ГОСТ 27.507-2015. Межгосударственный стандарт. Надежность в технике. Запасные части, инструменты и принадлежности. Оценка и расчет запасов
5.4. Состав методик для оценки и расчета комплектов ЗИП
5.4.1 Включенные в настоящий стандарт методики предназначены для оценки и расчета запасов восстанавливаемых и невосстанавливаемых ЗЧ в комплектах ЗИП-О, ЗИП-Г, придаваемых техническим изделиям, или в двухуровневых системах ЗИП, состоящих из одного группового комплекта ЗИП-Г и нескольких одинаковых ЗИП-О, а также для расчета складских запасов, создаваемых по средним нормам расхода запасных частей.
Типовые структуры использования ЗИП-О и ЗИП-Г, для которых применимы методики стандарта, приведены на рисунке 1.
1) 2) 3)
┌───────┐
┌────────┤ НИП │
│ ┌─────┤ ├─────────┐
│ │ └───┬───┘ │
┌─────┐ ┌───────┐ │ │ ┌───┴───┐ │
│ НИП │ │ НИП │ │ │ │ ЗИП-Г ├─┐ │
└──┬──┘ └───┬───┘ │ │ └─────┬─┘ │ │
│ │ │ └───────┐ │ │ │
│ │ │ ┌───────┼───┼───┼────┐ │
┌──┴──┐ ┌───┴───┐ ┌─┴──┴──┐ ┌─┴───┴─┐ │ ┌──┴──┴─┐
│ЗИП-О│ │ ЗИП-Г │ │ ЗИП-О │ │ ЗИП-О │ │ │ ЗИП-О │
└──┬──┘ └───┬───┘ └─┬──┬──┘ └───┬───┘ │ └─────┬─┘
│ │ │ │ │ │ │
│ ┌──────────┼───────────┐ │ ├─────────┼─────┴────┐ │
┌──┴──┐ ┌───┴───┐ ┌───┴───┐ ┌───┴───┐ ┌─┴──┴──┐ ┌───┴───┐ ┌──┴──┴─┐
│Издел│ │Изд. 1 │ │Изд. 2 │...│Изд. k │ │Изд. 1 │ │Изд. 2 │...│Изд. k │
└─────┘ └───────┘ └───────┘ └───────┘ └───────┘ └───────┘ └───────┘
1, 2 - одноуровневая структура, 3 - двухуровневая структура
Рисунок 1 - Типовые структуры ЗИП
В методиках принято, что пополнение комплектов ЗИП-О (в структуре 1) и ЗИП-Г (в структурах 2, 3) осуществляется со складов (баз снабжения), которые считаются НИП, то есть удовлетворяющими все заявки на ЗЧ без задержки.
5.4.2 Основными количественными характеристиками запасов в комплектах ЗИП являются ПД и суммарные затраты на ЗЧ (в стоимостных или массогабаритных единицах). При формировании комплектов ЗИП по критерию надежности для каждого вида запасов указываются ПН по данному виду запасов и суммарные затраты на ЗЧ (в стоимостных или массогабаритных единицах).
5.4.3 Под оценкой запаса какого-либо одного типа понимают определение значений показателей его достаточности [или показателей надежности однономенклатурной (однородной) подсистемы] и суммарных затрат на ЗЧ [при известном начальном уровне запаса и заданной (принятой) стратегии пополнения]. Оценка запасов в комплекте ЗИП состоит из оценок запасов каждого типа в отдельности и определения на их основе ПД (ПН) и суммарных затрат на ЗЧ по комплекту ЗИП в целом.
5.4.4 Оценку запасов в комплекте ЗИП проводят:
- при разработке комплектов ЗИП - после расчета каждого варианта комплекта с целью определения фактических значений ПД (ПН) и суммарных затрат на ЗЧ и исключения возможных ошибок расчета (контрольная оценка);
- при проверке выполнения требований ТЗ к полноте и достаточности приданных ЗИП на приемочных испытаниях опытных образцов технических изделий, а также при закупке серийных изделий;
- при корректировке комплектов ЗИП для условий эксплуатации, отличающихся от тех, для которых они разрабатывались (например, при другой интенсивности эксплуатации оборудования, другой интенсивности замен СЧ, других стратегиях пополнения запасов).
