Justification of the warning replacement of the elements of technical means of customs control

Cover Page

Abstract


The effectiveness of customs control of goods transported across the customs border to a significant extent depends on the reliability of the technical means of customs control. The reliability of their functioning is ensured by the timeliness of preventive replacements of the elements of these means. The random nature of the failures of these elements and their relatively high cost make it necessary to thoroughly justify the terms of preventive replacements. The justification of the terms of replacements presupposes the existence of an appropriate scientific methodological apparatus. The development of this apparatus is the goal of this article. The scientific and methodological provisions developed in the article will make it possible to reasonably determine the replacement times and the composition of the replaced elements of the technical means of customs control. Their use will reduce the cost of maintaining the technical means of customs control in working condition. At the stage of creating the technical means of customs control, it will improve the quality of the operational documentation, and in the course of their operation, based on the collection and processing of relevant statistical data, will allow for a reasonable correction of the replacement time.


Ускорение проведения таможенных операций при сохранении высокой эффективности выполнения предусмотренных таможенным кодексом Евразийского экономического союза мероприятий защиты национальной безопасности, здоровья и жизни граждан, а также охраны окружающей среды существенным образом зависит от рациональной организации обслуживания и ремонта технических средств таможенного контроля (ТС ТК) (Анисимов и др., 2015; Афонин, Кондрашова, Мютте, 2012; Афонин, Денисова, Мютте, 2012). Важная роль в этом процессе отводится предупредительным заменам функциональных элементов (узлов, блоков, устройств), которые могут быть как плановыми, так и неплановыми - вызванными текущим состоянием заменяемого элемента. Цель предупредительной замены i-го элемента - снизить параметр ωi потока его отказов и, следовательно, сократить число ремонтов и время неготовности объектов из-за отказов. Замене должны подлежать работоспособные элементы, параметр потока отказов которых заметно возрос или начинает возрастать (Анисимов и др., 2014; Астанков, Симонова, Черных, 2015). В интервале времени 0-tоi (рис. 1) заменять i-й элемент на новый нецелесообразно, так как выигрыша в уменьшении числа отказов это не дает. По истечении времени t0i замена может дать выигрыш в уменьшении показателя ω: в результате замены сохраняется (в интервале времени tзi) значение этого показателя ( wi ≈w0i ), а без замены величина wi существенно возрастает, и спустя время tзi (отсчитывает с момента tоi) достигает значения w1i . wi w1i w0i tзi 0 t t0i t1i Рис. 1. Пояснение целесообразности предупредительных замен элементов [Figure 1. The explanation of the advisability of preventive replacement of elements] Выигрыш в уменьшении wi является необходимым, но еще недостаточным условием целесообразности предупредительных замен элементов. Действительно, увеличение wi после момента tоi не означает, что необходимо сразу же заменять i-й элемент. Это объясняет следующим: 1. замена элемента требует затрат: сзi = сi - соi + ср.зi , (1) где сi - стоимость нового i-го элемента; соi - стоимость заменяемого i-го элемента; ср.