Тема 9. Системы массового обслуживания в сервисе

Общая характеристика массового обслуживания (СМО) и сервиса (СМС). Характеристика процессов в (СМО) и (СМС). Показатели систем массового обслуживания и сервиса. Основные законы функционирования и методы оптимизации СМО. Сервис с одним элементом обслуживания и неограниченной очередью. Сервис с одним элементом обслуживания и ограниченной очередью. СМО с другими распределениями интервала прибытия и времени обслуживания.

Литература: [14-16]. Компетенции: ОК-14,ПК-10,ПК-18,ПК-15

Методические указания

В рамках данной темы нужно уяснить сущность теории массового обслуживания - как раздела теории вероятностей, который изучает потоки требований на обслуживание, поступающих в систему массового обслуживания, длительности ожидания, длины очередей и другие характеристики, определяемые потоком требований, зависимость этих характеристик от правил обслуживания. Системой массового обслуживания (СМО) называется любая система, предназначенная для обслуживания какого-либо потока заявок. Примерами систем массового обслуживания могут служить:

• посты технического обслуживания автомобилей;
• посты ремонта автомобилей;
• персональные компьютеры, обслуживающие поступающие заявки или требования на решение тех или иных задач;
• станции технического обслуживания автомобилей;
• аудиторские фирмы;
• отделы налоговых инспекций, занимающиеся приемкой и проверкой текущей отчетности предприятий;
• телефонные станции и т. д.

Основной задачей теории СМО является изучение режима функционирования обслуживающей системы и исследование явлений, возникающих в процессе обслуживания. В большинстве случаев все параметры, описывающие системы массового обслуживания, являются случайными величинами или функциями, поэтому эти системы относятся к стохастическим системам.

По составу СМО бывают одноканальными (с одним обслуживающим устройством) и многоканальными (с большим числом обслуживающих устройств). Многоканальные системы могут состоять из обслуживающих устройств как одинаковой, так и разной производительности. По времени пребывания требований в очереди до начала обслуживания системы делятся на три группы:

• с ожиданием,
• с отказами,
• смешанного типа.

На практических занятиях нужно получить навыки методики расчета перечисленных разновидностей СМО.

Вопросы для самопроверки:

1. Общая характеристика массового обслуживания (СМО) и сервиса (СМС).

2. Показатели систем массового обслуживания и сервиса.

3. Основные законы функционирования и методы оптимизации СМО.

4. Сервис с одним элементом обслуживания и неограниченной очередью.

5. Сервис с одним элементом обслуживания и ограниченной очередью.

4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

4.1.    Рекомендуемая литература

а) основная литература

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учебник. – М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. – 640 с.

2. Байков Б.А. Атлас конструкций узлов и деталей машин: Учебное пособие. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 384 с.

3. Гаркунов Д.Н. Триботехника. – М.:МСХА. - 632 с.

4. Динамика механизмов / Под ред. А.Г. Головина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 192 с.

5. Дитрих Я. Проектрирование и конструирование. Системный подход. Пер. с польск. – М.: Мир, 1981. – 456 с.

6. Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика. – М.: Машиностроение, 1985. - 576 с.

7. Милосердин Ю.В. и др. Расчет и конструирование механизмов, приборов и установок: Учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1985. - 408 с.

8. Нордин В.В. Практические методы повышения качества управления в транспортной и сервисной отраслях: учеб.-практическое пособие.- Калининград: изд-во РГУ им. И.Канта, 2010.-212с.

9. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. – СПб.: Машиностроение, 2010. – 272 с.

10. Решетов Д.Н. и др. Надежность машин: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1988. – 238 с.

11. Теория механизмов и машин / Под. ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. шк., 1987. - 424 с.

 

б) дополнительная литература

12. Заплетохин В.А. Конструирование соединений деталей в приборостроении: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1985, - 224 с.

13. Орлов П.И. Основы конструирования. Т.1. – М.: Машиностроение, 1988. – 560 с.

14. Румянцева З.П. Общее управление организацией: учебник. / З.П. Румянцева - М.: ИНФРА-М, 2013.- 304с.

15. Советов В.М., Артюшенко В.М. Основы функционирования систем сервиса: учебное пособие. / В.М. Советов, В.М. Артюшенко. - М.: АЛЬФА-М, 2010.-618 с.

