Управление и оптимизация / Satin - Optimizatsionniye metodi upravleniya 2014

3.Выбрать наименование техники в раскрывающемся списке (основная, специальная, вспомогательная, гидравлический аварийноспасательный инструмент, ранцевая установка пожаротушения и т.д.), подобным образом предлагается выбирать и конкретную модель.

4.После выбора объекта мониторинга, в окнах появятся результаты запросов в соответствующие интегрированные базы данных с учетом выбранных параметров мониторинга:

- в окне количество техники – количество техники в подразделении;

- в окне количество отказов Nотк – число отказов, полученное из базы данных по отказам техники;

- в окне суммарное время простоя Тпр, ч отображается время простоя (когда техника, по данным строевых записок, не находится ни в боевом расчете, ни в резерве);

- в окне интенсивность потока отказов λотк, 1/сут, выводится интенсивность потока отказов, подсчитанная по формуле

				N
			ki
			i 1
	ср		N	N
			tобщi	tпростi
			i 1	i 1

, или

			k	i
i	t		t
		общ			прост

,

где λср – средняя интенсивность потока отказов (техники/сутки); i – количество техники, штук; ki – вид техники (или конкретная модель, если

выбрана вкладка модель);

N

i 1

t

о б щi

N

- период мониторинга, сутки; t простi -

i 1

суммарное время простоя, сутки; λi –интенсивность отказа i – й техники;

- в окне интенсивность восстановления работоспособности μ, 1/сут, выводится интенсивность потока обслуживания, посчитанная по формуле

kij

N

ki

i

i

j

,

ср

i 1

, где

μср

–

средняя интенсивность

потока

t

N

прост

tпростi

i 1

обслуживания

или

средняя

производительность ремонтной

бригады

N

(техники/сутки);

i

–

количество

техники,

штук;

ki

-

суммарное

i 1

количество вышедшей из строя техники, штук; kij

–

число

отремонтированной

техники

i

-

го

вида,

после

j–го

ремонта или

обслуживания; kij - суммарное количество i – ой техники, прошедшей

i j

j–ый вид обслуживания или ремонта.

5.Начальное количество ремонтных бригад принимается равным числу подразделений, так как в каждой ПЧ должен быть оборудован пост

110

обслуживания и ремонта, на котором обслуживание техники производят водители, свободные от дежурства [80, 81], количество постов обслуживания соответствует количеству частей. Если в гарнизоне есть производственно-технический центр, отряд технической службы или отдельный пост обслуживания и ремонта, то количество дополнительных постов добавляется оператором, который должен установить галочку на вкладке «наличие производственно-технического центра». Количество постов обслуживания увеличивается за счет информации из базы данных по производственно-техническим центрам.

6.Нажимая вкладку «введите номер ПЧ», программа запрашивает из базы данных информацию по пожарной технике. Форма такого запроса отражает данные по номеру ПЧ, государственному номеру техники, суточному и общему пробегу, наработке техники, данные формуляра пожарного автомобиля, карточки учета работы автомобильных шин и аккумуляторных батарей, дефектных ведомостей на произведенные с начала эксплуатации ремонты, другую информацию, касающуюся эксплуатации техники. По данным мониторинга, с учетом периодичности выхода из строя техники, программа рассчитывает трудоемкость обслуживания или ремонта. Нормативы трудоемкости и корректирующие коэффициенты, которые отражены в [81] предлагается объединить базу знаний.

Готовность техники оценивается вероятностью безотказной работы.

7.Суммарная трудоемкость обслуживания или ремонта выводится в окне «трудоемкость обслуживания или ремонта».

8.В окне время ремонта выводится продолжительность ремонта в часах с учетом работы заданного на предыдущем шаге количества бригад в одну смену. Для работы в две или три смены, необходимо при вводе количества бригад умножить их количество на число смен.

9.В случае если в окнах модели аутсорсинга не задается дополнительное количество бригад, то во вкладке суммарная потребность

вбригадах, выводится требуемое число бригад.

10.Блок «модель аутсорсинга». В окно дополнительное количество

ремонтных бригад Nд устанавливается произвольное количество ремонтных бригад, из расчета, что производительность одной бригады должна обеспечивать проведение обслуживания или ремонта за рабочий день, с 9 до 18 часов. За единицу производительности ремонтной бригады принимается производительность бригады из трех водителей, свободных от дежурства, по 8 часов в день или в сумме 24 человеко-часа.

11.Окно «введите стоимость нормо-часа» предназначено для ввода средней стоимости нормо-часа обслуживания по договору аутсорсинга и рассматриваемому виду техники. Стоимость нормо-часа может быть

111

импортирована из базы банных о результатах конкурсных торгов на соответствующие услуги, тогда в окне затраты на аутсорсинг выводится величина этих затрат.

