Коэффициент готовности — это вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.

Средняя наработка на отказ — это отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.

При оценке надежности законченных систем необходимо четко определить термин «отказ». Для инженерно-технических работников он означает любое явление, которое требует вмешательства обслуживающего персонала склада. Протоколирование неисправностей, как правило, осуществляют на этой основе.

При расчете надежности под отказом понимается событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Например, система управления складом (или краном-штабелером) может иметь резервные блоки. При выходе из строя одного блока управление осуществляется от резервного. Для устранения неисправностей одного блока необходимо вмешательство обслуживающего персонала, однако система функционирует бесперебойно и в этом случае надежность системы не снижается.

Именно этот подход к надежности логических систем вообще и складских систем в частности определяет выбор конкретных конструктивных и проектных решений. В зависимости от требований к надежности той или иной складской системы предусматривается резервирование отдельных участков или элементов, создание буферных участков.

Под буфером можно понимать различные элементы и участки складской системы как в транспортно-распреде-лительном потоке перемещения грузов, так и в потоке переработки информации в системе управления.

Так, при развязке системы с помощью буфера перед входным звеном системы включается буфер, и пользователь может обслуживаться из него в случае отказа основной системы. Максимальную производительность системы необходимо несколько увеличить, чтобы после устранения неисправности буфер мог заполняться информацией, несмотря на дальнейшую нормальную эксплуатацию системы.

Емкость буфера должна быть больше израсходованного количества информации при средней продолжительности устранения неисправности, чтобы за этот период могло обеспечиваться бесперебойное снабжение пользователей из этого буфера. Кроме того, система должна иметь резервную мощность (вместимость), достаточную для заполнения буфера между двумя неисправностями.

В качестве другого примера буфера, установленного в транспортно-распределительной системе, можно рассматривать участок линии, на котором накапливаются грузовые пакеты. При неисправности предыдущих элементов линии (роликовых конвейеров, подъемников и т. д.) грузы к кранам-штабелерам могут некоторое время подаваться бесперебойно.

Теоретически буферы могут компенсировать до 50 % неисправностей. Практически их эффективность выше, так как емкость буфера часто необходимо использовать только до окончания выполнения рабочего задания. Дальнейшее устранение неисправности и пополнение запаса буфера совпадают со временем производственного простоя (перерыв между сменами, обеденный перерыв, перерыв в поступлении грузов и т. п.), когда вообще могут выполнять все работы по ремонту установок.

При математической оценке допускается только два пути повышения надежности (коэффициента готовности) какой-либо системы:
— использование элементов с более высоким коэффициентом готовности;
— резервирование элементов.

На практике применяют и другие мероприятия, позволяющие защитить складские системы от последствий отказов. Они могут быть экономичнее, чем использование надежных элементов и их резервирование. Однако для правильного выбора мероприятий требуется серьезная проработка и экономическая оценка альтернативных вариантов.

Очень эффективны для повышения надежности складских систем организационные мероприятия.

На складах со строго определенным размещением грузов выход из строя одного из кранов-штабелеров приводит к потере возможности доступа ко всем видам грузов, размещенных в стеллажах, обслуживаемых данным краном-штабелером.

Если, напротив, размещение грузов на складе производится по принципу свободного выбора ячеек и при этом обращается внимание на то, чтобы данный вид груза размещался на разных стеллажах, система фактически становится резервированной. Нарушение порядка в одном из проходов между стеллажами не может привести к тому, что определенный вид груза становится недоступным .

Для повышения надежности необходимо прогнозировать отказы системы. Это хотя и не позволяет полностью исключить неисправности, но приводит к значительному сокращению продолжительности простоев. При анализе времени, затраченного на устранение неисправностей, установлено, что значительная доля времени простоев объясняется поиском причины неисправности и методов ее устранения. Поэтому включение в системы управления механизмов диагностических программ существенно снижает время простоя и повышает надежность систем.

Квалифицированно составленное руководство по эксплуатации системы позволяет повысить ее надежность. При включении в руководство разделов по обнаружению неисправностей и методам их устранения обслуживающий персонал в состоянии сократить время простоев.

Мероприятия по повышению надежности складской системы, выполняемые потребителем, следующие: тщательное ознакомление обслуживающего персонала с инструкцией поставщика; проведение упражнений по устранению «аварийных ситуаций», при которых персонал «проигрывает», каким образом можно переместить на требуемое место грузы, ошибочно помещенные в другое место, и исправляет соответствующие документы, а в случаях отказа системы проводит устранение неисправностей и отгрузку продукции; организация ремонтных служб и приобретение запасных частей.

Количественная оценка надежности складского оборудования отражена в рекомендациях союза немецких инженеров, которыми регламентированы методы экспериментальной и статистической оценки надежности и даны методы их расчета.

Интересен результат анализа надежности автоматизированных складов, проведенный журналом «Ма1епа1-Иизз», изучившим статическую отчетность работы 25 складов. Установлено, что средний коэффициент готовности для складов в целом составил 0,78 (отклонение 11%); без учета отказов вспомогательных погрузочных средств —-0,85 (отклонение 16%); основного оборудования складов, включая системы управления—0,92 (отклонение 6%); системы управления складом — 97,8 при наработке на отказ 180 ч, а систем управления (включая электроприводы) кранов-штабелеров — 0,96—0,98 % при наработке на отказ до 50 ч.

Распределение отказов по зонам складов составило: идентификационный пункт с устройством контроля габаритов и массы пакетов—42%; транспортно-распределительная (грузораспределительная) система — 18%; стеллажные краны-штабелеры — 40%.

Распределение отказов по элементам складов: грузовой пакет — 66% (из них повреждения тары 35%, повреждения грузов 35%); механические— 15%; электрические и электронные — 20%. Наконец, распределение отказов без учета отбракованных пакетов для грузовых пакетов составило 39%; элементов электрических и электронных — 35%; механических — 26%.

Из этих данных следует, что несмотря на относительно высокую готовность механизмов и систем управления, готовность складов в целом значительно снижается ввиду большого числа дефектов грузовых пакетов.