16. Староселец В.Г. Основы функционирования систем сервиса: текст лекций. / В.Г. Староселец. СПб.: университет ГА, 2010.-126с.

17. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. – М.: Машиностроение, 1986. – 224 с.

4.2.Средства обеспечения освоения дисциплины

4.2.1.Методические указания и материалы по видам дисциплины:

 рекомендуемая литература и научно-производственные журналы, сайты из интернета;

4.2.2. Информационно-программные средства не предусмотрены.     

 

ГЛОССАРИЙ

Авария – 1) опасное происшествие в технической системе, на промышленном объекте или на транспорте, создающее угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению производственных помещений, сооружений, серьезному повреждению или уничтожению оборудования, механизмов, транспортных средств, сырья и готовой продукции, к нарушению производственного процесса и нанесению ущерба окружающей природной среде; 2) событие, заключающееся в переходе объекта с одного уровня работоспособности или относительного уровня функционирования на другой, существенно более низкий, с крупным нарушением режима работы объекта.

Аварийная ситуация - состояние технической системы, объекта, характеризующееся нарушением пределов и (или) условий безопасной эксплуатации и не перешедшее в аварию.

Агрегат - унифицированный узел машины (напр., двигатель, коробка передач автомобиля), выполняющий определенные функции.

Агрегатирование - создание машин путем сочетания унифицированных агрегатов, представляющих собой автономные узлы, устанавливаемые в различном числе и комбинациях на общей станине.

Анализ риска - процесс выявления (идентификации) и оценки опасностей для отдельных лиц, групп населения, объектов, окружающей природной среды и других объектов рассмотрения.

 

Безопасная эксплуатация - соблюдение установленных проектом минимальных условий по количеству, характеристикам, состоянию работоспособности и регламенту технического обслуживания систем или элементов (важных для безопасности), при которых обеспечивается соблюдение пределов безопасной эксплуатации и (или) критериев безопасности.

Безопасность – свойство объекта не допускать выхода в область возможного нахождения производственного персонала и/или населения поражающих для их жизни и здоровья факторов, а также факторов, наносящих ущерб окружающей среде сверх установленных норм.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

 

Вероятность безотказной работы P(t) есть вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает. Статистически вероятность безотказной работы можно определить отношением числа объектов, безотказно проработавших до момента времени t, к числу объектов, работоспособных в начальный момент времени.

Вибрация – процесс, при котором происходят непрерывные или установившиеся колебания, вызванные длительным временем воздействия.

Виброзащита – совокупность методов и средств для уменьшения вредного воздействия вибрации на человека. К таким методам относятся методы виброгашения, вибропоглощения, виброизоляции.

Виброустойчивость – способность детали работать в заданном режиме движения без недопустимых колебаний.

Внезапный отказ системы, элементов - отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких основных параметров. 

Восстанавливаемый объект — это объект, работоспособность которого в случае возникновения отказа подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Входной параметр – качественная мера воздействия на систему из вне.

Выходной параметр – качественная мера внешнего проявления (реакции) свойств системы.

Выборочное наблюдение - разновидность не сплошного наблюдения, при котором статистическому обследованию подвергается часть единиц изучаемой генеральной совокупности, отобранных случайным образом.

 

Гибкость – возможность приспосабливаться к изменениям внешней среды с улучшением выпускаемой продукции. Обеспечивается свойствами элементов системы и внутрисистемными резервами.

Дерево целей - ДЦ – структурированная, построенная по иерархическому принципу (распределенная по уровням, ранжированная) совокупность целей экономической системы.

Дефект - любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым.

Диагностика технического состояния – отрасль науки, изучающая и устанавливающая признаки неисправного состояния, методы, принципы и оборудование при помощи которых даётся заключение о техническом состоянии системы без разборки и прогнозирование ресурса её исправной работы.

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

 

Заданная наработка - наработка, в течение которой объект должен безотказно работать для выполнения своих функций.

Закон первопричинности процессов в природе: для осуществления какого-либо процесса необходимо создать разность соответствующих потенциалов.

Закон сохранения и превращения энергии: энергия не может исчезать и прибывать, а может лишь по определенным законам преобразовываться в её различные формы.

Закон сохранения массы вещества: при всех преобразованиях количество данного вещества остаётся неизменным.

Значение параметра - количественная мера параметра.

