An Ordnance Reliability and Life Model for the Estimation of the Component Kits in Preventive Replacement in Terms of Production and Operating Costs

• Autorzy: Idziaszek Zdzisław

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.2119

Warianty tytułu

PL

Model niezawodnościowo-trwałościowy broni w szacowaniu zestawów części wymienianych profilaktycznie w ujęciu kosztów produkcji i eksploatacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an outline of a method of optimising the service life of aircraft guns at the stage of design engineering and retrofitting. The essence of this method is a selection of service lives and quantities of preventively replaced components and the service parts of non-reconditionable components resulting in an overall reduction of gun production and operating costs (including the costs of replacement parts stocks) with an improvement of the service life of the whole gun assembly. The method assumes that the service lives to be selected must meet a criterion of predefined reliability, maximum service availability when installed aboard a combat platform (i.e. an aircraft) and the minimum time to re-use. It is pointed out that in the design engineering of preventive component replacement and the assessment of the gun selection, a criterion of total gun cost reduction shall apply; the total gun cost is construed as the cost of production/purchase and maintenance applicable to the operating mode (with the costs and time to provide replacement parts). The total gun cost should be decisive in the definition of service lives and the number of components in preventive replacement. To analyse and select the service life and the MTBR (Mean Time Between Replacements), examples of reliability and life models of guns were developed in reference to the applicable operating standards and changes in total costs. This was followed by a demonstration of an innovative model of mapping gun (production/purchase and operating) costs with a complex number plane. The method presented herein facilitates analysing and assessing the feasibility for improvement of a gun’s availability in combat field and training operations.

PL

W artykule opracowano zarys metody optymalizacji resursu lotniczej broni lufowej (w skrócie broni) w etapie jej projektowania i modernizacji. Istotą metody jest taki dobór resursów i liczby części wymienianych profilaktycznie oraz resursów części nieodnawialnych, by uzyskać sumaryczne zmniejszenie kosztów produkcji i kosztów eksploatacji broni (w tym zapasów części zamiennych) przy jednoczesnym zwiększeniu resursu całej broni. W metodzie przyjęto, że dobór resursów musi spełniać kryterium zachowania założonej niezawodności, maksymalnej dyspozycyjności na platformie bojowej (np. statku powietrznym) oraz minimalnego czasu przygotowania do powtórnego użycia. Wskazano, że przy projektowaniu profilaktycznych wymian i ocenie wyboru broni należy stosować kryterium minimalizacji kosztu całkowitego broni, tj. koszt produkcji/zakupu, jak i koszt procedur obsługowych stosowanych w danym typie eksploatacji (w tym koszt i czas pozyskiwania części zamiennych). Zakłada się, że koszt ten powinien odgrywać decydującą rolę w określeniu zarówno resursów, jak i liczby części wymienianych profilaktycznie. Do analizy i doboru resursu oraz okresów wymian opracowano przykładowe modele niezawodnościowo-trwałościowe broni w odniesieniu do ich norm użytkowania i zmiany kosztów całkowitych. Następnie pokazano innowacyjny model powiązania kosztów broni (produkcyjnych/zakupu i eksploatacyjnych) na płaszczyźnie liczb zespolonych. Zaprezentowana w artykule metoda umożliwia analizę i ocenę możliwości zwiększania dyspozycyjności broni w trakcie jej użytkowania zarówno na polu walki, jak i w procesie szkolenia.

Słowa kluczowe

EN

design and retrofitting of aircraft guns; operation; life estimation; service life; high fire rate guns; reliability; ordnance; replacement parts stocks; ordnance availability

PL

projektowanie i modernizacja lotniczej broni lufowej; eksploatacja; szacowanie trwałości; resurs; armata szybkostrzelna; niezawodność; uzbrojenie; zapasy części zamiennych; dyspozycyjność broni

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 10, Nr 2 (36)
• Strony: 103--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Idziaszek Zdzisław