зi - стоимость работ по замене i-го элемента; 2. замена приводит к уменьшению числа отказов элемента, а следовательно, и объекта после замены; это означает, что уменьшается стоимость потерь из-за отказов. Таким образом, замена элемента в момент времени tоi не позволит компенсировать затраты сзi уменьшением стоимости потерь из-за отказов (так как для этого требуется некоторое время tзi > 0). Определить tзi можно на основании равенства о ( ) ( ) Сi tоi , t1i = Ci tзi , (2) где i оi Со (t , t1i ) · суммарные затраты, вызванные отказами i-го элемента на интервале времени t1i - tоi = tзi без его замены (на этом интервале времени wi = f (t) ); Сi(tзi) - суммарные затраты, вызванные отказами i-го элемента на интервале времени tзi, если бы его замена была произведена в момент tоi, при этом wi = const на интервале tоi ÷ t1i . Для решения задачи отыскания tзi (а следовательно, Тзi = tоi + tзi, как показано на рис. 2) требуется иметь статистические данные, позволяющие определять tоi, wоi и прогнозировать значения wi (t) по истечении времени tоi. wi w1i w0i Tзi tзi Tзi 0 t0i t1i t2i t Рис. 2. Назначение предупредительных замен элементов [Figure 2. The purpose of the preventive replacement of elements] При определении значения tзi следует в первую очередь учитывать особенности структуры объекта, в состав которого входит i-й элемент, условия его эксплуатации, периодичность контроля его работоспособности, задачи, решаемые объектом (Анисимов и др., 2016; Афонин, Афонин, Шележонкова, 2016; Казакова, Астанков, Черных, 2015). Так, если в сложной технической системе имеется несколько одинаковых функциональных элементов, выполняющих одни и те же функции, то при определении параметра wi следует учитывать не один, а все элементы i-го типа. Аналогично, если в сложной большой системе имеется несколько объектов, выполняющих одинаковые функции и содержащих рассматриваемые элементы i-го типа, то необходимо также при определении wi учитывать количество таких объектов. Рассмотрим более подробно факторы и показатели, учитываемые при оценке целесообразности предупредительных замен элементов в ТС ТК на примере проведения первой замены, так как далее процесс повторяется. Наиболее типичным комплексом факторов, характеризующих условия целесообразности предупредительных замен элементов, является следующий (Авдеев и др., 2001; Анисимов и др., 2016): - при поступлении заявки на применение ТС ТК и обнаружении отказа i-го элемента допустимого времени восстановления работоспособности недостаточно для выполнения работ методом замены элемента (tвi > tв доп); o отказы ТС ТК обнаруживаются только при контроле ее работоспособности через плановый межпроверочный интервал времени Т или неплановый интервал времени J с момента окончания плановой проверки до момента поступления заявки на подготовку и применение ТС ТК (рис. 3); o плановые замены организационно совмещаются с техническими обслуживаниями и плановыми проверками работоспособности ТС ТК. T T T tн.о.i tзi J tзi Рис. 3. Временная диаграмма контроля работоспособности и предупредительных замен элементов: o - момент отказа i-го элемента; tн.oi - длительность нахождения ТС ТК в состоянии необнаруженного отказа [Figure 3. The timing diagram of health monitoring and preventive replacement of elements: § - the moment of failure of the i-th element, tн.oi - the duration of the TC TC in the state of undetected failure] В соответствии с рис. 3 интервал времени tзi содержит nTi t = зi T (3) межпроверочных интервалов времени Т. Если вероятность отказа ТС ТК из-за отказа i-го элемента на интервале Т - Qi(T), то среднее число интервалов Т с отказами составит n = Q T tзi . (4) потк.i = Qi (T )⋅nTi или отк.i i ( ) T Заметим, что выражение (3) соответствует случаю, когда замена элемента производится в момент времени tоi. Для случая замены элемента по истечении времени Тзi = toi + tзi для интервала tзi будем иметь no = Qo (T ) tзi , (5) где o ( ) ( ) отк.i i T Qi T > Qi T . На основании выражений (3)-(5) можно определить вероятность попадания заявки на интервал времени Т с отказом i-го элемента: РZi n = отк.i nTi или PZi = Qi (T ), (6) o o PZi = Qi (T ). (7) Следует отметить, что предлагаемый способ определения значений nотк.i и РZi не связан с ограничениями величин Т и wi и в целом проще, чем изложенный в (Анисимов и др., 2004; Балясников, Ведерников и др., 2015; Анисимов и др., 2011). Так как в случае замены i-го элемента в момент toi параметр потока его отказов на интервале