CC BY
158
чиков различных УТС. Интеграция должна предполагать добрую волю, взаимную заинтересованность и потребность во взаимодействии.
Литература
1. Рисунков В.Б. Разработка учебно-тренировочных средств радиоэлектронного вооружения и средств радиоэлектронной борьбы ВМФ // Оборонный заказ. 2007. .№ 15.
2. Шорин А.Б., Новиков И.В. Варианты взаимодействия рабочих мест тактического тренажера // Программные продукты и системы. 2009. № 1. С. 111-113.
References
1. Risunkov V.B., Oboronny zakaz [Defence order], 2007, no. 15.
2. Shorin A.B., Novikov I.V., Programmnye produkty i sistemy [Software and Systems], 2009, no. 1, pp. 111-113.
УДК 658.7.01
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОГНОЗНОГО РАСЧЕТА СТОИМОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАДВОДНЫХ КОРАБЛЕЙ
В.В. Кочнев, к.т.н., зав. отделением (НИИ «Центрпрограммсистем», просп. 50 лет Октября, 3а, г. Тверь, 1 70024, Россия); К.Ю. Рожин, к.т.н., доцент, зам. начальника отдела; О.В. Третьяков, к.т.н., доцент, начальник НИЦ кораблестроения (НИИ кораблестроения и вооружения ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия», ул. Чапаева, 30, г. Санкт-Петербург, 197101, Россия, уипс-ит/-3]г1@тИ-ги, Уыпс-ут/-3]г1@тИ-ги)
Статья посвящена автоматизации прогнозного расчета стоимости эксплуатации надводного корабля путем разработки соответствующих программных средств с целью повышения эффективности технического обеспечения кораблей.
Рассмотрены алгоритмы и информационное обеспечение для прогнозного расчета стоимости эксплуатации на различных этапах жизненного цикла и при различных режимах эксплуатации надводного корабля. Определены состав программных модулей и выполняемых ими функций, порядок их функционирования, состав необходимой нормативно-справочной и оперативной информации. Программные средства обеспечивают проведение расчетов для кораблей с различными типами главной энергетической установки.
Задача прогнозного расчета стоимости эксплуатации надводного корабля решается техническими службами при оценке стоимости заводских, доковых и межпоходовых ремонтов, стоимости поставок горюче-смазочных материалов, технического и шкиперского имущества и других предметов снабжения.
Разработка программного и информационного обеспечения для автоматизации прогнозного расчета стоимости эксплуатации позволяет сбалансировать имеющиеся ресурсы для обеспечения эксплуатации с планами использования корабля с учетом его технического состояния.
Ключевые слова: автоматизация, прогнозный расчет, стоимость, эксплуатация корабля, алгоритм, информационное обеспечение, нормативно-справочная информация, жизненный цикл, программные средства, планы использования, техническая готовность, техническое состояние.
AUTOMATED PREDICTION CALCULATIONS OF OPERATING COSTS OF SURFACE SHIPS
Kochnev V. V., Ph.D., branch manager (R&D Institute «Centrprogrammsystem», 50 let Oktyabrya Av., 3a, Tver, 170024, Russia);
Rozhin K. Yu., Ph.D., associate professor, deputy head of department;
Tretyakov O. V., Ph.D., associate professor, head of research center of shipbuilding (Navy Military Training and Scientific Centre «Navy Academy», Chapaeva St., 30, St. Petersburg, 197101, Russia,
[email protected], [email protected])
Abstract. The article is devoted to the automation of operating costs prediction calculations of surface ships by developing software in order to increase the efficiency of ships logistics.
There are algorithms and information support for operating costs prediction calculations at different stages of the life cycle and in different operating regimes of a surface ship. The article determines the composition of program modules and their functions, how they function, the structure of necessary normative-reference and operational information. Software tools facilitate calculations for different types of main propulsion plant ships.
The task of prediction calculations of surface ship operating cost is solving by technical services while cost estimation of the shipyard overhaul, the cost of fuel and lubricants supply, technical and naval stores supply and other supplies.
Software and infoware development to automate the operating costs prediction calculations can balance available operating resources and plans of the ship using with regard to its technical condition.
