Försvarslogistik och beredskap Levande modell

Ett generaliserat underhållsnätverk på nivån för öppen doktrin och läroböcker: 24 generiska plattformar, 8 underhållsteam, en försörjningsdepå som matas av konvojer, ett radionät med 12 kanaler och fem sensorplatser. Inget verkligt system, ingen verklig enhet eller operation modelleras – detta är den operationsanalys som ligger bakom beredskap.

Vad du kommer att lära dig

Simulator

Tid 0 h
Operativ tillgänglighet 100% · Försörjningsdagar 3,2 · Övervakningstäckning 95% · Blockering av prioritetssamtal 0,9%✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓Depålager 500 · 3,2 d 📡 12 ch · 0,9%
  • Insatsduglig
  • Under underhåll
  • Väntar på delar
  • Sensortäckning

Reglage

Drifttimmar per plattform och dag. Högre tempo ger fler haverier och mer bränsle.

Av 8 underhållsteam; resten arbetar på plattformarna.

Ta en del från en plattform som redan väntar på delar. Snabbare, men fördubblar arbetet.

Timmar mellan försörjningskonvojer (fast last per konvoj).

Räckvidden växer med fjärderoten av effekten; bränsleförbrukningen växer linjärt.

Rutinsamtal får inte ta de sista r lediga kanalerna.

Bokar en prioriterad sändning: upp till 4 öppna beställningar levereras inom 24 h. Bara en sändning kan vara i luften åt gången, och varje sändning belastar transportbudgeten.

Ger 4 kanaler efter 3 h uppsättning; drar lite bränsle.

Indikatorer

Operativ tillgänglighet
100%
normal
Försörjningsdagar
3,2d
normal
Övervakningstäckning
95%
normal
Blockering av prioritetssamtal
0,9%
normal
Väntar på delar0
Under underhåll0
Reservdelar i lager6
Delar på beställning0
Restorder (utestående delar)0
Använda prioriterade sändningar0
Prioriterad sändning på väg (timmar kvar)0 h
Depålager500 u
Blockering av rutinsamtal0,9 %
Flottans drifttimmar0,0 h
Sensorplatser i drift5

Trend

Operativ tillgänglighet: — %1000

Krisscenarier

Nivå 1 · Beredskapstopp

En övning mer än fördubblar efterfrågan på drifttimmar under fyra dagar. Reservdelarna är knappa, den ordinarie påfyllningen tar fyra dagar och transportbudgeten räcker till två prioriterade sändningar. Leverera timmarna utan att förstöra beredskapen, hopa på restorder eller täppa till radionätet.

  • Minst 790 drifttimmar för flottan under toppen
  • Genomsnittlig operativ tillgänglighet ≥ 86 % från timme 30
  • Genomsnittliga restorder ≤ 2 under det sista dygnet
  • Högst 2 prioriterade sändningar (transportbudget)
  • Genomsnittlig prioritetsblockering ≤ 2 %
  • Genomsnittlig rutinblockering ≤ 35 %

Nivå 2 · Försörjningsrutten stängd

En översvämning stänger den enda vägen till depån i 60 timmar. Konvojer köar bakom. Få lagret att räcka utan att övervakningstäckningen kollapsar.

  • Depån blir aldrig tom (hård gräns)
  • Genomsnittlig övervakningstäckning ≥ 89 %
  • Minst 60 drifttimmar med uppdrag innan vägen stängs
  • Minst 440 drifttimmar för flottan totalt
  • Minst 255 drifttimmar efter att vägen öppnats igen

Nivå 3 · Radiostörningar och sensorfel

Störningar slår ut hälften av radiokanalerna. Tolv timmar senare havererar två sensorplatser. Håll prioriterad trafik flödande och återställ täckningen.

  • Genomsnittlig prioritetsblockering ≤ 3 %
  • Genomsnittlig täckning ≥ 88 % efter sensorfelet
  • Genomsnittlig rutinblockering ≤ 40 % (stäng inte ute rutintrafiken)
  • Genomsnittlig operativ tillgänglighet ≥ 80 %

Underlag – modellen bakom siffrorna

Varje samband simulatorn använder, med källa. Konstanter markerade som antaganden är illustrativa kalibreringar.

Operativ tillgänglighet: den andel av tiden ett system är redo, inklusive logistikfördröjning.
Ao = uptime / (uptime + downtime) ≈ MTBF / (MTBF + MTTR + MLDT)[1][2]
Plattformar havererar slumpmässigt med en exponentiell tid till fel under drift.
P(fail during h operating hours) = 1 − e^(−h/MTBF), MTBF = 40 h[2]Antagande: MTBF, delsannolikhet, förbrukningstakter och trafik är generiska planeringstal, inte data om något verkligt system.
Palms sats: med ersättning ett-till-ett följer delar i flödet en Poisson-fördelning.
pipeline ~ Poisson(mean = demand rate × lead time); backorders = (pipeline − S)⁺[4][3]
Reparationer väntar i en kö som betjänas av ett fast antal team.
c teams serve the maintenance queue (M/M/c); site teams + fleet teams = 8[9]Antagande: MTBF, delsannolikhet, förbrukningstakter och trafik är generiska planeringstal, inte data om något verkligt system.
Försörjningsdagar: hur länge depån räcker vid dagens förbrukning.
DOS = stock / daily consumption[10]Försörjningsdagar är ett planeringsmått som används i försörjningsdoktrin; själva kvoten är enkel aritmetik.
Erlang B-blockering, och dess exakta utvidgning när kanaler reserveras för prioriterad trafik.
B(0)=1, B(k) = A·B(k−1) / (k + A·B(k−1)); with reservation r: exact birth–death chain[5][6]
Radarekvationen: detektionsräckvidden växer med fjärderoten av sänd effekt.
R ∝ P^(1/4) ⇒ πR² ∝ √P[7]
Andra planeringskonstanter som modellen använder.
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 trafficAntagande: MTBF, delsannolikhet, förbrukningstakter och trafik är generiska planeringstal, inte data om något verkligt system.
Booleansk täckningsmodell: sannolikheten att en punkt ses av minst en av flera sensorskivor.
coverage = 1 − exp(−Σ πR_i² / A)[8]Antagande: MTBF, delsannolikhet, förbrukningstakter och trafik är generiska planeringstal, inte data om något verkligt system.

Slumpmässighet: en seedad mulberry32-generator; fördelningar som används – likformig, exponentiell (invers CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seeden visas och kan delas.

Källor

  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

Vem arbetar med det här

Pedagogisk modell – inte för operativa beslut. Verkliga anläggningar kalibrerar varje konstant efter sin egen utrustning och sina egna data.