ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ АВИАЦИОННОЙ. ТЕХНИКИ В УСЛОВИЯХ ЕЕ МАССОВОЙ. ЭКСПЛУАТАЦИИ

-4.1. Применение теории массового обслуживания
для планирования восстановления
неисправной авиационной техники

Планирование работ по обеспечению заданных уровней на­дежности и готовности авиационной техники, а также изыска­ние наиболее эффективных форм организации инженерно- авиационного обеспечения полетов при определенных допуще­ниях могут быть решены методами теории массового обслу­живания. При этом наиболее полное рассмотрение этих во­просов с точки зрения практического применения может быть сделано путем анализа работы авиационной техники в усло­виях эксплуатации групп летательных аппаратов различной численности. Теория массового обслуживания была специаль­но разработана для того, чтобы прогнозировать состояния си­стемы, которая предназначена обеспечить обслуживание слу­чайно возникающих требований.

Функционирование системы массового обслуживания за­ключается в удовлетворении поступающего в нее потока слу­чайных требований на выполнение работ определенного вида и объема. Требования поступают одно за другим в случайные моменты th Обслуживание поступившего требования продол­жается какое-то время т,, после чего люди и средства, произ­водившие обслуживание, освобождаются и снова готовы для приема следующего требования. Каждая система массового обслуживания в зависимости от квалификации и числа людей, совершенства средств и организации обслуживания обладает какой-то пропускной способностью, позволяющей в той или иной мере удовлетворять (обслуживать) поступающие требо­вания.

Теория массового обслуживания устанавливает зависимос­ти между интенсивностью потока требований, числом бригад н пропускной способностью как отдельных бригад, так н всей системы в целом. Обычно рассматривают абсолютную и отно­сительную пропускную способность системы. Под абсолют­ной пропускной способностью системы понимают среднее чис­ло требований, которое система может обслужить в единицу времени; под относительной пропускной способностью — сред­нее. отношение числа обслуженных требований к числу по­данных.

Как абсолютная, так и относительная пропускные способ­ности системы зависят не только от характеристик системы, но и от интенсивности потока требований. В реальных усло­виях моменты поступления требований случайны, случайна и длительность обслуживания требований. В связи с этим про­цесс работы системы протекает нерегулярно: в потоке требо­ваний образуются Местные сгущения и разрежения. Сгуще­ния могут привести либо к отказам в обслуживании, либо к образованию очередей на обслуживание. Разрежения могут привести к непроизводительным простоям отдельных бригад или системы в целом. Таким образом, процесс функциониро­вания системы массового обслуживания представляет собой случайный процесс, изучение и математическое описание ко­трого позволяет определить наиболее эффективную органн — шцию системы обслуживания.

Для математического описания процесса функционирова­ния систем массового обслуживания пользуются допущения­ми о простейшем потоке требований и о показательном рас­пределении времени обслуживания. Эти допущения позволя­ют получить простые аналитические формулы для исследова­ния систем массового обслуживания.

Для того чтобы использовать методы теории массового об­служивания для решения задач надежности авиационной тех* пики, планирования и организации инженерно-авиационного обеспечения полетов, необходимо сделать следующее:

1. Заменить слова «требование» и «обслуживание», упо­требляемые в общем смысле, более конкретными по своему смысловому значению словами или фразами — «отказ», «окончание полета самолета», «окончание полета группы са­молетов», «выработка межрегламентного срока», «выработка назначенного ресурса» и т. д,, поскольку каждое из них по смыслу является4 требованием на соответствующее обслужи­вание. Так, отказ элемента есть требование на восстановление но работоспособности, окончание полета самолета есть тре­бование на выполнение работ к последующему вылету, выра­ботка межрегламентного срока есть требование на выполне — кие регламентных работ и выработка назначенного ресурса элемента есть требование на его восстановительный ремонт или списание и т. д.

2. Определить параметр входящего потока требований <размеры, характер требований) и среднее время, потребное для обслуживания каждого требования.

3. Выяснить, в какой мере принятые допущения о простей­шем входящем потоке требований и о показательном распре­делении времени обслуживания приемлемы для изучения ре­ального потока требований.

4. Если входящий поток является потоком различных по размеру требований, то нх приводят к «среднему взвешенно­му» размеру (тср).

В условиях эксплуатации авиационной техники ситуации массового обслуживания возникают при выполнении инженер­но-техническим составом следующих комплексов работ:

1. Подготовка самолетов к полету. В этот комплекс вхо­дят послеполетная, предварительная, предполетная подготов­ки к полету, подготовка к повторному (последующему) вы­лету.

2 Восстановление элементов бортовых систем, подвержен­ных приработочным, износовым и внезапным отказам. В дан­ный комплекс входят работы по предупреждению, выявлению и устранению отказов, которые появляются в пределах техни­ческого ресурса той или иной .бортовой системы или планера. Эти работы выполняются в периоды проведения послеполет­ной, предварительной подготовок и в периоды выполнения рег­ламентных работ и профилактических ремонтов, а также при комплексных и целевых осмотрах.