Keywords: automation, prediction calculations, costs, ships maintenance, algorithm, infoware, normative-reference information, life cycle, software, plans of using, mechanical availability, technical condition.
Программное и информационное обеспечение для автоматизации прогнозного расчета стоимости эксплуатации позволяет оперативно сбалансировать имеющиеся ресурсы по поддержанию и восстановлению технической готовности корабля с учетом его технического состояния с планами его использования, оценить затраты по эксплуатации группы надводных кораблей.
В комплекс мероприятий по поддержанию и восстановлению технической готовности входят планово-предупредительное техническое обслуживание и следующие виды ремонтов: планово-предупредительный, аварийный, навигационный, межпоходовый и доковый, текущий и средний, а также пополнение запасов.
Данные учета технического состояния кораблей используются в процессе подготовки и планирования соответствующих мероприятий, а именно:
- определение срока и вида ремонта, размера ассигнований и объема производственных ресурсов;
- заказ оборудования, запасных частей, инструментов и оборудования (ЗИП) и подготовка технологической документации;
- составление ремонтных ведомостей, определение и согласование объема работ с заводами;
- проведение конкурса по определению головного исполнителя работ;
- определение необходимых контрагентских работ.
Основой для выполнения мероприятий технического обслуживания и ремонта являются разрабатываемые годовые (полугодовые) планы технического обеспечения готовности кораблей, которые формируются с учетом годовых планов их использования.
Главными критериями эффективности плана технического обеспечения являются соответствие плановых мероприятий нормативным требованиям технического обслуживания и ремонта кораблей, оптимальность использования производственных ресурсов и обобщенная оценка технического состояния кораблей, материальных и временных затрат на их техническое обеспечение и содержание.
Для выполнения прогнозных расчетов стоимости эксплуатации с использованием специального ПО в БД должна быть сформирована следующая нормативно-справочная и оперативная информация:
- данные по годовому (полугодовому) плану технического обеспечения готовности кораблей;
- данные по составу кораблей и их тактико-техническим характеристикам;
- нормативно-справочные данные (сроки службы, нормы расходования ресурса, горючесмазочных материалов (ГСМ), ЗИП, нормы технического обслуживания и т.п.) по кораблям;
- оперативные данные по техническому состоянию кораблей.
Данные по техническому состоянию кораблей должны оперативно поступать в БД в результате мониторинга технического состояния кораблей.
Указанная информация является входной для программ, решающих данную задачу.
Программные средства, обеспечивающие решение задачи, должны предусматривать расчеты среднесуточной стоимости эксплуатации корабля в базе, в море, стоимости заводских ремонтов, а также расчет среднегодовой стоимости эксплуатации корабля.
Расчеты могут выполняться как по текущим ценам, так и по прогнозируемым. Алгоритм расчета среднесуточной стоимости эксплуатации корабля в базе приведен на рисунке 1.
Расчет среднесуточной стоимости расходуемых в базе энергосред
Для обеспечения энергоемких режимов, связанных с техническим обслуживанием во время стоянки в базе, производится переключение электропитания с берега на питание от корабельных источников электроэнергии. Продолжительность работы корабельных генераторов и дизель-компрессоров при стоянке в базе определяется соответственно коэффициентами г и ДК значения которых для конкретных кораблей определены как нормативные. Тогда с учетом продолжительности обеспечения электроэнергией с берега
среднесуточная стоимость расходуемых в базе энергосред может быть определена по формуле
( К СТ ^
Сб=СЭЛ 1--+СВХ+СВК+СВВЧ+СПДРХ
24
хАп+Сввд,
(1)
где Сэл, Свх, Свк, Сввч, Спдр, Сввд - среднесуточная стоимость поданных с берега электроэнергии, хозяйственно-питьевой воды, воды котельной, воды высокой чистоты, пара, воздуха высокого давления; АП - коэффициент, учитывающий потребность в паре на отопление.
Или Сб= £ С,.
(2)
где С, - стоимость /-го вида энергосред; п - количество видов энергосред.
Суммарная стоимость видов энергосред может быть определена по формуле
с
(3)
где Я, - норма подачи с берега энергосреды /-го вида; - стоимость единицы измерения энергосреды /-го вида, руб.