12.Блок «надежность техники и оборудования» содержит две вкладки, одна из которых позволяет лицу, принимающему решения, выбрать требуемый параметр, отражающий максимальное число поломок, максимальное число отказов на пожарах, максимальную трудоемкость обслуживания или ремонта, максимальную стоимость нормо-часа, максимальное время простоя в ожидании ремонта и другие. При выборе анализируемого параметра, с учетом специфики эксплуатации в различных районах РФ в окне «наименование ненадежной техники» выводится наименование, марка и модель такой техники для заданного региона.

13.Кнопка «расчет готовности» запускает расчет готовности техники по формуле 3.4. Исходя из полученной вероятности отказов в окне «техническая готовность» выводится значение вероятности отказов. С

учетом вероятности исправности всей техники Р0 в окне «прогноз исправности» Nиспр выводится прогнозируемое среднее количество исправной техники по формуле Nиспр = P0 ∙ N, где N - количество техники в подразделении.

15.При нажатии на кнопку «вывод диаграммы» выводится диаграмма зависимости количества исправной техники от количества ремонтных бригад.

16.При нажатии на кнопку «откорректировать заявку», генерируется заявка на выделение финансовых ресурсов.

Алгоритм работы подсистемы поддержки принятия решений для определения требуемого уровня готовности техники, приведен в таблице

3.7.

						Таблица 3.7
	Фрагмент алгоритма поддержки принятия решений
Блок-схема			Процедура	Записи		Управленческое
						решение
			Мониторинг выхода из строя	Определени		Да - период
	Ввод		техники. Вводится количество	е λ частоты		мониторинга
			подразделений (Nподразделений),	выхода из		достаточен
			задается начальный момент	строя		Нет - период
			времени То и шаг мониторинга	техники		мониторинга не
	Т0 = 0, ∆Т = Тi
			∆Т, с учетом отличия частоты			достаточен
			поломок λi от регламентной
нет			частоты обслуживания и ремонта
			проверяется существование
	λi ≥ λрегл
			вероятности введения
	Рус > 0
			усиленного варианта несения
	да		службы Pус за выбранный период
			и принимается решение о
			размере ∆Т.

112

Окончание таблицы 3.7.

P

N

P

I

0

P

( N 1) P w

P

I

III

III

II

( N 2) w

II

...

( N K ) P

w

P

P

k

1

k 1

k 1

k

( N K ) w )

k

P

w P

P

N 2

N N

N 1

w

N 1

P

P

N 1

N

w

N

IV

i

P (t) 1

i 0

нет

Р0

> Pi

да

Ввод µ1

µ1 = 1

нет

да

Р0 > Рi

Ввод µi

µi = j

нет

Р0 > Рi

да

Ввод µi

µi = N

нет

Р0 > Рi

да

Оценивается вероятность	Вероятность	Да – техническая
исправности всех пожарно-	P0, PI…	готовность
спасательных автомобилей. В		обеспечена
зависимости от оперативной		Нет - техническая
обстановки проверяется		готовность не
техническая готовность и		достаточна
соответствие ее размера
требованиям к готовности
техники при рассматриваемом
варианте несения службы Рi.

Вводится одна ремонтная	Вероятность	Да – техническая
бригада и проверяется	P0, PI…	готовность
вероятность исправности всей		обеспечена,
техники Р0 и соответствие ее		заключение договора
размера при рассматриваемом		на обслуживание и
варианте несения службы Рi.		ремонт
		Нет - техническая
		готовность не
		достаточна
Вводится j – е количество	Вероятность	Да – техническая
ремонтных бригад, исходя из	P0, PI…	готовность
выделенных финансовых		обеспечена,
ресурсов, проверяется		заключение договора
вероятность исправности всей		на обслуживание и
техники Р0 и соответствие ее		ремонт
размера при рассматриваемом		Нет - техническая
варианте несения службы Рi.		готовность не
		достаточна
Вводится количество	Вероятность	Да – заключение
ремонтных бригад равное числу	P0, PI…	договора на
неисправной техники N,		обслуживание и
проверяется вероятность		ремонт
исправности всей техники Р0 и		Нет - техническая
ее соответствие требуемому		готовность избыточна
значению при рассматриваемом
варианте несения службы Рi.

113

Очередность ремонта пожарной техники предлагается определять по алгоритму (рис. 2.15).

Кнопки «модель аутсорсинга», «расчет трудоемкости обслуживания и ремонта», «техническая готовность» и «прогноз неисправности», расположенные на главной кнопочной форме (рис. 3.10), открывают соответствующие разделы формы (рис.3.11).