5.4.5 Под расчетом запаса одного типа понимают определение его начального уровня, удовлетворяющего заданным требованиям по ПД (ПН) для прямой задачи и ограничениям по суммарным затратам на ЗЧ (при решении обратной задачи) при заданной (принятой) стратегии пополнения.
Расчет запасов в комплекте ЗИП состоит из расчетов запасов каждого типа в отдельности и последующей оценки ПД (ПН) и суммарных затрат на ЗЧ по комплекту ЗИП в целом.
5.4.6 При разработке и корректировке комплектов ЗИП расчеты запасов в них должны проводиться по методикам, обеспечивающим оптимизацию затрат на ЗЧ (их суммарной стоимости, или массы, или объема).
В зависимости от предъявленных требований задача оптимизации запасов в комплекте ЗИП может решаться в двух постановках:
а) расчет запасов, обеспечивающих заданный уровень ПД (ПН) комплекта ЗИП при минимальных суммарных затратах на ЗЧ, - прямая задача оптимизации запасов;
б) расчет запасов, удовлетворяющих заданному ограничению по суммарным затратам на ЗЧ при максимально достижимом уровне ПД (ПН) комплекта ЗИП, - обратная задача оптимизации запасов.
5.4.7 Объем и форма представления исходных данных, необходимых для проведения расчетов по методикам настоящего стандарта, установлены в разделе 8.
Перед началом расчетов исходные данные, как правило, должны быть согласованы между заказчиком и разработчиком ЗИП.
5.4.8 При контрольной оценке запасов процесса разработки комплекта ЗИП в качестве исходных используются данные, принимающиеся при расчете оцениваемого варианта комплекта ЗИП.
При оценке запасов на этапах испытаний опытных или серийных образцов изделий, а также в комплектах ЗИП, спроектированных ранее или покупных, номенклатуру и количество СЧ в изделии и начальные уровни запасов определяют (выписывают) из "Ведомости ЗИ", а тип и параметры стратегий пополнения запасов задают (или выбирают), исходя из целей проводимой оценки с учетом существующей (или создаваемой) системы технического обслуживания и ремонта изделий данного типа. Показатели надежности (интенсивности замен) СЧ определяют по данным текущих или предшествующих испытаний изделий данного типа или по данным эксплуатации изделий - аналогов (прототипов). Допускается рассчитывать интенсивность замен СЧ 
по данным о надежности комплектующих узлов и деталей, приведенных в технической документации на них (формулярах, паспортах) или в официальных справочниках.
5.4.9 При расчете запасов в комплекте ЗИП исходные данные (если они не заданы полностью в ТЗ на разработку изделия или ЗИП) выбирают, исходя из требований, предъявляемых к уровню надежности обслуживаемого изделия и заданной (или принятой) для него системы технического обслуживания и ремонта.
При этом соотношение между требованиями к ПД ЗИП и к показателям надежности (ремонтопригодности) изделия, а также предварительная номенклатура и стратегии пополнения запасов должны соответствовать имеющейся или заданной (принятой) системе текущего ремонта изделия и его восстанавливаемых СЧ (сменных блоков, ячеек и других типовых элементов замены).
Если нормируемыми являются ПД, то расчет и оценка ПН проводятся для сведения. Если же нормируемыми являются ПН, то для сведения проводят расчет и оценку ПД.