Среднесуточная стоимость израсходованного на стоянке топлива вычисляется по формуле
тгст „д .^д „от „дк гд кг Ввсп ст т кдк Ввсп ст
1000
(4)
где Вдвсп, 5даВсП - нормы расхода топлива на один час работы соответственно вспомогательного двигателя и дизель-компрессора, кг/ч; СДТ - стоимость одной тонны дизельного топлива, руб.
Среднесуточная стоимость израсходованного на стоянке масла определяется по формуле
Кст-Вд -ВГ ■См
г*Б кг Ввсп Вм см См = 106
(5)
где ВГМ - норма расхода масла на одну тонну сожженного топлива, кг; СММ - стоимость одной тонны масла моторного, руб.
Расчет среднесуточной стоимости израсходованных спецжидкостей и пластических смазок
Стоимость смазок и спецжидкостей в расчете на одни сутки определяется как среднегодовая стоимость, деленная на количество дней в году:
£ ьсы -ссм
с = —
ссм
365
(6)
где - годовая норма снабжения смазкой или спецжидкостью /-го вида, кг; С,сМ - стоимость одного килограмма /-го вида смазки или спецжидкости, руб.
Программный модуль для проведения данного типа расчета должен обеспечивать получение как среднесуточной стоимости израсходованных спец-
жидкостей и пластических смазок, так и среднегодовой (без деления на 365).
Среднесуточная стоимость содержания личного состава (в руб.) определяется выражением
Слс=Сд+СвеЩГОД'
г/365,
(7)
где СЛс - стоимость среднесуточного содержания личного состава; Сд - стоимость денежного довольствия личного состава в сутки; Свещ - среднесуточная стоимость вещевого аттестата.
Расчет среднесуточной стоимости денежного содержания
Стоимость денежного содержания личного состава может определяться выражением
-Кш- ДЛС С ■КУСЛ ■Кв ■а■К,
С = —
СД
30
(8)
где N - штатная численность личного состава /-й категории; Кш - коэффициент укомплектования штата; ДЛ - коэффициент денежного содержания личного состава /-й категории; Сб - базовая величина месячного денежного содержания, руб.; КУСЛ - коэффициент надбавок за условия службы; КВ -коэффициент валютных надбавок; а - относительное время плавания с выплатой валютных надбавок; Ксост - коэффициент учета вида состояния корабля; 30 - среднее количество дней в месяце.
В качестве базовой величины Сб принято месячное денежное содержание лейтенанта. Коэффициенты денежного содержания личного состава / -й категории определяются исходя из действующей нормативной базы.
Среднегодовая стоимость вещевого аттестата определяется по формуле
С
вещгод
п n .с
X24 пр| спр| 1=1 1 пр/
(9)
где СПР/ - стоимость /-го предмета вещевого аттестата, руб.; ЖПР/- - количество 1-х предметов вещевого аттестата; ТПР/ - срок службы /-го предмета вещевого аттестата.
Среднесуточная стоимость вещевого аттестата определяется из среднегодовой путем деления на количество дней в году - 365.
Стоимость среднегодового содержания личного состава определяется выражением
Слсгод=365 Слс. (10)
Программный модуль для проведения данного типа расчета должен обеспечивать получение как среднесуточной стоимости содержания личного состава, так и среднегодовой.
Ввиду отсутствия суточных норм снабжения кораблей стоимость снабжения в сутки может быть определена как доля стоимости /-й нормы снабжения:
п п С
(2 _ у ."сн,ссн,-
т
1=1 а си/
(11)
,=1
,=1
п
где стСН,- - стоимость единицы измерения i-й нормы снабжения; ССш - величина i-й нормы снабжения; Теш - периодичность снабжения по i-й норме, в сутках.
Расчет среднесуточной стоимости эксплуатации надводного корабля в море (СМ) осуществляется по следующим составляющим: содержание личного состава (СЛС), расход топлива (СТ), расход масла (См), расход спецжидкостей и пластических смазок (ССМ), снабжение техническим и шкиперским имуществом (Ссн).
Расчет выполняется по формуле
см=слс+Ст+См+Ссм+Ссн. (12)
В основу расчетов положены действующие нормативы по эксплуатации кораблей, снабжению видами довольствия, расходованию горючего, смазок и спецжидкостей для кораблей, находящихся в море.