Рис. 3.11. Форма системы поддержки принятия решений по оптимизации обслуживания и ремонта пожарной техники

В разделе «пробег пожарно-спасательной техники», в окнах «всего», «шасси» и «оборудование», из интегрированных баз данных выводятся соответствующие пробеги и наработка оборудования, размер которых определяется в соответствии с [113].

Кнопка «модель замены оборудования» открывает соответствующий модуль замены техники (рис. 3.12).

Так как период мониторинга задан, в окне «число выездов», отражается количество выездов техники. При этом, установив галочку на вкладке «учитывать только пожары и ЧС», лицо, принимающее решение, может отсортировать выезды на пожары и ЧС.

Раздел «затраты на эксплуатацию». В этот раздел из баз данных выводятся затраты на эксплуатацию техники за период мониторинга, заданный лицом, принимающим решения.

Установив галочку в окне «выбрать вид затрат», из раскрывающегося списка следует выбрать вид затрат (на ремонт, на запасные части, на переоборудование и т.д.). В этом же разделе программы определяется остаточная стоимость техники, рассчитанная по формуле

114

2.19. Порядок принятия решений по замене техники определен алгоритмом (рис. 3.6).

Рис. 3.12. Модуль замены техники

Модуль замены техники (рис. 3.12.) позволяет получить управленческое решение о месте эксплуатации техники с учетом частоты выездов в различных подразделениях.

Практическая реализация предлагаемой программы позволяет произвести имитацию замены техники и имитацию ее передачи в другое подразделение. При нажатии кнопки «вывести сравнительный график», выводятся графики рис 3.2 - 3.5 и 3.8, которые позволяют лицу, принимающему решения, наглядно оценить его эффективность.

Обобщенная структура предлагаемой подсистемы поддержки принятия решений приведена на рис. 3.13.

115

Мониторинг состояния пожарной техники
					БД по интенсивности
Выбор подразделения	Выбор периода					поломок λ
	мониторинга
Выбор модели техники		БД по технике				БД по интенсивности
						восстановления µ
		нет	Передача функций по обслуживанию и ремонту в
Техническая						аутсорсинг
готовность обеспечена
да						Определение требуемой
			БД нормативов			производительности бригад
Определение трудоемкости			трудоемкости
обслуживания и ремонта						Определение требуемого
силами подразделений						количества бригад
			БД поставщиков услуг по	обслуживанию и		Оценка стоимости
						нормо-часа
					ремонту	Обоснование затрат на
						обслуживание и ремонт
		да
Планируется замена
техники
				Блок замены техники

нет

БД по

БД по расположению

количеству

Генерация управленческого

ПЧ на территории

выездов

решения

Расчет общего пробега

Расчет эксплуатационных затрат, остаточной стоимости и

предложение по передаче в ПЧ

нет

Оптимизировать

да

Передать в ПЧ с меньшей

затраты

интенсивностью выездов

Рис. 3.13 Обобщенная структура подсистемы поддержки принятия решений по замене техники и привлечению дополнительных ремонтных бригад

Работу блока поддержки принятия решения по передаче пожарной техники в подразделения с меньшей интенсивностью выездов предлагается осуществлять в следующем порядке.

116

Шаг 1. Лицо, принимающее решение, нажимает на кнопку «оптимизировать эксплуатацию техники»

Шаг 2. В раскрывающемся списке выбирается модель техники.

Шаг 3. Нажимается кнопка «Показать перечень подразделений для передачи». Данная кнопка связана с базой данных по ПЧ, расстояниям между ними, условиям эксплуатации и интенсивности выездов техники. Применяются алгоритмы «задачи о назначениях» или «транспортной задачи» [100].

Шаг. 4. С учетом принятого управленческого решения, лицо, принимающее решение, может пересчитать техническую готовность, рассчитать затраты на эксплуатацию и вывести в виде отчетов сравнительные графики (рис 3.2. – 3.5.).

Для оптимизации процесса принятия решений необходимо определить различные варианты развития событий, сценарий которых задает лицо, принимающее решение (ЛПР), в том числе при помощи системы поддержки принятия решений. Число сценариев может быть произвольным или задаваться ЛРП с учетом практического опыта.

Формат задач оптимизации параметров эксплуатации пожарной техники позволяет использовать следующий алгоритм.

Шаг 1. Сформулировать возможные сценарии развития событий, влияющие на результат.

Шаг 2. В формате полученных сценариев задать конкретные значения параметров подсистемы эксплуатации и ремонта.

