Dynamic Inventory Management Model for Equipment Replacement with Probabilistic Distribution of Failures

Authors

  • M. Y. Zakharychev Kalashnikov Izhevsk State Technical University
  • V. A. Tenenev Kalashnikov Izhevsk State Technical University
  • S. V. Vologdin Kalashnikov Izhevsk State Technical University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-4-95-100

Keywords:

failures, equipment, probability, objective function, model, planning, inventory management

Abstract

The article deals with the issues of inventory management modeling of components to ensure the prompt replacement of deep-water pump installations for the oilfield industry in case of equipment failure. The review of literary sources on the subject of the study and the problem statement is given. The rationale for choosing a mathematical model for problem solution is given. The task of dynamic inventory management is to provide the necessary stock with minimal temporary losses from forced downtime at minimal component storage and supply cost for repair or replacement. The planning horizon is divided into several time periods where optimal amount of inventory is to be ensured. It is indicated that when planning stocks in the case of a large number of pieces of equipment operating under different conditions, it is advisable to use a probabilistic approach. An event distribution function is set for probabilistic flow of equipment shutdown. The problem is solved for each segment defining the margin value by means of the Wilson model for deterministic flow of events. The results of simulation modeling on the shutdowns of electric drive centrifugal pump installations at the wells of the Vyngapurovskoye field are presented. A histogram of equipment shutdown frequencies for various time intervals is given. An exponential best approximation function is constructed to approximate the number of stops from installation time to equipment stop, the function coefficients and the standard approximation error are calculated. The characteristic curve of the relative proportion of the operating equipment requiring replacement, as well as the planned number of installations supplied for equipment replacement, with time is given. The dynamics of safety margin changes, which ensures the guaranteed replacement of failed equipment on time with respect to time, is presented.

Author Biographies

M. Y. Zakharychev, Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Post-graduate

V. A. Tenenev, Kalashnikov Izhevsk State Technical University

DSc.in Physics and Mathematics, Professor

S. V. Vologdin, Kalashnikov Izhevsk State Technical University

DSc. in Engineering, Associate Professor

References

Зайченко Ю. П. Исследование операций. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1988. 562 с. IBSN 5-11-00226-6

Теория и практика энергоэффективной эксплуатации установок электроприводных центробежных насосов для добычи нефти / С. А. Нонява, А. В. Куршев, А. А. Ишмурзин, В. У. Ямалиев. Уфа: Башкирская энциклопедия, 2020. 288 с. ISBN 978-5-88185-470-6.

Свидетельство № 2021666122. Информационная система анализа отклонений и предупреждения аварийных ситуаций установок электроприводного центробежного насоса: программа для ЭВМ / П. С. Музычук, А. Н. Умнов, В. Э. Нестеренко [и др.]; правообладатель публичное акционерное общество "Газпром нефть". Заявл. 19.09.2021; опубл. 08.10.2021.

Стерлигова А. Н. Управление запасами в цепях поставок. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2022. 430 с.

Заруднев Д. И., Мацюк Д. А. Особенности использования модели оптимального размера заказа // Техника и технологии строительства. 2019. № 1 (17). С. 39-42.

Шрайбфедер Дж. Эффективное управление запасами. М.: Альпина Бизнес Букс, 2016. 304 с.

Макаркин Н. П. Экономическая оптимизация количества запасных элементов технических систем с учетом фактора надежности // Вестник Мордовского университета. 2016. Т. 26, № 4. С. 448-461. DOI 10.15507/0236-2910.026.201604.448-461.

Zhang Zeyu, Li Kevin, Guo Xiaolei, Huang Jun. A probability approach to multiple criteria ABC analysis with misclassification tolerance // International Journal of Production Economics. 2020. 229. 107858. DOI 10.1016/j.ijpe.2020.107858.

Mathew Manoj, Sahu Sagar.Comparison of new multi-criteria decision making methods for material handling equipment selection // Management Science Letters. 2018. 8. 139-150. DOI 10.5267/j.msl.2018.1.004.

Cakmak Emre, Güney Eda. Spare Parts Inventory Classification Using Neutrosophic Fuzzy Edas Method in the Aviation Industry // Expert Systems with Applications. 2023. 224. 120008. DOI 10.1016/j.eswa.2023.120008.

Yu, Min-Chun. Multi-criteria ABC analysis using artificial-intelligence-based classification techniques // Expert Systems with Applications. 2011. 38. Pp. 3416-3421. DOI 10.1016/j.eswa.2010.08.127.

Применение ABC и HML-методик для определения и оптимизации запаса комплектующих электротехнического оборудования / А. В. Белоглазов, А. Г. Русина, О. В. Фоменко и др. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23, № 3. С. 103-115. DOI 10.30724/1998-9903-2021-23-3-103-115.

Ultsch Alfred, Lötsch Jörn.Computed ABC Analysis for Rational Selection of Most Informative Variables in Multivariate Data // PloS ONE. 2015 10(6): e0129767. DOI 10.1371/journal.pone.0129767.

Быстрицкая Я. М. Логистические методы анализа и управления ассортиментом предприятий розничной торговли // Управленец. 2015. № 1 (53). С. 69-73.

Короленко В. В., Грибанов В. В., Дорошенко А. Б. Методика оптимизации запасов комплектующих изделий при управлении материально-техническим обеспечением авиационной техники // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2019. № 11. С. 104-113.

Бром А. Е., Сидельников И. Д. Оптимизация многономенклатурного запаса для техники военного и специального назначения при заданных условиях отказа // Наука и бизнес: пути развития. 2018. № 3 (81). С. 80-84.

Published

09.01.2024

How to Cite

Zakharychev М. Ю., Tenenev В. А., & Vologdin С. В. (2024). Dynamic Inventory Management Model for Equipment Replacement with Probabilistic Distribution of Failures. Intellekt. Sist. Proizv., 21(4), 95–100. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-4-95-100

Issue

Section

Articles