно.

Рутинските повици не смеат да ги зафатат последните r слободни канали.

Резервира една приоритетна пратка: до 4 отворени нарачки пристигнуваат во рок од 24 ч. Само една пратка може да биде во воздух истовремено, и секоја се засметува во транспортниот буџет.

Додава 4 канали по 3 ч поставување; троши малку гориво.

Показатели

Оперативна достапност
100%
нормално
Денови на снабдување
3,2d
нормално
Покриеност на надзор
95%
нормално
Блокирање на приоритетни повици
0,9%
нормално
Чека делови0
На одржување0
Резервни делови на залиха6
Делови во нарачка0
Заостанати нарачки (должни делови)0
Искористени приоритетни пратки0
Приоритетна пратка во лет (преостанати часови)0 h
Залиха во депо500 u
Блокирање на рутински повици0,9 %
Оперативни часови на флотата0,0 h
Активни сензорски локации5

Тренд

Оперативна достапност: — %1000

Кризни сценарија

Ниво 1 · Наплив на подготвеност

Вежба ја зголемува побарувачката за оперативни часови повеќе од двојно четири дена. Резервните делови се малку, редовното снабдување трае четири дена, а транспортниот буџет покрива две приоритетни пратки. Обезбедете ги часовите без да ја уништите подготвеноста, да натрупате заостанати нарачки или да ја заглавите радио-мрежата.

  • Најмалку 790 оперативни часови на флотата за време на навалата
  • Просечна оперативна достапност ≥ 86 % од час 30
  • Просечно заостанати нарачки ≤ 2 во последниот ден
  • Не повеќе од 2 приоритетни пратки (транспортен буџет)
  • Просечно приоритетно блокирање ≤ 2 %
  • Просечно рутинско блокирање ≤ 35 %

Ниво 2 · Затворен пат за снабдување

Поплава го затвора единствениот пат до депото 60 часа. Конвоите се редат зад него. Направете залихата да трае без да се сруши покриеноста на надзорот.

  • Депото никогаш не се празни (строга граница)
  • Просечна покриеност на надзорот ≥ 89 %
  • Најмалку 60 оперативни часови мисии пред патот да се затвори
  • Вкупно најмалку 440 оперативни часови на флотата
  • Најмалку 255 оперативни часови откако патот повторно ќе се отвори

Ниво 3 · Радио-пречки и дефекти на сензори

Пречки ја исклучуваат половината од радио-каналите. Дванаесет часа подоцна откажуваат две сензорски локации. Одржете го приоритетниот сообраќај и обновете ја покриеноста.

  • Просечно приоритетно блокирање ≤ 3 %
  • Просечна покриеност ≥ 88 % по сензорскиот дефект
  • Просечно рутинско блокирање ≤ 40 % (не го исклучувајте целосно рутинскиот сообраќај)
  • Просечна оперативна достапност ≥ 80 %

Основа — моделот зад бројките

Секоја релација што ја користи симулаторот, со својот извор. Константите означени како претпоставки се илустративни калибрации.

Оперативна достапност: делот од времето во кој системот е подготвен, вклучувајќи го логистичкото доцнење.
Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]
Платформите откажуваат случајно со експоненцијално време до откажување додека работат.
P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Претпоставка: MTBF, веројатноста за делови, стапките на потрошувачка и сообраќајот се општи бројки за планирање, а не податоци за некој вистински систем.
Палмова теорема: при снабдување еден-за-еден, деловите во цевководот следат Поасонова распределба.
pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]
Поправките чекаат во редица што ја опслужува фиксен број екипи.
c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Претпоставка: MTBF, веројатноста за делови, стапките на потрошувачка и сообраќајот се општи бројки за планирање, а не податоци за некој вистински систем.
Денови на снабдување: колку долго трае депото при денешната потрошувачка.
DOS = stock / daily consumption[10]Деновите на снабдување се мерка за планирање што се користи во доктрината за одржување; самиот сооднос е проста аритметика.
Erlang B блокирање и неговото точно проширување кога каналите се резервирани за приоритетен сообраќај.
B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]
Равенка на радарски опсег: опсегот на откривање расте со четвртиот корен од испратената снага.
R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]
Други константи за планирање што ги користи моделот.
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 trafficПретпоставка: MTBF, веројатноста за делови, стапките на потрошувачка и сообраќајот се општи бројки за планирање, а не податоци за некој вистински систем.
Булов модел на покриеност: веројатноста дека точка ја гледа барем еден од неколку сензорски дискови.
coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Претпоставка: MTBF, веројатноста за делови, стапките на потрошувачка и сообраќајот се општи бројки за планирање, а не податоци за некој вистински систем.

Случајност: генератор mulberry32 со зрно; користени распределби — рамномерна, експоненцијална (инверзна CDF), нормална (Box–Muller), Поасонова (Knuth). Зрното е прикажано и може да се сподели.

Извори

  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

Кој го работи ова професионално

Едукативен модел — не за оперативни одлуки. Вистинските објекти секоја константа ја калибрираат според сопствената опрема и податоци.