Общая постановка задачи оптимизации проектирования

При решении общей задачи проектирования КСНО, заключающейся в создании оптимального (с точки зрения выбранного критерия) комплекса, возникает вопрос выбора оптимального состава и структуры КСНО. В этом случае часто комплекс систем наземного обеспечения может рассматриваться как система массового обслуживания, в которую в случайные моменты времени поступают заявки на обслуживание, а обслуживание продолжается случайные отрезки времени. Анализ такой системы методами теории массового обслуживания позволяет определить вероятность занятости комплекса.

Для оценки качества функционирования КСНО в процессе проектирования необходимо определить следующие характеристики элементов комплекса:

- количество рабочих мест на технической позиции;

- целесообразность проведения на стартовой позиции текущего ремонта ЛА;

- средний темп пополнения ЛА, необходимых для замены списанных в процессе эксплуатации;

- периодичность проверок ЛА в процессе эксплуатации;

- необходимость создания на стартовой позиции обменного фонда;

- необходимое количество транспортных средств на технической позиции и т.п.;

В качестве исходных данных при проектировании КСНО можно выбрать:

- количество ЛА и их типы, обслуживаемые данным комплексом;

- Расстояние между ТП и СП;

- интенсивность отказов ЛА при различных режимах наземного обслуживания;

- интенсивность восстановления отказов;

- среднее время сборки ЛА, его заправки и снаряжения.

Для выбора оптимального состава и структуры необходимо определить цели и задачи КСНО, рассмотреть особенности структуры и процесс функционирования комплекса, а также выбрать критерии качества функционирования как всего КСНО, так и отдельных его элементов.

Будем рассматривать типовой КСНО, который состоит из следующих элементов (см.рис. 1)

- техническая позиция (ТП)

- стартовая позиция(СП)

- транспортное обслуживание (ТО)

- рабочая позиция (РП), состоящая из рабочего комплекса (РК) с ЛА.

- ремонтная бригада стартовой позиции(РБ).

Целью функционирования КСНО является обеспечение данной вероятности работоспособного состояния ЛА на всех пусковых установках стартовой позиции в процессе рабочего режима. Процесс функционирования КСНО заключается в обмене ЛА между отдельными элементами комплекса и в изменении состояний этих элементов.

Задачи составляющих КСНО определяются целью всего КСНО в целом:

- стартовая позиция должна обеспечить в любой момент времени пуск заданного числа ЛА, а система технического обслуживания СП должна обеспечить такой режим обслуживания ЛА, при котором время скрытого отказа и время восстановления рабочего канала сводится к минимуму;

- техническая позиция, транспортное обслуживание и ремонтная бригада должна обеспечить бесперебойное обслуживание потока поступающих ЛА.

Математически задача выбора оптимального состава и структуры КСНО, с заданными функциональными возможностями при ограничениях на показатели качества функционирования, может быть сформулирована следующим образом.

Определить такие (веры состава КСНО и качества его элементов), при которых стоимость комплекса минимизируется, т.е. , при условии выполнения ограничения (уровень показателя качества функционирования комплекса не ниже заданного)

Здесь - вектор состава и комплекса; - вектор качества элементов КСНО; n-количество функционально-необходимых элементов КСНО. Алгоритм решения поставленной задачи следующий. При фиксированном значении величин, характеризующих состав комплекса, определяется вектор параметров качества КСНО, обращающий функцию стоимости в минимум. Затем для полученного таким образом вектора качества КСНО выбирается оптимальный вектор параметров, характеризующих состав комплекса. Далее отыскивается такой набор , при котором стоимость минимальна.