5.4.10 Окончательную номенклатуру комплекта ЗИП-О (или ЗИП-Г) определяют по результатам расчета оптимальных запасов. Если при заданных (принятых) исходных данных рассчитанный начальный уровень запаса какого-либо типа оказывается равным нулю, но в ТЗ включено специальное требование о необходимости предусмотреть в ЗИП-О (или в ЗИП-Г) не менее одной ЗЧ каждого (или только данного типа), то запас этого типа увеличивают до единицы. Если же в ТЗ на разработку изделия (или только ЗИП) такое требование не предусмотрено, то решение об утверждении расчетного уровня Li = 0 (или об увеличении его до Li = 1) принимают по согласованию с заказчиком изделия (или комплекта ЗИП) с учетом имеющихся в ЭД на изделие (или ЗИП) указаний о порядке восстановления изделия при отказе СЧ данного типа. Если на момент проектирования ЗИП такие указания в ЭД отсутствуют, то они должны быть внесены туда после согласования с заказчиком.
5.4.11 При выборе состава комплектов ЗИП по показателям достаточности оценка достаточности и расчеты оптимальных запасов в комплектах ЗИП по методикам настоящего стандарта могут проводиться при использовании любого из двух ПД (
или Kг.ЗИП) и любого из четырех (для ЗИП-О) или только первых трех (для ЗИП-Г) типов стратегий пополнения запасов, установленных в разделе 7.
Оценка проверяемого на испытаниях (или ранее разработанного) комплекта ЗИП может проводиться по любому из указанных ПД и при любых стратегиях пополнения запасов независимо от того, какой ПД использовался при его проектировании и какие при этом использовались стратегии пополнения запасов.
5.4.12 Оценка суммарных затрат на ЗЧ в комплектах ЗИП может проводиться по одному или последовательно нескольким типам затрат на ЗЧ, и независимо от типа затрат на ЗЧ затраты по всем запасам должны задаваться (измеряться) в одних и тех же единицах.
5.4.13 СЧ, заменяемые согласно ЭД по выработке назначенного ресурса независимо от технического состояния, в оценках и расчетах по методикам настоящего стандарта не учитывают. Запасы таких СЧ рассчитывают по отношению расчетного значения средней наработки изделия в целом за заданный (принятый) период пополнения их в комплекте ЗИП к ресурсу СЧ, а затраты на них добавляют к суммарным затратам на запасы всех остальных типов после расчета последних.
5.4.14 Количество контрольно-измерительных приборов, инструментов, принадлежностей и материалов, входящих в комплекты ЗИП, а также запасы плавких предохранителей, крепежных изделий, монтажных проводов и других составных частей изделий, для которых не установлена (или не может быть определена) интенсивность замены (или интенсивность спроса), по методикам настоящего стандарта не оценивают и не рассчитывают. Потребность в этих элементах ЗИП определяют экспериментальным методом, исходя из назначения и условий эксплуатации изделия, для которого проектируется (оценивается) ЗИП, с учетом опыта эксплуатации его аналогов или прототипов.
5.4.15 Для оценки ПД и расчета оптимальных запасов по критерию достаточности в стандарте используют математические модели (формулы), изложенные в [1]. В них приняты следующие допущения и ограничения:
а) поток заявок на ЗЧ в комплекты ЗИП является простейшим, то есть случайное время между заявками распределено по экспоненциальному закону;
б) приемлемая точность вычисления ПД комплектов ЗИП в целом по характеристикам отдельных запасов обеспечивается при условии, что требуемые значения ПД комплекта удовлетворяют неравенствам:
(5.1)
или
. (5.2)
Если ограничения (5.1) или (5.2) для какого-либо конкретного случая не выполняются, но пересматривать требования к ПД в сторону их ужесточения (увеличения 
или уменьшения 
) по технико-экономическим соображениям не представляется возможным, рекомендуется разделить проектируемый комплект на два одинаковых по интенсивности спроса полукомплекта (1) и (2) и рассчитывать каждый из них самостоятельно. При этом исходные данные по полукомплектам должны удовлетворять равенствам:
, (5.3)
, (5.4)
. (5.5)
5.4.16 Для оценки ПН и расчета оптимальных запасов по критерию надежности в стандарте используют математические модели (формулы), изложенные в [2]. В них приняты следующие допущения и ограничения:
а) поток заявок на ЗЧ в комплекты ЗИП является простейшим, то есть случайное время между заявками распределено по экспоненциальному закону;
б) при вычислении ПН изделия состав и характеристики комплектов ЗИП по отдельным запасам и по всей номенклатуре в целом учитываются путем прямого их включения в модель надежности наряду с другими видами ресурсов, в том числе схем структурного резервирования по отдельным видам СЧ или их группам.
