автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Совершенствование организации ремонта подвижного состава на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства

На правах рукописи

005047727

КОПАЧЕВ СЕРГЕИ ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

05. 02. 22 - «Организация производства (транспорт)».

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 О ЛЕН 2012

Москва-2012

005047727

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУПС (МИИТ)) на кафедре «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» (ТТМ и

кандидат технических наук, профессор.

Фомин Владимир Алексеевич (ФГБ ОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУПС (МИИТ))).

доктор технических наук, профессор

Воробьёв Александр Алексеевич (ФГБ ОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУПС (МИИТ));

кандидат технических наук, доцент

Кузнецов Алексей Георгиевич (вице-президент ассоциации акционерных обществ и государственных предприятий межотраслевого промышленного железнодорожного транспорта «Промжелдортранс»)

Ведущая организация: ОАО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО «ВНИКТИ»).

Защита состоится «26» декабря 2012 г., в 13 часов на заседании диссертационного совета Д218.005.09, при ФГБ ОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУПС (МИИТ)) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, аудитория 1235.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МГУПС (МИИТ)) по адресу: 127994, Москва, ул. Образцова д. 9, стр. 9, аудитория 2207.

Автореферат разослан ноября 2012 года.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печат1 учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д218.005.09 при Ф] ОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУГ (МИИТ)).

РПС).

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного {

совета Д218.005.09, д.т.н., профессор " В-А. Козырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Железнодорожный транспорт был и остается основным средством перевозочного процесса в России.

В связи с ростом интенсивности перевозок, скоростей движения, а также возросших требований по обеспечению безопасности перевозочного процесса особое внимание уделяется качеству ремонта подвижного состава.

Существенное влияние на безопасность движения поездов, наряду с традиционными причинами (надежность подвижного состава, условия эксплуатации и т.п.), оказывает также состояние технологической подготовки производства на предприятиях производящих различные виды ремонта.

Увеличение программы, а иногда и объемов ремонта требует качественного изменения всей организационной структуры ремонта подвижного состава, и, в первую очередь технологической подготовки производства.

Все это обуславливает необходимость проведения комплекса исследований, направленных на совершенствование организации ремонтного производства на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства (ТПП), что позволит еще до постановки объекта в ремонт определить объем работ по технологической подготовке производства. Кроме того, это позволит без значительных материальных и временных затрат внедрять в производство новые технологии, повысит качество ремонта подвижного состава, а следовательно и уровень безопасности движения поездов.

Целью работы является совершенствование организации ремонта подвижного состава на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства методом полнофакторного эксперимента.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: -проанализировать действующую систему ремонта, возможные перспективы развития систем ремонта, текущее состояние парка подвижного состава и производственные возможности железнодорожного машиностроения;

-выявить основные факторы и определить степень их влияния на трудоемкость технологической подготовки производства;

-разработать метод определения уровня автоматизации технологической подготовки производства;

-разработать метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников (ИТР), занятых технологической подготовкой производства;

-получить математическую модель трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава;

-определить оптимальные значения трудоемкости для исследуемых предприятий.

Объектом исследования является процесс технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы определения и оптимизации трудоемкости процесса технологической подготовки производства.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы теории организации, системного анализа, теории вероятностей, математической статистики, математического анализа и моделирования, теории планирования полнофакторного эксперимента.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

Полученная модель исследована на экстремум по градиентному методу и доказана её адекватность экспериментальными исследованиями.

Определены основные факторы, влияющие на трудоемкость технологической подготовки производства и, установлены их коэффициенты влияния.

Предложены методы определения: уровня квалификации инженерно-технических работников; уровня автоматизации технологической подготовки производства;

Практическая ценность работы. Предложенные методы могут использоваться при решении задач сокращения сроков технологической подготовки производства, повышения качества конструкторско-технологической документации при ремонте, повышения качества ремонта подвижного состава.

Математическая модель трудоемкости может быть использована при проведении исследований, направленных на совершенствование организации производства при ремонте подвижного состава.

Полученные экспериментальные данные могут использоваться в процессе подготовки студентов по следующим дисциплинам: «Проектирование машиностроительного производства», «Технология ремонта подвижного состава», «Автоматизация производственных процессов», «Технологическая подготовка ремонта подвижного состава» и др.