3. Дефектация и восстановление авиационной техники, имеющей боевые или другие повреждения, не связанные с по­явлением приработочных, износовых и внезапных отказов.

4. Выполнение доработок на авиационной технике с целью повышения ее надежности, эффективности, живучести и экс­плуатационного совершенства.

Таким образом, методы теории массового обслуживания позволяют:

— находить аналитические зависимости между потреб­ностью в восстановлении готовности к полету с возможностью восстановления, которой располагает ииженерио-авиациониая служба;

-— определять допустимый уровень надежности авиацион­ной техники, ИСХОДЯ из требований ГОТОВНОСТИ, стоимости и безопасности полета;

— выбирать из многих вариантов наиболее эффективный вариант системы обслуживания (подготовка к полету, регла­ментные работы, войсковой и стационарный ремонт неисправ­ной авиационной техники н т. д.);

— находить аналитические зависимости между безотказ­ностью и восстанавливаемостью (ремонтопригодностью) авиа­ционной техники;

— решать задачи, связанные с определением потребных сил, средств и рабочего времени, необходимых для подготов­ки самолетов к Полету, выполнения регламентных работ, вой­скового и стационарного ремонта и устранения и предупре­ждения всех видов отказов и повреждений;

— определять наиболее эффективные организационные по­строения систем обслуживания и ремонта авиационной тех­ники.

В зависимости от конструкции летательных аппаратов и задач, решаемых летиыми частями, перечисленные работы выполняются авиационными специалистами по различным ка­налам технического обслуживания и ремонта.

Под каналом обслуживания принято понимать все то, что способно обслуживать в данный момент одно требование. При эксплуатации авиационной техники каналами обслуживания являются группы авиационных специалистов (одна группа, один специалист), которые, используя необходимые техниче­ские средства, способны в данный момент обслужить одно тре­бование. Например, при выполнении планов летной подготов­ки самолеты с выработанными межрегламентными ресурсами являются носителями требований на выполнение регламент­ных работ, а каналом обслуживания является группа авиа-* иконных специалистов регламентно-ремонтного подразделения іРРП), которая способна выполнить в полном объеме потреб­ные регламентно-ремонтные работы на одном самолете. Если н подразделениях ремонта организовано одновременное вы­полнение регламентных работ на п самолетах, то такое под­разделение представляет собой «-канальную систему обслу­живания. Если же выполнение регламентных работ одновре­менно может производиться только на одном самолете, то в »юм случае будет одноканальная система обслуживания. Од­нако следует заметить, что одновременное выполнение каких — шбо работ на многих самолетах не всегда определяет систему обслуживания как многоканальную. Так, например, если каж­дый вылет группы в п самолетов рассматривать как одно тре­бование на подготовку к последующему летному дню, то и саму подготовку удобно рассматривать как функционирование одноканальной системы обслуживания, включая в этот канал все работы, которые технический состав выполняет последова­тельно (группы обслуживания) и параллельно (технические экипажи). Время обслуживания группы самолетов в этом слу­чае определяется временем подготовки последнего самолета. Следовательно, реальный поток требований на восстановление готовности авиационной техники к полету, который появляет­ся в процессе эксплуатации, можно представить в виде сле­дующих более простых потоков:

— на устранение отказов авиационной техник» и случай­ных повреждений;

— на подготовку к полету;

— на выполнение регламентных работ;

— на войсковой ремонт;

— иа стационарный ремонт (восстановительный, средний).

В свою очередь, каждый из перечисленных потоков можно

разложить и а потоки с большей степенью конкретизации раз­мера и характера поступающих требований. Например, поток отказов можно разложить на три потока: поток приработоч — ных отказов, поток внезапных отказов и поток отказов из-за износа. Поток требований на подготовку самолетов к полету можно разложить на потоки требований на проведение пред­варительной, предполетной, послеполетной подготовок, и а про­ведение подготовки к повторному вылету, проведения комп­лексных осмотров, парковых дней и т. д.

В зависимости от постановки задачи потоки требований можно классифицировать только по одному какому-либо при­знаку, например только по размерам трудозатрат, потребных на восстановление готовности, или по характеру и сложности оборудования й средств восстановления, применяемых при ремонте неисправной авиационной техники. В зависимости от величины трудозатрат, потребных на восстановление неисп­равной техники, общий реальный поток требований на ее ре­монт можно разложить на потоки требований на восстанови­тельный, средний, текущий и мелкий ремонты. В зависимости от применяемого оборудования общий поток требований нл ремонт распадается иа потоки требований на стационарный и войсковой ремонты. Рассмотрим примеры разложения общего

потока требований на восстановление готовности самолетов к полету для решения интересующих эксплуатационников за­дач массового обслуживания.

Допустим, что восстановление готовности к полету группы однотипных самолетов происходит в трех одновременно функ­ционирующих каналах массового обслуживания.