Шаг 3. При принятых сценариях для рассматриваемой системы управления МТО и заданных параметрах системы использовать методы определения оптимального количества ремонтных бригад и сроков передачи техники в подразделения с меньшей интенсивностью использования.

Шаг 4. Производится расчет готовности техники и сравнивается с альтернативными вариантами организации системы управления и различными сценариями развития событий (с учетом вероятности выхода из строя техники, расчет которой приведен в разделе 2.2).

Шаг 5. Выбрать наилучшее решение с учетом предпочтений лица, принимающего решения.

В условиях неопределенности, задача выбора наилучших вариантов формализуется на основе ее представления с помощью матрицы полезностей. Элементами такой матрицы являются показатели конечного результата, применительно к конкретным анализируемым решениям и возможным случайным событиям, влияющим на результат. При этом очевидна необходимость реинжиниринга подсистемы организации эксплуатации пожарной техники.

117

Реинжинирингом при организации эксплуатации пожарной техники, предлагается считать анализ существующей системы обслуживания и ремонта, разработку и внедрение подсистемы мониторинга технического состояния и построение модели синтеза оптимальных вариантов управления. В рамках реинжиниринга следует определять необходимость привлечения дополнительного количества ремонтных бригад, моделировать потребности в финансовых ресурсах и техническую готовность техники при передаче части функций по обслуживанию и ремонту в аутсорсинг сторонним организациям, а также определять оптимальные сроки эксплуатации техники в подразделениях с различной интенсивностью выездов.

Задача реинжиниринга - найти новый способ повышения готовности пожарной техники для подразделений, используя современные технологии управления в сфере материально-технического обеспечения и современные информационные технологии.

При алгоритмизации методов оптимизации эксплуатации техники с учетом реинжиниринга системы управления МТО, предлагается соблюдать общие свойства и характеристики перепроектируемых процессов:

-несколько работ объединяются в одну;

-решение передается исполнителям;

-этапы выполняются в естественном порядке;

-существуют различные версии процессов (автомобиль ремонтируется в части, передается в производственно-технический центр или по договору аутсорсинга в стороннюю организацию);

-работа выполняется там, где целесообразно это делать (оптимизация мест обслуживания и ремонта, разработка транспортных моделей);

-снижается доля работ по проверке и контролю;

-минимизация согласований;

-сочетания централизованных и децентрализованных операций (см.

п. 2.1).

В рамках реинжиниринга системы управления материальнотехническим обеспечением подразделений в целях практической реализации предлагаемых методов управления, в следующей главе предлагаются основы концепции создания автоматизированной системы поддержки принятия решений по управлению материально-техническим обеспечением подразделений противопожарной службы.

Выводы

Функций по обслуживанию и ремонту техники в аутсорсинг

118

сторонним организациям эффективна для подразделений с большой интенсивностью выездов, когда частота выхода из строя техники возрастает.

Целесообразность передачи функций обслуживания и ремонта в аутсорсинг для подразделений с различной интенсивностью выездов должна обосновываться.

Для оптимизации управления материально-техническим обеспечением пожарных подразделений требуется реинжиниринг. Так как реинжиниринг обеспечивает широкое использование информационных технологий управления, целесообразно использовать систему поддержки принятия решений, которая позволит снизить уровень неопределенности, возникающий при распределении ресурсов, определении оптимальных сроков эксплуатации техники и оптимизации ее обслуживания и ремонта.

В качестве основной математической модели для работы подсистемы поддержки принятия решений предлагается динамическая модель замены пожарной техники. Данная модель позволяет определить сроки замены техники, обеспечивающие оптимальное ее использование в зависимости от загруженности подразделений в различных регионах России. Каждый шаг управленческого решения следует отмечать качественными признаками, Nсохр – сохранить технику, Nзам – заменить технику, Nперед – передать технику в подразделение, где интенсивность использования ниже.

Расчет остаточной стоимости пожарной техники целесообразно проводить в соответствии с различными методиками, в том числе с использованием предлагаемого графического метода ее определения.

Методика определения оптимальной стратегии эксплуатации пожарной техники основывается на минимизации суммарных затрат и максимизации готовности техники. Замену техники при управлении системой МТО предлагается производить с использованием модернизированного метода динамического программирования, в основу которого положен адаптированный принцип оптимизации Беллмана в соответствии с предлагаемым алгоритмом.

Размеченный график замены техники позволяет наглядно интерпретировать расчетную схему и решить задачу методом динамического программирования для ПЧ с малым количеством выездов и небольшими среднегодовыми эксплуатационными затратами.

Для ПЧ с большим количеством выездов с последующей передачей техники следует использовать сравнительный (табличный) способ решения задачи замены техники.

119