Достоверность научных положений и выводов: Обоснованность и достоверность результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием теоретического и научного инструментария при исследовании трудоемкости технологической подготовки производства и применением современных методик и средств.

Личный вклад автора в науку: Личный вклад автора состоит в постановке цели диссертационной работы; формулировке задач исследований; разработке математической модели трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава; проведении теоретических и экспериментальных исследований; формулировке выводов и положений, выносимых на защиту.

Реализация результатов работы. Полученные результаты работы приняты к внедрению на ОАО «Вагонреммаш» при проведении работ по

технологической подготовке производства при капитально-восстановительном ремонте с модернизацией пассажирского подвижного состава.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:

-Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ, 2009.

- Международная научно-практическая конференция «TRANC-MECH-ART-CHEM», МИИТ, 2010.

-Научно-практическая конференция «Неделя науки - 2010» (Наука МИИТа-транспорту), МИИТ, 2010.

- XI Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ, 2010.

- Международная научно-практическая конференция «Современные тенденции в науке: новый взгляд», Тамбов, 2011.

- Международная научно-практическая конференция «История и перспективы развития транспорта на севере России», Ярославль, 2011.

-Научно-практическая конференция «Неделя науки - 2011» (Наука МИИТа - транспорту), МИИТ, 2011.

- Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава», Омск, 2011.

- Международная научно-практическая конференция «Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке», Тамбов, 2012.

- International research and practice conference «European science and technology», Wiesbaden, Germany, 2012.

Публикации: Основные положения диссертации отражены в 17 печатных работах, в том числе в 4 статьи, опубликованы в периодических изданиях, рекомендованных ВАК России.

Основные положения, выносимые на защиту: Метод определения уровня автоматизации технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

Метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой производства при ремонте подвижного состава.

Методика проведения и результаты экспериментального исследования трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента.

Структура и объём работы. Объём работы составляет 120 страниц. Список литературы включает 101 источник. Работа иллюстрирована 31 рисунком и 28 таблицами.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы, научную новизну, практическую значимость, цель и задачи исследования.

Первая глава «Исследование состояния вопроса» содержит анализ научных исследований по проблемам технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава, состояния системы ремонта тягового подвижного состава, перспективы развития систем ремонта.

Значительный вклад в становление соответствующих научных направлений внесли: Бирбраер P.A., Болотин М.М., Воробьёв A.A., Галахов В.И., Гличев A.B., Горский A.B., Евсеев Д.Г., Козырев В.А., Лёвин Б.А., Окрепилов В.В., Рахматулин М.Д., Сергеев К.А., Скиба И.Ф., Туровец О.Г., Фомин В.А., и др.

Для проведения статистических исследований влияния различных факторов на трудоемкость процесса технологической подготовки производства выделены следующие: качество инженерного труда, качество средств труда, качество предметов труда, состояние технологической подготовки производства. Результаты статистической обработки данных представлены на рис. 1, анализ которого показывает, что наибольшее влияние оказывает состояние технологической подготовки производства - коэффициент влияния 0,56.

Использование диаграммы Парето в сочетании с диаграммой причин и результатов наиболее эффективно. Согласно принципу Парето, в большинстве случаев, подавляющее число потерь возникает из-за относительно небольшого числа причин. Поэтому рассматриваются только немногочисленные существенно важные факторы.

Состояние технологической подготовки производства -0,56

Качество инженерного труда - 0,15

Профессиоанльная подготовка

ИТР-0,11__

Состояние рабочих" мест - 0,02

Условия стимулирования ИТР - 0,02

Метрологическое обеспечение ремонтного производства - 0,01

Качество технологического оборудования-0,09

Уровень

автоматизации

ТПП-0,15

Качество

разрабатываемой КТД на ремонт -0,13

Комплектность КТД-0,21_

Комплекность и качество КТД на СТО-0,03

Качество отработки конструкции на технологичность - 0.04

_Друдоеыкость

Качество запасных частей-0,1

тпп

Качество ремонтных материалов-0,05

Уровень механизации работ- 0,03

Условия хранения рем. материалов и зап. частей - 0.01_

Качество средств труда -0,13

Качество предметов труда - 0,16

Рис 1. Диаграмма причин и результатов влияния различных факторов на трудоемкость технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава

ИТР - инженерно-технические работники; ТПП - технологическая подготовка производства; КТД - конструктоско-технологическая документация; СТО - средства технологического оснащения.

