Материал: Ли надежность

Накопление грузов для группы объектов обычно осуществляется на производственных базах, имеющих капитальные склады, что увеличивает допустимый срок хранения, но и удорожает его, Поэтому решение задачи управления запасами должно обеспечить приемлемую стоимость хранения при обеспечении ритмичного снабжения строительных объектов.

Графическая модель накопления и расходования запасов на складе выглядит следующим образом:

1 - график поставок на склад; 2 - график расходования материалов со склада; Т - срок строительства;Q_К - общий объем материалов, израсходованных за время строительства.

Рис.1.8. Графическая модель накопления и расходования запасов на складе

Модель, представленная на рис, описывает функционирование приобъектного склада, который завершает свое существование вместе с окончанием строительства объекта или цикла поставок на склад каких-либо материалов, изделий или конструкций. Началом этого цикла служит момент первой поставки, а завершение происходит вместе с прекращением потребности в данном виде материала.

Исходными параметрами модели являются:

Т – срок строительства;

Q_К – объем материалов, изделий, конструкций, израсходованных за время строительства объекта.

Рассчитаем количество рельсов длиной 25 м необходимых для укладки рельсов:

nр=(619000/25)*2=45520 (шт)

Рассчитаем количество деревянных шпал, исходя из того, что 20% длины строящегося участка приходится на кривые.

На 1 км на прямой укладывается 1840 шпал:

(шп.).

На 1 км на кривой укладывается 2000 шпал:

(шп.).

Тогда общий объем необходимых материалов равен:

(шт.).

Имея эти исходные данные, можно определить интенсивность расходования материалов со склада.

₍₂₅₎

где T = 59,71 сут. – время укладки рельсошпальной решётки краном ПБ-3.

Обычно известна интенсивность потока поставок, либо на нее можно воздействовать в требуемом направлении. Эту интенсивность можно определить следующим образом:

(26)

Если зафиксировать произвольный момент времени t_x, то ему будут соответствовать ординаты Q_хр и Q_хр, которые, соответственно, покажут, сколько материала (Q_хр) к этому моменту было израсходовано и получено (Q_хn,) на склад. Разница между ними p_x = Q_xn - Q_хп,, покажет, сколько материала на данный момент находится на складе.

Одним из главных назначений склада является выполнение буферной функции, то есть сглаживание неравномерности потока поставок для обеспечения ритмичности снабжения объектов строительства. Понятно, что, чем больше объем склада, тем лучше он будет выполнять буферную функцию.

С другой стороны, увеличение объема склада удорожает хранение. Кроме того, реальная ситуация может накладывать ограничения на максимальный объем склада, Например, на 100 м пути можно разместить три пакета звеньев путевой решетки длиной по 25 м; выделив один станционный путь длиной 850 м под склад, мы тем самым ограничиваем его объем девятью пакетами звеньев, что сопоставимо со сменной выработкой на укладке пути.

(шт.);

(шп.).

Общий объем необходимых материалов:

P_о = 68 + 1564 = 1632 (шт).

С точки зрения выполнения складом буферной функции, важным является создание до начала строительства первоначального запаса Р₀ , который будет находиться на складе в момент времени Т₀ начала строительства. Для обеспечения этого запаса поставки на склад необходимо начать за t₁ дней до начала строительства.

Определить срок t₁ можно, зная режим поставок на склад. В приведенном на рис случае поставки завершаются в момент завершения строительства. Поэтому время t₁ можно определить как

. (27)

Однако работа склада в таком режиме, как на рис, снижает надежность бесперебойного снабжения строительства по мере приближения к его завершению за счет постоянного сокращения буферного запаса.

Для повышения надежности снабжения следует ограничить объем склада так, чтобы не допустить его, снижения. Так как объем материалов, прошедший через склад, должен быть равен израсходованному строителями, то поставки на склад должны быть завершены до окончания строительства.

В данном случае удобно считать, что q_n = q_p , и, зная Р₀ как минимально допустимый запас на складе, время начала поставок можно определить как

(28)

(сут.);

(сут.).

Рис.1.9. Диаграмма поступления и расходования материала.

Наиболее сложной модель управления запасами становится тогда, когда необходимо учесть сезонные колебания темпа строительства и связанные с этим колебания расхода материалов со склада.

Рис. 1.10 Диаграмма поступления и расходования материала в зимний период.