времени tзi постоянен, то для определения Qi(T) можно использовать экспоненциальный закон распределения времени безотказной работы: Qi (T ) = 1- e -woiT . (8) В случае отсутствия предупредительной замены i-го элемента в момент toi параметр wi (t)≠ const , эта формула также может быть использована путем введения вместо ωi усредненного значения wср.i ≈(woi + w1i )/2 . Тогда o ( ) 1 -wср.iT Qi T = - e . (9) Теперь для определения tзi необходимо конкретизировать выражение (2). Для правой части этого выражения можно записать Сi (tзi ) = сзi +(сpi + сyi )nоткi (tзi ) , (10) где сpi - средняя стоимость ремонта ТС ТК при отказе i-го элемента; сyi - средний ущерб из-за неготовности ТС ТК по причине отказа i-го элемента при его замене в момент времени toi. Показатель сyi можно определить с помощью выражения сyi = иPZi , (11) где и - ущерб от последствий отказа ТС ТК. Условно можно считать, что отказу ТС ТК соответствует (в условиях жесткого ограничения времени на восстановление работоспособности) необходимость иметь одно резервное ТС ТК, то есть Nрез = 1 при количестве N ТС ТК в составе комплекса средств технического контроля. При этом допускаем, что вероятность отказа одновременно более одного ТС ТК весьма мала. Тогда и при Nрез = 1 и ≈С КШМ Nрез N и ≈ СКШМ . (12) N В случае отсутствия предупредительной замены i-го элемента в момент toi используется показатель yi Zi сo = и Po . (13) Левая часть выражения (2) представляется соотношением o ( ) ( o ) o ( ) Сi toi , t1i = сpi + сyi nоткi tзi . (14) Теперь выражение (2) с учетом выражений (10, 14, 4, 5, 8, 9) получим в более развернутом виде с + с + с t = с + с t - e-w . ( ) зi ( o ) зi ( срюiТ ) зi pi yi T pi yi T 1 Отсюда после несложных преобразований получим выражение для tзi: tзi = T сзi DC , (15) где (1 -wcp.iT )( o ) (1 -woiT )( ) DС = - е сpi + сyi - - e сpi + сyi . (16) При расчетах для определения tзi применительно к ТС ТК необходимо учитывать следующее. 1. Так как в общем в состав ТС ТК входит N технических средств, каждое из которых, как правило, имеет элемент i-го типа, то в выражении (16) следует вместо показателей соответственно. woi и wcp.i использовать w = N w * oi oi w = Nw и * cp.i cp.i 2. Поскольку значение wcp.i , соответствующее искомому показателю tзi, неизвестно, то необходимо, последовательно задавая значения wср.i > woi , определить tзi. Расчеты заканчиваются, если по известным (спрогнозированным) данным найденному значению tзi будет соответствовать примерно то cp.i же значение w* , которое использовалось при расчетах. i ( ) i ( ) i ( ) 3. При этом известные статистические (спрогнозированные) данные для ω t переводят в зависимость w* t = w t N . На графике зависимости i w* (t) по найденному значению tзi определяется для toi + tзi/2 величина w * cp.i . Если w * cp.i = w * cp.i (расч.) , то найденное tзi является окончательным, то есть граничным значением тельную замену следует назначать в момент Т гр = t зi tгр . Поэтому предупреди- + t гр . зi oi зi 4. Проверка результатов расчета поясняется с помощью рис. 4. Подобную зависимость целесообразно использовать при задании значения w на * cp.i каждом очередном шаге расчетов. Если * w * cp.i(расч.) для найденного значения Тзi = toi + tзi / 2 меньше значения wcp.i на графике, то на очередном шаге расчетов следует задать большее значение w * cp.i (расч.) (и наоборот, если * * * wcp.i (расч.) > wcp.(на графике) , то wcp.i (расч.) следует уменьшить). * wi (t ) * w1i (t) w * срi * t зi 2 tзi t зi 2 0 t t0i t1i t гр Рис. 4. Пояснение проверки обоснованности рассчитанного значения зi t гр [Figure 4. The explanation of the validity of the calculated value зi ] Рассмотренные положения по предупредительным заменам функциональных элементов ТС ТК позволят обоснованно определять их состав и сроки проведения таких замен. Это будет способствовать качеству эксплуатационной документации на стадии создания ТС ТК и корректировке сроков замен на основании сбора статистических данных в процессе эксплуатации.