На рис. 2 представлена диаграмма Парето, построенная для выявления влияния основных факторов. В группу «прочие» вошли следующие факторы: состояние рабочих мест - 0,02; условия стимулирования - 0,02; качество отработки конструкции на технологичность - 0,04; комплектность и качество конструкторско-технологической документации (КТД) на средства технологического оснащения (СТО) - 0,03; метрологическое обеспечение ремонтного производства - 0,01; уровень механизации работ - 0,03; условия хранения ремонтных материалов и зап. частей — 0,01; качество ремонтных материалов - 0,05.

Согласно принципу Парето, если нежелательный фактор можно устранить простым решением, то это необходимо сделать незамедлительно, независимо от того каким бы незначительным он ни был.

Рис 2. Диаграмма Парето выявления влияния основных факторов на трудоемкость технологической подготовки производства

К - комплектность КТД; А - уровень автоматизации процесса ТПП; И. - качество разрабатываемой КТД на ремонт; и - уровень квалификации ИТР; Р - качество запасных частей; Н - качество технологического оборудования; прочие.

Факторами, которые можно устранить оказались: Я - качество, разрабатываемой КТД на ремонт; Р - качество запасных частей; Н - качество технологического оборудования. Это обусловлено тем, что с позиции предприятия определять количественно и управлять этими факторами не всегда возможно.

Анализ диаграммы Парето показывает, что факторами, оказывающими, наибольшее влияние на трудоемкость ТПП являются: А - уровень автоматизации ТПП; К - комплектность конструкторско-технологической

документации на изготовление деталей ПС; и - уровень квалификации инженерно-технических сотрудников.

Вторая глава «Исследование факторов, влияющих на трудоемкость технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава» содержит описание методов определения факторов, наиболее влияющих на трудоемкость технологической подготовки производства.

Уровень квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой производства определяется при помощи метода экспертных оценок. В экспертную группу вошли специалисты ведущих ремонтных предприятий, представители науки и бизнеса.

На первом этапе эксперты указывали в специальных анкетах, все факторы, влияющие на квалификационный уровень инженерно-технического персонала, занятого технологической подготовкой производства при ремонте подвижного состава.

На следующем этапе экспертами количественно оценивалось влияние каждого фактора на уровень квалификации ИТР по семибальной шкале, где 7 -самый высокий балл, а 1 - самый низкий.

Уровень квалификации инженерно-технических работников (и, %) определяется по формуле:

и = £ IV , -100 % (1)

/ = 1 '

где: и, - коэффициенты, учитывающие усредненные значения комплектности ИТР по заводу; уровня подготовки; стажа работы ИТР; уровня специального образования; возраста; значения повышения квалификации по специальности; значения повышения квалификации в области сертификации (табл. 1-7); Щ- относительный вес коэффициентов (табл. 8); п- количество коэффициентов.

Таблица 1

Средняя комплектность ИТР по предприятию (в %) и значения тц

Численность ИТР 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100

Значение коэф. r|i 0,1 0,45 0,75 0,9 1,0

Таблица 2

Средний уровень подготовки ИТР по предприятию и значения Г|2

Численность ИТР, % 0-25 25-40 40-60 60-80 80-100

3 категория (гьО 0,05 0,25 0,45 0,75 0,85

2 категория (Л22) 0,1 0,3 0,55 0,8 0,9

1 категория (г|гз) 0,15 0,35 0,6 0,85 0,95

Высшая категория (Л24) 0,2 0,4 0,65 0,9 1

Значение коэф. = ^ т]ъ- коэф., учитывающие средние значения уровня " ; где: подготовки ИТР соотв. категории; п- количество коэффициентов щ.

Таблица 3

Стаж работы ИТР по предприятию и значения т|з

Численность ИТР, % 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100

До 1 года(лз|) 0,8 0,75 0,5 0,25 0,1

От 1 до 3 летОш) 0,95 0,8 0,5 0,35 0,15

От 3 до 10 лет (лзз) 0,15 0,6 0,85 0,9 0,95

Свыше 10лет(г|э4) 0,65 0,85 0,9 0,95 1

Ч,- Значение коэф. " ; где:

7'3' - коэф., учитывающий средние значения стажа работы

ИТР; п- количество коэффициентов .