Расчет среднесуточной стоимости спецжидкостей и пластических смазок производится по формуле (6); расчет среднесуточной стоимости содержания личного состава - по формулам (7-9); расчет среднесуточной стоимости снабжения корабля в море - в соответствии с выражением (11).
Таким образом, для расчетов содержания личного состава, расхода спецжидкостей и пластических смазок, снабжения техническим и шкиперским имуществом должны применяться одни и те же программные модули, использующие разную входную и нормативно-справочную информацию, учитывающую режим эксплуатации корабля в базе или море.
Расчет среднесуточной стоимости расходуемых ГСМ при эксплуатации надводного корабля в море производится следующим образом.
В качестве исходных данных по расходу ГСМ приняты утвержденные нормы. Они являются среднегодовыми и учитывают спектр скоростей хода, состояние подводной части корпусов, гребных винтов, технических средств энергетических установок. В нормы включены расходы ГСМ на регламентные работы при техническом обслуживании и ремонте технических средств корабля.
Расчет стоимости расходуемых ГСМ предусматривается для следующих типов главной энергетической установки (ГЭУ): котлотурбинная (паросиловая), газотурбинная, дизельная, дизель-газотурбинная.
Расчет среднесуточной стоимости топлива рассмотрим на примере корабля с котлотурбинной энергетической установкой.
Стоимость израсходованного за сутки похода топлива (СТКТУ) определяется по формуле
1ОС + (ВД + вдк Ч • сд + вк сф + 1000 всп ^-"всп/ т ^-"всп^т ^
А
(13)
вв
+(вгэу + вгэу
ст пяк ч .^.ф + вгэу ч * ст
А
где А - продолжительность похода, сут.; L - число пройденных миль за поход; QТ - норма расхода топлива, кг/миля; ВДВСП, ВКВСП, ВдаВСП - расход топлива за поход соответственно на вспомогательные двигатели, вспомогательные котлы, вспомогательные дизель-компрессоры, т; Вввгэу, Встгэу, ВЖГЭУ - расход топлива за поход соответственно на вводы и выводы ГЭУ, на стоянку с главными прогретыми машинами, на стоянку с главным дежурным котлом, т; СФТ, СДТ - стоимость 1 т соответственно мазута флотского и дизельного топлива, руб.
Если не задано число пройденных за поход миль, эта величина может быть определена по выражению
L=А*24*КХVСР, (14)
где КХ - коэффициент ходового времени за поход; УсР - средняя скорость за поход, уз.
Суммарный расход топлива за поход на работу вспомогательных двигателей, котлов и механизмов определяется по формулам:
вд _ А * 24 * КхКГХВвсп всп 1000 ,
^к _ а * 24 * кхквкввсп всп 1000 , л * 24 * К кдк Вдк
^дк _ А 24 кхквспввсп всп 1000
(15)
(16)
(17)
где КГХ, КВСПК, КВСПДК - коэффициенты использования на ходу соответственно генераторов, вспо-
пд
могательных котлов, дизель-генераторов; Ввсп ,
—к —дк
Ввсп , Ввсп - усредненная норма расхода топлива на вспомогательные двигатели, вспомогательные котлы, дизель-компрессоры, кг/ч.
Для расчета значений величин Вввгэу, Встгэу, ВЖГЭУ используются следующие зависимости:
•>вв лгвв
(18)
Овв N
пВВ _ нгэу^'гэу вгэу _ '
1000
ст _ а *24 * кх&эу
ос!
вгэу _
1000
£ЯК = А *(1 ~КХ) * ^?1ЯКУ ГЭУ 1000
(19)
(20)
вв ст як
где Q гэу, ^ гэу, Q гэу - нормы расхода топлива соответственно на один ввод и вывод ГЭУ, на 1 час стоянки с главными прогретыми машинами, на одни сутки якорной стоянки с главным дежурным котлом; Л®ВГЭУ - число вводов и выводов ГЭУ за поход. Расчет среднесуточной стоимости топлива и смазочных масел с другими типами энергетических установок производится с учетом их специфики.