Зубчатая передача - механизм, передающий движение от одного вала к другому благодаря зацеплению зубьев и предназначенный для передачи вращения с изменением угловых скоростей и моментов или для преобразования одного вида движения в другой.

 

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.

 

Износостойкость – способность детали сопротивляться истиранию по поверхности силового контакта с другими деталями. Повышенный износ приводит к изменению формы детали, физико-механических свойств поверхностного слоя.

  Интенсивность потока событий () – это среднее число событий, приходящееся на единицу времени.

Интенсивность отказов - есть условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени, при условии, что до этого момента отказ не возник.

Исправное состояние (исправность) — это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией (НТД).

 

Качество - совокупность свойств, определяющих степень пригодности машины к выполнению заданных функций при использовании ее по назначению. К основным свойствам, определяющим качество машины, относятся:

• грузоподъемность;
• топливная экономичность;
• надежность;
• производительность;
• маневренность;
• динамичность;
• комфортабельность и др.

Качество услуги – совокупность характеристик услуги, определяющих ее способность удовлетворять реальные или предполагаемые потребности потребителя.

Классификация отказов:

• внезапный — характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров объекта;
• постепенный — характеризуется постепенным изменением одного или нескольких заданных параметров объекта;
• независимый — отказ элемента объекта, не обусловленный повреждением или отказами других элементов объекта;
• зависимый — отказ элемента объекта, обусловленный повреждением или отказами другого элемента объекта;
• сбой — самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременному нарушению работоспособности;
• перемежающийся отказ — многократно возникающий сбой одного и того же характера;
• конструкционный — возникающий в результате нарушения установленных правил и норм конструирования;
• производственный — возникающий в результате нарушения установленного процесса изготовления или ремонта объекта;
• эксплуатационный — возникающий в результате нарушения установленных правил и условий эксплуатации объекта;
• систематический — многократно повторяющийся, обусловленный дефектами конструкции объекта, нарушением процесса его изготовления, низким качеством используемых материалов и др.;
• частичный — после его возникновения объект может быть использован по назначению, но с меньшей эффективностью;
• полный — после его возникновения объект не может быть использован по назначению.

Контроль технического состояния - проверка соответствия значений параметра объекта требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени.

Критерий эффективности – правило, с помощью которого, используя показатель эффективности, принимают решение о варианте системы.

 

Метод изменения линейных размеров - получение различ­ной производительности машин и агрегатов посредством изменения их длины при сохранении формы попе­речного сечения.

Метод компаундирования - параллельное соединение машин или агрегатов с целью увеличения общей мощности или производительности установки.

Метод конвертирования - базовую ма­шину или основные ее элементы используют для создания агрегатов различного назначе­ния, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу.

Метод секционирования заключается в раз­делении машины на одинаковые секции и образовании производных машин набором унифицированных секций.

 

Надежность — свойство объекта сохранять в течение определенного времени (или наработки) в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции при заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать:

• безотказность;
• долговечность;
• ремонтопригодность;
• сохраняемость.

Наработка - продолжительность или объем работы объекта.

Наработка на отказ - отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Статистически наработка на отказ определяется отношением суммарной наработки восстанавливаемых объектов к суммарному числу отказов этих объектов.

Невосстанавливаемый объект — это объект, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Неисправное состояние (неисправность) — состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных НТД.

Необнаруженный отказ - отказ системы (элемента), который не проявляется в момент своего возникновения при нормальной эксплуатации и не выявляется предусмотренными средствами контроля в соответствии с регламентом техобслуживания и проверок.

Неработоспособное состояние (неработоспособность)— состояние объекта, при котором значение хотя бы одного заданного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, установленным НТД.

Неремонтируемый объект — это объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения не подлежит восстановлению.

Номинальное значение параметра – 1) показатель с нулевым отклонением, установленной нормативно-технической документацией; 2) величина, характеризующая устойчивое функционирование транспортного средства (системы, агрегата, узла) в основном рабочем режиме.

Нормативно-техническое значение параметра - величина, установленная государственной, отраслевой, ведомственной нормативно-технической документацией (ГОСТами, ОСТами, правилами и т. д.).

 

Объект - предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, исследований и испытаний на надежность. Объектами могут быть изделия, системы и их элементы, в частности, сооружения, установки, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Объем выборки - число единиц статистического наблюдения, образующих выборочную совокупность.