Таблица 4

Средний возраст ИТР по предприятию и значения г)4

Средний возраст ИТР до 30 30-40 40-50 50-60 60 и более

Значение коэф. г|4 1 0,75 0,5 0,25 0

Таблица 5

Численность ИТР предприятия (%), имеющих высшее специальное образование и значения т|5

Численность ИТР до 20 20-50 50-70 70-90 90-100

Значение коэф. г|5 0 0,35 0,6 0,9 1

Таблица б

Численность ИТР предприятия (%), прошедших повышение квалификации по специальности (за 5 лет) и значения г|6

Численность ИТР (%) до 20 20-30 30-40 40-50 50 и более

Значение коэф. т)б 0 0,65 0,75 0,9 1

Таблица 7

Численность ИТР предприятия (%), прошедших повышение квалификации в области сертификации и системы качества и значения л?

Численность ИТР (%) до 10 10-25 25-50 50-65 65 и более

Значение коэф. г)7 0 0,45 0,8 0,9 1

Таблица 8

Относительный вес коэффициентов т^ - г|7

Коэффициенты Л1 42 Лз 44 Л5 Лб Л7

Щ 0,143 0,214 0,223 0,179 0,134 0,071 0,036

Значения коэффициентов 7,, в зависимости от фактических величин, определялись методом «мозгового штурма». Для этого сформировалась экспертная группа из представителей науки и производственных предприятий.

100

=) 90

80 70

60

50

40

30

20

10

0

78

52

47

41

ОАО "МЛРЗ" ОАО "ОЭРВЗ" ОАО "ЯЭРЗ" ОАО "ТВЗ"

Исследуемые предприятия

Рис 3. Результаты исследования уровня квалификации инженерно-технических работников ремонтных предприятий (и), %

ОАО «МЛРЗ» - Московский локомотиворемонтный завод; ОАО «ОЭРВЗ» -Октябрьский электровагоноремонтный завод; ОАО «ЯЭРЗ» - Ярославский электровозоремонтный завод им. Бещева» - филиал ОАО «Желдорреммаш»; ОАО «ТВЗ» ■ Тверской вагоностроительный завод»

По предлагаемому методу определения уровня квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой производства исследовались ведущие ремонтные предприятия сети железных дорог. Результаты представлены на рис. 3.

Анализ данных рис. 3 показывает, что уровень квалификации инженерно-технических работников на исследуемых ремонтных предприятиях не превышает 52%, что на 25-30% ниже, чем на предприятиях производящих ПС.

Предложенная методика обеспечивает возможность, уже на первых стадиях подготовки производства, сформировать комплексное представление о трудоемкости, объеме и видах работ по технологической подготовке производства при ремонте подвижного состава.

Технологическая подготовка производства при ремонте подвижного состава представляет собой комплекс взаимосвязанных процессов по организации высококачественного ремонта и изготовлению запасных частей.

Основная задача ТПП заключается во внедрении передовой техники, автоматизации и механизации процессов. От уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава в значительной мере зависят технико-экономические показатели работы ремонтного предприятия и прежде всего производительность труда, фондоотдача, ритмичность работы предприятия в целом и отдельных его подразделений, расход всех видов ресурсов, качество ремонтной продукции.

Количественная оценка уровня автоматизации технологической подготовки ремонтного производства производится с помощью показателя А:

/ = 1

где: А - уровень автоматизации ТПП; п - количество задач, по которым проводилось обследование; ¡=(1,2,3...п) - порядковый номер задачи ТПП (рис. 4); А, - уровень автоматизации ТПП по «/-ой» задаче.

где: г, -экспериментальное и базовое (нормативное) значение оценочной функции. За нормативное значение предлагается принять максимально возможное значение «/-ой» задачи.

Перечень основных функций и задач при ТПП для определения оценочной функции т; представлен на рисунке 4.

Оценка степени выполнения «/-ой» задачи выполняется с помощью следующей функции:

где: 0-если «/-ая» задача не автоматизирована при проведении ТПП; 0,5-если «/-ая» задача частично автоматизирована при ТПП; 1-если «/-ая» полностью автоматизирована при ТПП.

По разработанному методу исследовался уровень автоматизации технологической подготовки производства на ведущих ремонтных предприятиях. Результаты представлены на рис. 5.

