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

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.

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.