Будем считать, что зимний расход материала меньше, а летом больше. Тогда модель будет выглядеть следующим образом. Эта модель построена в предположении, что интенсивность потока поставок постоянна, меняется только интенсивность расхода. При этом из чертежа видно, что

(29)

Максимальный объем склада при этом составит:

(30)

1.6 Использование метода дублирования для повышения надежности

Надежность электрических схем систем автоматического управления определяют такими показателями безотказности, как вероятность безотказной работы в течение заданного отрезка времени; средняя наработка до первого отказа.

Элементы схем считаются невосстанавливаемыми, а сама схема – восстанавливаемой. Также полагают, интенсивность отказов постоянной. Для таких допущений вероятность безотказной работы любого элемента автоматики определяют в соответствии с показательным законом:

(31)

Поскольку, исходя из методов построения схем, в электрических цепях элементы соединены последовательно (основное соединение), то вероятность безотказной работы любой цепи схемы можно определить по формуле:

(32)

где- вероятность безотказной работы j-го элемента электрической цепи схемы; k – общее количество элементов в цепи.

Если в цепи предусмотрено дублирование какого-либо элемента (параллельное включение элементов, выполняющих одни и те же функции и работающих одновременно – горячий резерв), то вероятность безотказной работы такого участка цепи определится так:

(33)

где - вероятность безотказной работы l-го элемента; m – число элементов, включённых параллельно.

В любой схеме системы автоматического управления каждая последующая цепь зависима от предыдущей. Поэтому принимают, что цепи в электрических схемах соединены последовательно.

Тогда вероятность безотказной работы всей схемы системы управления определяют так:

(34)

2. Формулировка и определение отказов

2.1 Отказ – важнейший критерий оценки технологии строительства

Отказ представляет собой событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта или его работоспособности. Применительно к строительному производству под объектом понимается строительный процесс, организационно-технологические решения, деятельность строительно-монтажного подразделения по возведению зданий и их комплексов, по выполнению годовой программы строительно-монтажных работ.

При анализе функционирования строительного потока можно отметить отклонения фактических параметров его работы от детерминированных, установленных в технологической карте, графике или проекте производства работ. Это отклонение представляет собой технологический отказ.

Технологический отказ - полное или частичное прекращение функционирования строительного процесса, технологической линии, вызывающее отклонение параметров потока от заданных.

В отличие от технических систем и изделий отказ в организации строительного производства не обязательно связан с прекращением функционирования процесса. Характерным являются сбои (частичные отказы), которые самоустраняются в процессе производства работ или ликвидируются соответствующими службами строительно-монтажной организации. Если эти отклонения существенно сказываются на результатах деятельности бригады, такой сбой также может быть признан отказом.

2.2 Закономерности распределения вероятностей отказов

Отказы в строительном производстве представляют собой случайные величины, которые могут быть дискретными и непрерывными в зависимости от физического смысла исследуемого явления, и характеризуются функциями распределения вероятностей.

Если - случайная величина, то вероятность того, что она примет значение, меньшее некоторого числа х

, (35)

называется интегральной функцией распределения вероятностей или законом распределения вероятностей случайной величины отказов.

Для случайных дискретных величин F(x) есть неубывающая ступенчатая функция; для непрерывных случайных величин F(x) непрерывная функция для всех значений х.

Производная от f(x)=F(x) , если она существует, называется плотностью (или функцией) распределения вероятностей отказов.

Изучение теоретических законов распределения случайных величин и сфер их пригодности для различных строительных процессов и методов организации строительного производства весьма важно, так как позволяет резко сократить объем статистического материала и продолжительность наблюдений для описания поведения числа и величины отказов.

Равномерное распределение справедливо для тех случаев, когда случайное событие лежит в определенном временном интервале, причем появление его в любой момент времени равновероятно.

Пусть благоприятное событие распределено равномерно на временном интервале Т и плотность распределения постоянна f(x)=const на всем участке действия закона от до . Вероятность события равна 1. Отсюда плотность распределения:

(36)

Интегральная функция распределения:

(37)

Математическое ожидание случайной величины, имеющее равномерное распределение:

(38)

Дисперсия распределения:

(39) , т.е. дисперсия равномерного распределения растет пропорционально квадрату интервала, на котором возможно появление отказов процесса.

Показательное распределение является одним из наиболее распространенных в строительном производстве благодаря своей простоте и приблизительному соответствию распределению отказов сложных многоэлементных систем. Накопление сведений о проведении разнообразных взаимосвязанных строительных процессов деятельности строительно-производственных подразделений приводит к другим законам, более точно отражающим реальное распределение, но одновременно во много раз усложняющим вычисления.