Таким образом, для расчета среднесуточной стоимости топлива и смазочных масел для надводного корабля в море необходимо разработать отдельные программные модули для каждого типа ГЭУ.
Прогнозный расчет среднесуточной и среднегодовой стоимости заводских ремонтов и плановых замен оборудования
Алгоритм расчета среднесуточной стоимости заводских ремонтов и плановых замен оборудования приведен на рисунке 2.
^Получение
исходных данных
Вычисление средней суммарной трудоемкости
х
3"
Вычисление среднесуточной стоимости заводских ремонтов и плановых замен
^(^Формирование результата^)
Рис. 2
Среднесуточная стоимость заводских ремонтов и плановых замен может быть определена как доля стоимости ремонтов за полный назначенный срок службы по формуле 1 ^
-£СснЯЗР, , (21)
с =
сзр
365Т
сл 1=1
где Тсл - полный назначенный срок службы; N -количество больших циклов за период Тсл; Ссн -стоимость нормо-часа работ по восстановлению готовности, руб./н-ч; НЗР/ - средняя среднесуточная трудоемкость ремонтов и плановых замен за /-й большой цикл, тыс. н-ч.
Средняя суммарная трудоемкость заводских ремонтов и плановых замен за /-й большой цикл вычисляется по формуле
и —л(\-3^\{тт 0,444 ту 0,575
Нзр/=10 ТЦ М Дст а/ КОН , х
-0,65
хтмпр сcтoир,
(22)
где Тц - продолжительность большого цикла; М -статистический показатель трудоемкости ремонта, н-ч/год; Дст - стандартное водоизмещение корабля, т; а; - коэффициент, характеризующий влияние возраста корабля на потребность в ремонте; ТМПР - продолжительность межремонтного периода, лет; Сстоир - коэффициент, характеризующий принятую систему технического обслуживания и ремонта.
Программный модуль для проведения данного типа расчета должен обеспечивать получение как среднесуточной стоимости ремонта корабля, так и среднегодовой (по (21) без деления на 365).
Расчет среднегодовой стоимости эксплуатации надводного корабля
Алгоритм расчета среднегодовой стоимости эксплуатации приведен на рисунке 3.
Устанавливается порядок оценки среднегодовой стоимости эксплуатации для циклического и эпизодического режимов использования кораблей.
Среднегодовую стоимость эксплуатации (Сэкс) надводного корабля при циклическом режиме использования вычисляют по формуле
сэкc=слcгoд+сcн+сгcм, (23)
где Слсгод - стоимость содержания личного состава, руб.; Ссн - стоимость снабжения корабля, руб.; СГСМ - стоимость ГСМ, руб.
Среднегодовую стоимость ГСМ при циклической модели использования корабля определяют по формуле
i
Сгсм = 8,76[Кон £т& + (1 - Кон )0от1 ]х
1=1 (24)
х(Ст + ¿масСмас10 ),
где I - число скоростных режимов в спектре скоростей, заданных в ТТЗ на проектирование, ед.; Кон - коэффициент оперативного напряжения; СТ, Смдс - стоимость тонны топлива и масла соответственно, руб./т; dМАC - норма расхода масла на тонну сожженного топлива, кг/т; т; - относительная продолжительность плавания на /-м скоростном режиме; Qi - расход топлива на /-й скорости хода, т/ч; QCТ/■ - норма расхода топлива на один час стоянки корабля в базе.
Расчет среднегодовой стоимости эксплуатации при циклическом режиме использования
(П
Получение исходных
данных
т
Расчет среднесуточной стоимости содержания личного состава
/ Расчет среднегодо-\вой стоимости ГСМ/
Расчет среднегодовой стоимости спецжидко- I стей и пластических Г смазок
Расчет среднегодовой стоимости снабжения корабля в море
/ Вычисление среднегодо- \ вой стоимости эксплуатации корабля
Передача результата
Расчет среднесуточной стоимости эксплуатации
при эпизодическом режиме использования
Получение исход ных данных
(Расчет среднегодовой стоимости эксплуатации корабля в море
Г
Расчет среднегодовой стоимости эксплуатации корабля в базе
/ Вычисление среднего- \ довой стоимости И эксплуатации корабля при эпизодическом режиме использования
^Передача результата^
Рис. 3
Расчет среднегодовой стоимости спецжидкостей и пластических смазок производится в соответствии с выражением (6) без деления на количество дней - 365.