Sergey O Bondarenko

Mikhailovsky Military Artillery Academy

Author for correspondence.
Email: bond_piter@mail.ru
22 Komsomola St., Saint Petersburg, 195009, Russian Federation

Cand. Sc. (Tech.), Associate Professor, Department of Automated Management

Tatiana N Saurenko

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: tanya@saurenko.ru
6 Miklukho-Maklaya St., Moscow, 117198, Russian Federation

Dr. Sc. (Econ.), Head Department of Customs, Faculty of Economics

Murat R Gapov

Ministry of Economic Development of the Karachay-Cherkess Republic

Email: mgapov@gmail.com
23 Komsomolskaya St., Cherkessk, 369000, Russian Federation

Cand. Sc. (Econ.), Deputy Minister of Economic Development of the Karachay-Cherkess Republic

Ekaterina N Shakun

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: shakun-en@rudn.ru
6 Miklukho-Maklaya St., Moscow, 117198, Russian Federation

postgraduate student, Department of Customs, Faculty of Economics

  • Afonin D.N., Afonin P.N., Shelezhonkova A.V. (2016). Primenenie rentgenovskikh skanerov personal'nogo dosmotra dlya vyyavleniya narkokur'erov [The use of X-ray personal scanners scanner to identify drug couriers]. Uchenye zapiski Sankt-Peterburgskogo imeni V.B. Bobkova filiala Rossiiskoi tamozhennoi akademii, 4(60), 27–31. (In Russ.)
  • Afonin P.N., Denisova E.N., Myutte G.E. (2012). Povyshenie kachestva tamozhennykh uslug na tamozhenno-logisticheskikh terminalakh [Improving the quality of customs services at the customs and logistics terminals]. Rossiiskoe predprinimatel'stvo, 8(106), 138–144. (In Russ.)
  • Afonin P.N., Kondrashova V.A., Myutte G.E. (2012). Upravlenie gosudarstvennym kontrolem v pogranichnykh punktakh propuska pri realizatsii tamozhennykh uslug [Management of state control at border crossing points in the implementation of customs services]. Upravlenie ekonomicheskimi sistemami, 4(40), 96. (In Russ.)
  • Anisimov V.G., Anisimov E.G. et al. (2004). Metody i modeli optimizatsii v upravlenii razvitiem slozhnykh tekhnicheskikh system [Methods and models of optimization in managing the development of complex technical systems]. Saint Petersburg. 279 p. (In Russ.)
  • Anisimov V.G., Anisimov E.G. et al. (2011). Primenenie matematicheskikh metodov pri provedenii dissertatsionnykh issledovanii: uchebnik [The use of mathematical methods for dissertation research: a textbook]. Moscow: Rossiiskaya tamozhennaya akademiya Publ. 514 p. (In Russ.)
  • Anisimov V.G., Anisimov E.G. et al. (2016). Matematicheskie metody i modeli v ekonomicheskom i tamozhennom risk-menedzhmente [Mathematical methods and models in economic and customs risk management]. Saint Petersburg, Informatsionnyi izdatel'skii uchebno-nauchnyi tsentr “Strategiya budushchego”. 236 p. (In Russ.)
  • Anisimov V.G., Anisimov E.G., Bogoeva E.M. (2014). Formalizatsiya protsedury riskorientirovannogo podkhoda pri vypolnenii gosudarstvennymi organami kontrol'nykh funktsii [Formalization of the procedure of risk-based approach in the performance of control functions by state bodies]. Vestnik Rossiiskoi tamozhennoi akademii, (4), 96–102. (In Russ.)
  • Anisimov V.G., Anisimov E.G., Bogoeva E.M., Saurenko T.N., Garkushev A.Y. (2015). Metodologicheskie osnovy postroeniya pokazatelei effektivnosti kontrol'noi deyatel'nosti organov gosudarstvennoi vlasti [Methodological basis for the construction of indicators of the effectiveness of control activities of state authorities]. Voprosy oboronnoi tekhniki. Seriya 16: Tekhnicheskie sredstva protivodeistviya terrorizmu, (3–4), 17–20. (In Russ.)
  • Anisimov V.G., Anisimov E.G., Rodionova E.S., Saurenko T.N. (2016). Stokhasticheskaya model' dlya otsenki effektivnosti upravleniya tamozhennymi riskami [Stochastic model for assessing the effectiveness of customs risk management]. Upravlencheskoe konsul'tirovanie, 9(93), 83–94. (In Russ.)
  • Astankov A.A., Simonova M.A., Chernykh A.K. (2015) O prognozirovanii effektivnosti primeneniya innovatsionnykh tekhnicheskikh reshenii i tekhnologii v interesakh obespecheniya bezopasnosti na transporte [On forecasting the effectiveness of the use of innovative technical solutions and technologies in the interests of ensuring safety in transport]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta Gosudarstvennoi protivopozharnoi sluzhby MChS Rossii, (3), 25–31. (In Russ.)
  • Avdeev M.M. et al. (2001). Informatsionno-statisticheskie metody v upravlenii mikroekonomicheskimi sistemami [Information and statistical methods in the management of microeconomic systems]. Saint Petersburg, Tula. 139 p. (In Russ.)
  • Balyasnikov V.V., Vedernikov Yu.V. et al. (2015). Model' prichinnogo analiza na osnove ispol'zovaniya dannykh ob osobykh situatsiyakh [Model of causal analysis based on the use of data on special situations]. Voprosy oboronnoi tekhniki. Seriya 16: Tekhnicheskie sredstva protivodeistviya terrorizmu, (1–2), 31–38. (In Russ.)
  • Kazakova N.R., Astankov A.A., Chernykh A.K. (2015). Podkhody k otsenke effektivnosti vnedreniya novykh tekhnicheskikh reshenii i tekhnologii dlya obespecheniya bezopasnosti na ob"ektakh neftegazovogo kompleksa [Approaches to assessing the effectiveness of introducing new technical solutions and technologies for ensuring security at oil and gas facilities]. Voprosy oboronnoi tekhniki. Seriya 16: Tekhnicheskie sredstva protivodeistviya terrorizmu, 7–8(85–86), 52–56. (In Russ.)

Views

Abstract - 37

PDF (Russian) - 17

PlumX


Copyright (c) 2019 Bondarenko S.O., Saurenko T.N., Gapov M.R., Shakun E.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.