Окружающая среда - все объекты и условия, в которых протекает и с которыми связана жизнь и деятельность человека.

Отказ — 1) событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта; 2) событие, после которого функционирование изделия прекращается или хотя бы один из эксплуатационных параметров выходит за границы допуска. Признаки (критерии) отказов должны устанавливаться в НТД. Отказ является более узким понятием, чем повреждение.

Оценка риска - процесс, используемый для определения степени риска анализируемой опасности для здоровья человека, имущества или окружающей среды. Оценка риска включает анализ частоты, анализ последствий и их сочетание; идентификация опасности и возможных ее источников, исследование механизма их возникновения, оценка вероятности возникновения идентифицированных опасных событий и их последствий, а также суммирование вероятностей возникновения опасности и ее последствий для всех возможных вариантов развития ситуации.

 

Параметр - величина, характеризующая к.-л. свойство системы, элемента, явления, процесса (напр., время срабатывания тормозной системы транспортного средства).

Параметр потоков отказов -  есть плотность вероятности возникновения отказов восстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени.

Передаточное число передачи - отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена.

Планирование эксперимента (англ. experimental design techniques) — комплекс мероприятий, направленных на эффективную постановку опытов.

Плотность вероятности отказа в момент t — предел отношения вероятности отказа в интервале времени от t до к величине интервала при . Физический смысл плотности вероятности отказа — это вероятность отказа в достаточно малую единицу времени.

Повреждение — 1) событие, заключающееся в нарушении исправности объекта при сохранении его работоспособности; 2) событие, заключающееся в нарушении исправности объекта или его составных частей вследствие влияния внешних воздействий, превышающих уровни, установленные в НТД на объект. Повреждение может быть существенным и являться причиной нарушения работоспособности и несущественным, при котором работоспособность объекта сохраняется.

Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения и работающие на основе трения качения.

Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, работающие при относительном скольжении поверхности цапфы по поверхности подшипника, разделенных слоем смазки.

Показатель эффективности – мера, с помощью которой измеряется свойство системы, проявляющееся при ее функционировании для достижения определенной цели.

Полный отказ - отказ, обусловливающий невозможность использования объекта по назначению до восстановления его работоспособности (напр., разгерметизация тормозной системы транспортного средства).

Постепенный отказ - отказ, характеризующийся постепенным изменением одного или нескольких параметров транспортных средств (систем, элементов) (напр., попадание воздуха в гидравлическую систему тормозов).

  Потребительское свойство - объективная особенность продукции удовлетворять определенные потребности пользователей в соответствии с ее назначением, которая закладывается при создании продукции и проявляется непосредственно в процессах потребления или эксплуатации, а также при ее хранении. Конкретный перечень потребительских свойств называется номенклатурой.

Предельное значение параметра - предельная качественная мера, при которой дальнейшая эксплуатация транспортного средства (системы, агрегата, узла) недопустима либо нецелесообразна.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению должно быть прекращено из-за неустранимого нарушения требований безопасности или неустранимого отклонения заданных параметров за установленные пределы, недопустимого увеличения эксплуатационных расходов или необходимости проведения капитального ремонта. Признаки (критерии) предельного состояния устанавливаются НТД на данный объект.

Принципы - это исходные положения, на основе которых осуществляется построение, функционирование и развитие производственного процесса.

Прогнозирование технического состояния - определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени.

Производственная система (ПС) - особый класс систем, состоящий из трудящихся, предметов и орудий труда и других элементов, необходимых для функционирования системы, в процессе чего создается продукция или оказываются услуги.

Производственный цикл - это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходит все операции производственного процесса или определенной его части и превращается в готовую продукцию (или в готовую ее часть).

Прочность – способность детали сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок.

 

Работоспособное состояние - состояние объекта (субъекта), при котором значения параметров, характеризующих способность объекта (субъекта) выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Различают Р. с. транспортного средства, дорожного покрытия, водителя и др.

Результативность – способность эффективно (в нужном объеме и нужного качества) создавать продукцию обеспечивается организацией ПС.

Ремонтируемый объект — это объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения подлежит восстановлению.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Риск или степень риска - это сочетание частоты (или вероятности) и последствий определенного опасного события. Понятие риска всегда включает два элемента: частоту, с которой осуществляется опасное событие, и последствия этого события; реализации опасностей определенного класса. Риск может быть определен как частота (размерность - обратное время) или как вероятность возникновения одного события при наступлении другого события.

