🛡️ Оборонная логистика и готовность Живая модель

Основа — модель, стоящая за числами

Все зависимости, которые использует симулятор, с источниками. Константы, помеченные как допущения, — иллюстративные калибровки.

Эксплуатационная готовность: доля времени, когда система готова, включая логистические задержки.

Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]

Платформы отказывают случайно, с экспоненциальным временем до отказа, пока работают.

P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Допущение: MTBF, вероятность потребности в деталях, нормы расхода и трафик — обобщённые плановые числа, а не данные о какой-либо реальной системе.

Теорема Пальма: при пополнении «один к одному» детали в конвейере поставок подчиняются распределению Пуассона.

pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]

Ремонты ждут в очереди, которую обслуживает фиксированное число бригад.

c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Допущение: MTBF, вероятность потребности в деталях, нормы расхода и трафик — обобщённые плановые числа, а не данные о какой-либо реальной системе.

Дни снабжения: на сколько дней хватит склада при сегодняшнем расходе.

DOS = stock / daily consumption[10]Дни снабжения — плановый показатель, используемый в доктрине тылового обеспечения; само отношение — простая арифметика.

Блокировка по Эрлангу B и её точное обобщение, когда каналы зарезервированы для приоритетного трафика.

B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]

Уравнение дальности радара: дальность обнаружения растёт как корень четвёртой степени из излучаемой мощности.

R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]

Прочие плановые константы, используемые моделью.

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 trafficДопущение: MTBF, вероятность потребности в деталях, нормы расхода и трафик — обобщённые плановые числа, а не данные о какой-либо реальной системе.

Булева модель покрытия: вероятность того, что точку увидит хотя бы один из нескольких дисков зоны действия датчиков.

coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Допущение: MTBF, вероятность потребности в деталях, нормы расхода и трафик — обобщённые плановые числа, а не данные о какой-либо реальной системе.

Случайность: генератор mulberry32 с seed; используемые распределения — равномерное, экспоненциальное (обратная CDF), нормальное (Бокса — Мюллера), Пуассона (Кнут). Seed показан и им можно делиться.

Источники

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