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Będkowski Lesław, Tadeusz Dąbrowski. 2006. Podstawy eksploatacji. Część II. Podstawy niezawodności eksploatacyjnej. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna.
• [2] Biegus Antoni. 2010. Podstawy projektowania konstrukcji według PN-EN 1990. Poznań: Wielkopolska Okręgowa Izba Inżynierów Budownictwa.
• [3] Downarowicz Olgierd. 1997. System eksploatacji. Zarządzanie zasobami techniki. Gdańsk: Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji.
• [4] Dwiliński Lech. 2006. Podstawy eksploatacji obiektu technicznego. Warszawa: Oficyna w Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• [5] EUR-Lex. 2014. Title and reference. Official Journal of the European Union June L 173 Volume 57: 12.
• [6] Fuqing Yuan, Abbas Barabadi, Lu Jinmei. 2017. “Reliability modelling on two-dimensional life data using bivariate Weibull distribution: with case study of truck in mines”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 19 (4): 650-659.
• [7] Idziaszek Zdzisław. 2004. Zarys metody szacowania części zapasowych w szybkostrzelnych armatach automatycznych w przypadku przedłużania ich resursu. W Materiały konferencyjne V Międzynarodowej Konferencji Uzbrojeniowej. Waplewo. Warszawa: Wydawnictwo WAT.
• [8] Idziaszek Zdzisław. 2004. „Zarys metody oceny trwałości szybkostrzelnych armat automatycznych wykorzystującej zmiany parametrów diagnostycznych zasadniczych zespołów”. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 2: 97-109.
• [9] Idziaszek Zdzisław, Norbert Grzesik. 2014. “Object characteristics deterioration effect on task realizability – outline method of estimation and prognosis”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 16 (3): 433-440.
• [10] Idziaszek Zdzisław, Eugeniusz Olearczuk. 2005. „Zarządzanie trwałością szybkostrzelnych armat automatycznych w systemie eksploatacji z wykorzystaniem bazy danych eksploatacyjnych – Durabbility managment of high rate fire automatic guns in service system using their service database”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 1 (25): 47-57.
• [11] Idziaszek Zdzisław, Paweł Typer. 2016. „Aspekty badawcze i wdrożeniowe oraz analiza zastosowania dla 12,7 mm WLKM”. Problemy Techniki Uzbrojenia 45 (138) : 7-23.
• [12] Jaźwiński Jerzy, Józef Żurek. 2007. Wybrane problemy sterowania zapasami. Warszawa – Radom: Biblioteka Problemów Eksploatacji.
• [13] Kałmucki Wiktor. 1989. Prognozirowanije resursov detalej maszin i elementov konstrukcji. Kisziniev: Academia de Ştiinţe a Moldovei.
• [14] Moubray John. 1997. Reliability-centered Maintenance. New York: Industrial Press Inc.
• [15] Moubray John. et al. 1996. Maintenance management-a new paradigm. New York: Industrial Press Inc.
• [16] Nowakowski Tomasz. 1999. Metodyka prognozowania niezawodności obiektów mechanicznych. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• [17] Olearczuk Eugeniusz, Zdzisław Idziaszek. 2004. „Audyt trwałości w eksploatacji szybkostrzelnych armat automatycznych z uwzględnieniem bezpieczeństwa”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 3 : 15-23.
• [18] Piasecki Stanisław. 1995. Elementy teorii niezawodności i eksploatacji obiektów o elementach wielostanowych. Warszawa: Polska Akademia Nauk – Instytut Badań Systemowych.
• [19] PN/45.3360/2016/A (Wydanie II). 2016. Wytyczne przedłużania czasu eksploatacji urządzeń cieplno-mechanicznych bloków 100 MW – 360 MW. Katowice. Polski Komitet Normalizacyjny.
• [20] Trzeszczyński Jerzy et al. 2016. „Wytyczne przedłużania eksploatacji zmodernizowanych bloków 100 MW – 360 MW”. Biuletyn Pro Novum 2 : 792-799.
• [21] Woropay Maciej. 1996. Podstawy racjonalnej eksploatacji maszyn. Bydgoszcz: Wydawnictwo Akademii Techniczno-Rolniczej.
• [22] Wang Hongzhou, Hoang Pham. 2006. Reliability and Optimal Maintenance. London: Springer-Verlag.
• [23] Dhillon Balbir. 2006. Maintainability, Maintenance, and Reliability for Engineers. Boca Raton, London, New York: Taylor & Francis Group.
• [24] Szczepański Paweł. 2014. „Para zagrożeniowo-ochronna jako element szacowania bezpieczeństwa obiektu i ryzyka”. Biuletyn WAT LXIII (4) : 233-257.
• [25] Szczepański Paweł, Józef Żurek. 2018. “Chapman-Kolmogorov Equations for a Complete Set of Distinct Reliability States of an Object”. Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa – Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Engineering 9 (4) : 49-70.
• [26] Tomaszek Henryk. 1981. Modelowanie procesów zużycia elementów mechanicznych urządzeń o obciążeniu impulsowym w aspekcie niezawodności. Warszawa: Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych.
• [27] Tomaszek Henryk, Zdzisław Idziaszek, Mariusz Ważny. 2005. „Zarys metody określania liczebności części zamiennych dla działek lotniczych”. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1 : 125-136.
• [28] Zieja Mariusz, Mariusz Ważny, Sławomir Stępień. 2018. “Outline of a method for estimating the durability of components or device assemblies while main-training the required reliability level”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 20 (2): 260-266. http://dx.doi.org/10.17531/ein.2018.2.11.
• [29] Zio Enrico. 2009. “Reliability engineering: Old problems and new challenges”. Reliability Engineering & System Safety 94 : 125-41.
• [30] Żurek Józef. 2006. Żywotność śmigłowców. Warszawa: Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

2. The author received no financial support for the research, authorship, and/or publication of this article.