Расчет среднегодовой стоимости снабжения корабля в море производится в соответствии с выражением (11) при условии, что параметр ТСш принят как периодичность снабжения по i-й норме в год.
Таким образом, для расчетов содержания личного состава, расхода спецжидкостей и пластических смазок, снабжения техническим и шкиперским имуществом должны применяться одни и те же программные модули, использующие входную и нормативно-справочную информацию, необходимую для расчета среднегодовой стоимости эксплуатации корабля при циклическом режиме использования.
Расчет среднегодовой стоимости эксплуатации при эпизодическом режиме использования основывается на разделах, где рассчитываются среднесуточные стоимости эксплуатации корабля в море и в базе.
Среднегодовую стоимость эксплуатации НК (Сэкс) вычисляют по формуле
Сэкс=Сб^б+См(365-^б), (25)
где СБ и СМ - среднесуточная стоимость эксплуатации корабля в базе и в море, руб.; N - количество суток, которые корабль будет находиться в базе.
Таким образом, автоматизированный прогнозный расчет стоимости эксплуатации кораблей может быть реализован достаточно небольшим набором программных модулей, обеспечивающих выполнение расчетов для различных режимов эксплуатации разных типов надводных кораблей. При этом правильность расчетов определяется наличием соответствующей нормативно-справочной ин-
формации и оперативными данными по техническому состоянию кораблей и данными по времени выполнения планируемых режимов эксплуатации в течение года.
План технического обеспечения готовности определяет перечень мероприятий по обеспечению этой готовности с распределением их по срокам в течение года. С учетом этого решается задача расчета стоимости эксплуатации корабля с распределением затрат по типам и исполнителям работ в течение года и определяется общая сумма необходимых средств. При необходимости как мероприятия плана, так и затраты оперативно корректируются с учетом изменившегося технического состояния корабля или корректировки плана его использования.
При ограничении имеющихся ресурсов определяется возможность обеспечения выполнения плана для конкретного корабля с учетом его технического состояния. Это позволяет выбрать корабль (или группу кораблей) для выполнения поставленных задач с учетом имеющихся ресурсов путем проведения ряда сравнительных расчетов.
Литература
1. Наставление по техническому обеспечению Военно-морского флота. Ч. 7. Техническое обеспечение кораблей. М.: Изд-во МО РФ, 1997.
2. Руководство на разработку программной продукции военного назначения. М.: Изд-во МО РФ, 2001.
References
1. Nastavlenie po tekhnicheskomu obespecheniyu Voenno-morskogo flota, part 7, Tekhnicheskoe obespechenie korabley [Instructions on Navy equipment support, part 7, Ships equipment support], Moscow, Publ. Ministry of Defence of the Russian Federation, 1997.
2. Rukovodstvo na razrabotku programmnoy produktsii voennogo naznacheniya [Guidance on development of military-oriented software products], Moscow, Publ. Ministry of Defence of the Russian Federation, 2001.
УДК 004.8
ПРИМЕНЕНИЕ ОНТОЛОГИЙ В ЗАДАЧАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОРАБЛЕЙ
И.В. Козырев, и.о. зав. лабораторией, аспирант (НИИ «<Центрпрограммсистем»>, просп. 50 лет Октября, 3а, г. Тверь, 1 70024, Россия.; Тверской государственный технический университет, наб. Аф. Никитина, 22, г. Тверь, 170026, Россия, [email protected])
В статье описываются возможности применения компьютерных онтологий на примере задач эксплуатации кораблей, приводятся примеры реализации онтологий по заданной тематике, а также рассматриваются приемлемые варианты исполнения базы знаний. Приводятся формальная модель онтологии и вариант декомпозиции онтологий по уровням, условно разделенным на уровень абстрактного описания, реализации и базы знаний. Описываются продукты для работы с онтологиями, такие как Protégé, а также некоторые его плагины. При реализации онтологий предлагается использовать продвигаемый консорциумом W3C язык описания онтологий OWL, который фактически является словарем, расширяющим набор терминов, определенных RDFS. Для пополнения содержимого онтологий может