1. В канале подготовок к полету, в котором выполняются предварительная, предполетная, послеполетная подготовка, подготовка к последующему вылету на старте в летный день (подготовка к повторному вылету), комплексные осмотры и парковые дни.

2. В каналах войскового ремонта и регламентных работ, где выполняются регламентные работы и работы по войсковому ремонту неисправной авиационной техники, а также отчасти доработки исправной авиационной техники.

3. В каналах по выполнению доработок. В этих каналах об­служивания рабочие заводов-изготовителей авиационной тех­ники производят доработки исправной серийной авиационной техники по заранее подготовленной технологии. Целью таких доработок является повышение надежности, живучести и эф­фективности авиационной техники.

В канале подготовок к полету работы по обслуживанию, как правило, производятся одновременно на тех самолетах группы, которые планируются на полеты. Однако в некоторых случаях обслуживание производится в отдельности одного или двух самолетов (комплексные осмотры, устранение неис­правностей, ожидание ремонта и т. д.). В каналах регламент­но-ремонтного подразделения производится одновременное іюсстановление нескольких неисправных самолетов. Ограниче­ния в количестве одновременного обслуживания нескольких самолетов связано с требованием готовности к вылету наи­большего числа самолетов группы, а также возможностью РРП. Разложим общий поток требований по действующим каналам восстановления.

В канал подготовок к полету поступают три потока: поток іребоваиий на подготовку к полету, поток требований на про­ведение комплексных осмотров и поток требований иа прове­дите парковых дней.

В каналы войскового ремонта и регламентных работ посту­пают также три потока: поток требований на войсковой ре­монт самолетов, имеющих случайные повреждения (неграмот­ная эксплуатация, отказы), поток требований на выполнение

регламентных работ и поток требований на замену двигате­лей (преждевременно снятых дпйгателей и двигателей, выра­ботавших установленный межремонтный ресурс).

В канал доработок поступает только один поток требова­ний на доработки исправной авиационной техники. Доработ­ки могут выполняться силами и средствами рабочих бригад заводов-изготовителей авиационной техники. Анализ статисти­ки массовых полётов различных типов летательных аппара­тов, собранный в различных условиях их эксплуатации, пока­зал, что потоки вылетов одиночных самолетов, летных дней, требований на выполнение регламентных работ, требований на выявление п устранение "первых отказов, требований на замену авиадвигателей (как выработавших технический ре­сурс так и досрочно отказавших) близки к простейшим пото­кам.

Время обслуживания показывает, сколько времени затра­чивается на полное обслуживание одного требования одним каналом. Оно зависит от ряда конструктивно-производствен­ных и эксплуатационных факторов. В первую очередь следует подчеркнуть сильную зависимость времени обслуживания от эксплуатационного совершенства (ремонтопригодности) авиа­ционной техники, г. е. or ее приспособленности к выявлению, устранению, предупреждению отказов, а также приспособлен­ности авиационной техники к пополнению материалами, рас­ходуемыми в полете (топливо, смазка, сжатые газы, специ­альные жидкости и т. д.).

Время обслуживания можно свести к минимуму, если тех­нический состав в процессе обслуживания или ремонта бор­товых систем имеет дело с элементами, доступными для ос­мотра, замены, регулировки и т ц К числу других факторов следует также отнести влияние на время обслуживания спе­циальной подготовки, числа и опыта инженерно-технического состава, .метеорологических и климатических условий базиро­вания, использования средств автоматизации и механизации при обслуживании авиационной техники, организации выпил нения обслуживания, условий хранения и т. д.

Наличие такого большого числа факторов, влияющих па время обслуживания (восстановления), дает основание рас­сматривать его как случайную величину. В теории массового обслуживания пользуются допущением о показательном зако­не распределения времени обслуживания. Это допущение мо­жет быть принято и для задач, связанных с восстановлением готовности авиационной техники к полету, в силу следующих обстоятельств:

1. Пропускная способность и другие характеристики систе­мы массового обслуживания сравнительно мало или совсем ііє зависят от вида закона распределения времени обслужи­вания, а зависят главным образом от его среднего значе­ния тср.

2. Гипотеза о показательном распределении времени об­служивания позволяет сильно упростить все расчеты, приме­няемые для решения задач массового обслуживания, и в не­которых случаях получить простые формулы для определения Пропускной способности системы обслуживания.

3. Близким к показательному распределению является распределение времени поиска и устранения отказов отдель­ных элементов бортовых систем. Время подготовки к полету, ремонта и выполнения регламентных работ распределено по закону, отличающемуся от показательного. Однако прибли­женная замена этого закона показательным, как правило, не приводит к большим ошибкам. Поэтому, используя показа — ісльное распределение времени обслуживания, можно в пер­нем приближении оценить интересующие нас характеристики функционирования системы, что все же бывает совершенно достаточно для выявления слабых сторон принятой организа­ционной. структуры той или иной системы обслуживания.