5.4.17 Для нахождения оптимальных решений в методиках расчета запасов, принятых в настоящем стандарте, используется метод наискорейшего покоординатного спуска, реализуемый в виде алгоритма "пошаговой" оптимизации, при которой на каждом следующем "шаге" расчета добавляется только одна запасная часть и только в тот запас, увеличение которого на этом "шаге" дает наибольший прирост показателей достаточности в расчете на единицу затрат.
5.4.18 Методики настоящего стандарта могут применяться и в тех случаях, когда отсутствуют данные по затратам на ЗЧ. В этих случаях по всем запасам затраты принимаются равными единице (Ci = const = 1; i = 1,..., N), а рассчитанные запасы будут минимизированы по общему (суммарному) количеству ЗЧ в комплекте ЗИП.
5.4.19 Методики настоящего стандарта, предназначенные для ЗИП-Г, могут быть использованы также для оценки и расчета оптимальных запасов, придаваемых ремонтным органам для обеспечения ремонта восстанавливаемых составных частей изделия, так как относительно этих СЧ указанные комплекты ЗИП являются групповыми. Расчеты в этом случае следует проводить при условии, что интенсивность спроса в комплекте ЗИП ремонтного органа на ЗЧ i-типа 
определяется суммарным потоком отказов узлов (деталей) этого типа в СЧ всех типов, где они применяются, и во всех образцах изделий, обслуживаемых данным ремонтным органом.
Аналогичным образом указанные методики могут быть использованы (при соответствующей интерпретации исходных данных) для оценки или расчета запасов в ремонтных комплектах ЗИП, предназначенных для обеспечения плановых ремонтов определенного количества изделий одного типа. Однако чаще ремонтные органы обеспечиваются запасными частями не с помощью комплектов ЗИП, а путем создания складских запасов, формируемых по нормам расхода ЗЧ на ремонт.
5.4.20 При проведении расчетов ЗИП (имеющих, как правило, многовариантный характер) по методикам настоящего стандарта с целью сокращения их трудоемкости и исключения вычислительных ошибок целесообразно использовать ПЭВМ. При расчетах и оптимизации по критерию достаточности рекомендуется использовать пакеты прикладных программ [3, 4]. При использовании критерия надежности расчеты рекомендуется проводить с помощью пакета прикладных программ [5].
Примеры расчета оптимальных запасов в комплектах ЗИП-О, ЗИП-Г и в двухуровневой системе ЗИП на ПЭВМ с помощью пакетов прикладных программ [3, 4, 5] приведены в приложении А.
В случае отсутствия у пользователей ПЭВМ и (или) при небольшой номенклатуре ЗЧ (не более 50 типов) расчеты по методикам настоящего стандарта могут быть выполнены и без ПЭВМ. При этом общий алгоритм расчетов остается неизменным, а именно тем, который описан в настоящем стандарте. Однако при расчете промежуточных показателей "недостаточности" отдельных запасов Ri по формулам (9.4), (9.12) и (9.13), содержащих бесконечные суммы, суммирование следует прекращать при достижении уровня 
, где 
- заданная (или выбранная) точность вычисления ПД комплекта ЗИП в целом 
, а N - количество типов ЗЧ в комплекте ЗИП.
5.4.21 Регламентированные настоящим стандартом типовые методики основаны на математических моделях, приведенных в [1], [2], и апробированы при разработке комплектов (систем) ЗИП для технических изделий.
Подписаться на обновления