Риск технический - комплексный показатель надежности элементов техносферы, который выражает вероятность возникновения аварии или катастрофы при эксплуатации машин, механизмов, реализации технологических процессов, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

 

Система массового обслуживания (СМО) - любая система, предназначенная для обслуживания какого-либо потока заявок.

Сохраняемость —свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Статистически средняя наработка до отказа определяется отношением суммы наработки испытуемых объектов до отказа к числу наблюдаемых объектов, если они все отказали за время испытаний.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после капитального или среднего ремонта до наступления предельного состояния.

Статистическое наблюдение - научно-организованный сбор статистических данных о рыночной стоимости в отношении объекта оценки.

 

Теория массового обслуживания - это раздел теории вероятностей, который изучает потоки требований на обслуживание, поступающих в систему массового обслуживания, длительности ожидания, длины очередей и другие характеристики, определяемые потоком требований, зависимость этих характеристик от правил обслуживания.

Теплота – форма энергии, проявляющаяся в интенсивности теплового движения молекул и атомов вещества.

Теплостойкость – способность детали сохранять свои расчетные параметры (геометрические размеры и прочностные характеристики) в условиях повышенных температур.

Термодинамика – наука о соотношении между теплотой и работой, о свойствах рассматриваемого объекта и параметрах состояния.

Техническая характеристика представляет собой совокупность технических свойств и их показателей, характеризующих применяемость, технологические возможности и производственные потребности изделия.

Технические параметры - величины (данные), избираемые экспертом для проведения исследования и решения поставленных перед ним вопросов.

Технический ресурс - наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния.

Техническое состояние объекта – 1) состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект; 2) совокупность свойств системы (объекта), подверженных изменениям в процессе ее производства или эксплуатации.

Технологичность конструкции изделия — это совокупность ее свойств, проявляемых в возможности опти­мальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготов­лении, эксплуатации и ремонте.

Технология - совокупность приемов и методов обработки в производственных процессах; способ производства и (или) переработки продукции в совокупности с приборно-аппаратным оформлением.

 

Удельная прочность — отношение предела прочности к плотности, характеризует прочность при одинаковом весе конструкции — чем выше, тем конструкция легче при одинаковой прочности.

Узел - часть машины, механизма, установки и т. п., состоящая из нескольких более простых деталей (элементов).

Унифицированные ряды - образование ряда произвольных машин различной мощности или производительности путем изменения числа главных рабочих органов и их применения в различных сочетаниях.

Унификация - много­кратное применение в конструкции одних и тех же элементов, что способствует сокраще­нию номенклатуры деталей и уменьшению стоимости изготовления, упрощению эксплуа­тации и ремонта машин.

Управляемость – допустимость временного изменения процесса функционирования в желательном направлении под влиянием управляющих воздействий. Обеспечивается внутрисистемными резервами и расчленением системы на независимые подсистемы, а также ограничениями размеров системы.

Уровень качества продукции – относительная характеристика ее качества, основанная на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции с базовыми значениями соответствующих показателей.

 

  Фрикционная передача – механизм, в котором движение от ведущего к ведомому звену передается трением при непосредственном контакте или через промежуточные элементы.

 

Частичный отказ - отказ, при котором использование объекта по назначению возможно, хотя значения одного или нескольких его основных параметров находятся за пределами допустимого.

 

Эксперт по оценке – физическое лицо, имеющее в соответствии с законодательством РФ документы о получении им профессиональных знаний в области оценки соответствующих объектов и непосредственно выполняющее работы этого вида.

Экспертиза - 1) анализ, исследование, проводимое экспертом, экспертной комиссией. Экспертиза завершается выпуском акта, заключения, в некоторых случаях — сертификата качества, соответствия; 2) проверка подлинности денежных знаков, ценных бумаг, документов и т.п.; 3) проверка качества товаров, работ, услуг.

Эксплуатация - деятельность, направленная на достижение безопасным образом цели, для которой было построено промышленное предприятие, включая техническое обслуживание, инспектирование во время эксплуатации и другую связанную с этим деятельность.

 Эффективность – свойство объекта обеспечивать на заданном интервале времени эксплуатации, целевую отдачу не ниже заданного уровня.