Simulatorji WIA SOOM

Obrambna logistika in pripravljenost Model v živo

Posplošeno vzdrževalno omrežje na ravni javne doktrine in učbenikov: 24 splošnih platform, 8 vzdrževalnih ekip, oskrbovalno skladišče, ki ga polnijo konvoji, radijsko omrežje z 12 kanali in pet lokacij senzorjev. Noben resničen sistem, enota ali operacija ni modeliran – to je operacijska raziskava, ki stoji za pripravljenostjo.

Kaj se boste naučili

Simulator

Čas 0 h
Operativna razpoložljivost 100% · Dnevi zaloge 3,2 · Pokritost nadzora 95% · Blokiranje prednostnih klicev 0,9%✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓Zaloga v skladišču 500 · 3,2 d 📡 12 ch · 0,9%
  • Sposobna za nalogo
  • V vzdrževanju
  • Čaka na dele
  • Pokritost senzorjev

Kontrole

Obratovalne ure na platformo na dan. Višji tempo, več okvar in goriva.

Od 8 vzdrževalnih ekip; ostale delajo na platformah.

Vzemi del s platforme, ki že čaka na dele. Hitreje, a podvoji delo.

Ure med oskrbovalnimi konvoji (stalen tovor na konvoj).

Doseg raste s četrtim korenom moči; poraba goriva raste linearno.

Rutinski klici ne smejo zasesti zadnjih r prostih kanalov.

Rezervira eno prednostno pošiljko: do 4 odprta naročila prispejo v 24 h. Hkrati je lahko v zraku le ena pošiljka in vsaka se šteje v proračun za prevoz.

Doda 4 kanale po 3 h postavitve; porabi nekaj goriva.

Kazalniki

Operativna razpoložljivost
100%
običajno
Dnevi zaloge
3,2d
običajno
Pokritost nadzora
95%
običajno
Blokiranje prednostnih klicev
0,9%
običajno
Čaka na dele0
V vzdrževanju0
Rezervni deli na zalogi6
Deli v naročilu0
Zaostala naročila (dolgovani deli)0
Porabljene prednostne pošiljke0
Prednostna pošiljka na poti (preostale ure)0 h
Zaloga v skladišču500 u
Blokiranje rutinskih klicev0,9 %
Obratovalne ure flote0,0 h
Delujoče lokacije senzorjev5

Trend

Operativna razpoložljivost: — %1000

Krizni scenariji

Stopnja 1 · Konica pripravljenosti

Vaja za štiri dni več kot podvoji povpraševanje po obratovalnih urah. Rezervnih delov je malo, redna oskrba traja štiri dni, proračun za prevoz pa pokrije dve prednostni pošiljki. Zagotovite ure, ne da bi uničili pripravljenost, nakopičili zaostala naročila ali zamašili radijsko omrežje.

  • Vsaj 790 obratovalnih ur flote med konico
  • Povprečna operativna razpoložljivost ≥ 86 % od 30. ure
  • Povprečno ≤ 2 zaostali naročili v zadnjem dnevu
  • Največ 2 prednostni pošiljki (proračun za prevoz)
  • Povprečno prednostno blokiranje ≤ 2 %
  • Povprečno rutinsko blokiranje ≤ 35 %

Stopnja 2 · Oskrbovalna pot zaprta

Poplava za 60 ur zapre edino cesto do skladišča. Konvoji se kopičijo za njo. Poskrbite, da zaloga zadošča, ne da bi pokritost nadzora propadla.

  • Skladišče se nikoli ne izprazni (stroga meja)
  • Povprečna pokritost nadzora ≥ 89 %
  • Vsaj 60 obratovalnih ur misij pred zaprtjem ceste
  • Skupaj vsaj 440 obratovalnih ur flote
  • Vsaj 255 obratovalnih ur po ponovnem odprtju ceste

Stopnja 3 · Radijske motnje in okvare senzorjev

Motnje onesposobijo polovico radijskih kanalov. Dvanajst ur pozneje odpovesta dve lokaciji senzorjev. Ohranite prednostni promet in obnovite pokritost.

  • Povprečno prednostno blokiranje ≤ 3 %
  • Povprečna pokritost ≥ 88 % po okvari senzorjev
  • Povprečno rutinsko blokiranje ≤ 40 % (rutinskega prometa ne izključite)
  • Povprečna operativna razpoložljivost ≥ 80 %

Osnova – model za številkami

Vsaka zveza, ki jo simulator uporablja, z virom. Konstante, označene kot predpostavke, so ilustrativne umeritve.

Operativna razpoložljivost: delež časa, ko je sistem pripravljen, vključno z logističnim zamikom.
Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]
Platforme med delovanjem odpovedujejo naključno z eksponentnim časom do odpovedi.
P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Predpostavka: MTBF, verjetnost dela, stopnje porabe in promet so splošna načrtovalska števila, ne podatki o kakšnem resničnem sistemu.
Palmov izrek: pri nadomeščanju ena za ena delov v oskrbovalni verigi sledi Poissonovi porazdelitvi.
pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]
Popravila čakajo v vrsti, ki jo streže stalno število ekip.
c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Predpostavka: MTBF, verjetnost dela, stopnje porabe in promet so splošna načrtovalska števila, ne podatki o kakšnem resničnem sistemu.
Dnevi zaloge: kako dolgo zaloga v skladišču zadošča pri današnji porabi.
DOS = stock / daily consumption[10]Dnevi zaloge so načrtovalska mera, ki se uporablja v doktrini oskrbe; samo razmerje je preprosta aritmetika.
Blokiranje po Erlangu B in njegova točna razširitev, ko so kanali rezervirani za prednostni promet.
B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]
Radarska enačba: doseg zaznavanja raste s četrtim korenom oddane moči.
R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]
Druge načrtovalske konstante, ki jih uporablja 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 trafficPredpostavka: MTBF, verjetnost dela, stopnje porabe in promet so splošna načrtovalska števila, ne podatki o kakšnem resničnem sistemu.
Boolov model pokritosti: verjetnost, da točko vidi vsaj eden od več diskov senzorjev.
coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Predpostavka: MTBF, verjetnost dela, stopnje porabe in promet so splošna načrtovalska števila, ne podatki o kakšnem resničnem sistemu.

Naključnost: generator mulberry32 s semenom; uporabljene porazdelitve – enakomerna, eksponentna (inverzna CDF), normalna (Box–Muller), Poissonova (Knuth). Seme je prikazano in ga je mogoče deliti.

Viri

  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

Kdo se s tem ukvarja poklicno

Izobraževalni model – ni za operativne odločitve. Resnični objekti vsako konstanto umerijo na svojo opremo in podatke.