(2)

(3)

0

г,■ = 0 ,5 1

(4)

я *

§ э

||

3 9

Разработка управляющих программ дли станков с Ч11У

та-Аптпмяти чшшя рачрппотк'и управляющих программ 20; т,,-Автоматизация разработки управляющих программ 3 О; ти-Визуализацня управляющих программ.

Разработка технологии изготовления и ремонта деталей подпмжного состава

г,,-Расчет норм времени;

т,„-Расчет норм материалов;

т,,-Расчст режимов резания;

т,»-Лвтоматтированн0с проектирование

технологического процесса;

т,»-Получение информации ич библиотеки

оборудования;

^„-Получение информации из библиотеки

режущих инструментов;

т,,-Получение информации из библиотеки

станочных приспособлении;

т.,-Получение информации из библиотеки

ущютнитслыюй техники;

т.,-Получение информации из библиотеки

деталей и штампов листовой штамповки;

т,,-Получение информации ич библиотеки

пресс форм.

тв-Получсние информации из библиотеки данных о контролируемых параметрах; та-Получсннг информации из библиотеки замеров контролируемых параметров: т,.-Расчет оптимальной структуры ремонтного цикла ПС.

-.-Конечно-элементный анализ; VДинамические расчеты; т,-Расчет н проектирование зубчатых передач;

т„,-Расчст и конструирование упругих элементов;

г„-Онтимн:»ация раскроя листового металла.

^ 100 < 90 80 70 60 50 40 30 20 10 О

32

ОАО"МЛРЗ" ОАО "ОЭРВЗ" ОАО"ЯЭРЗ" ОАО"ТВЗ"

Исследуемые предприятия

Рис. 5. Результаты исследования уровня автоматизации технологической подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава (А), %

ОАО «МЛРЗ» - Московский локомотиворемонтный завод; ОАО «ОЭРВЗ» -Октябрьский электровагоноремонтный завод; ОАО «ЯЭРЗ» - Ярославский электровозоремонтный завод им. Бещева» - филиал ОАО «Желдорреммаш»; ОАО «ТВЗ» -Тверской вагоностроительный завод»

Анализ данных рис. 5 показывает, что уровень автоматизации на ремонтных предприятиях ниже, чем на предприятиях производящих подвижной состав и не превышает, по исследуемым предприятиям, 51%.

Для установления соответствия фактически переданных конструкторско-технологических документов нормативным значениям (ГОСТ 2.102-68) предлагается использовать коэффициент комплектности конструкторской документации, который определяется как отношение количества фактических соответствующих документов, переданных ремонтному предприятию и нормативного значения документов:

К■ = — • 100 % (5)

где: с1 - фактическое количество документов; Б - нормативное количество документов; К - коэффициент комплектности КТД.

При этом следует отметить, что в случае некомплектности передаваемых документов нормативным требованиям, весь объем работ по их разработке и адаптации переходит на предприятие производящие ремонт, и, следовательно, значительно увеличивает объем работ по технологической подготовке производства при ремонте подвижного состава.

Комплектность КТД исследовалась на ведущих ремонтных предприятиях. Результаты представлены на рис. 6.

5? юо

^ 90 80 70 60 50 40 ВО 20 10 О

17

20

22

ОАО "М/1РЗ"

ОАО "ОЭРВЗ"

ОАО "ЯЭРЗ"

Исследованные предприятия

Рис.6. Комплектность конструкторско-технологической документации по исследуемым предприятиям

ОАО «МЛРЗ» - Московский локомотиворемонтный завод; ОАО «ОЭРВЗ» -Октябрьский электровагоноремонтный завод; ОАО «ЯЭРЗ» - Ярославский электровозоремонтный завод им. Бещева» - филиал ОАО «Желдорреммаш»

Анализ данных рис. 6 показывает, что комплектность конструкторско-технологической документации по исследуемым ремонтным предприятиям не превышает 22%.

Низкие показатели коэффициента комплектности КТД создают барьеры для механизации и автоматизации рабочих мест, как инженерно-технических работников, так и производственных рабочих, влияют на экономические показатели предприятия и качество ремонта, и тем самым, на безопасность движения поездов.

Третья глава «Экспериментальное исследование трудоемкости технологической подготовки производства» содержит разработку математической модели трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента.

Полным факторным экспериментом (ПФЭ) называется такой эксперимент, при реализации которого определяется значение параметра оптимизации при всех возможных сочетаниях уровней варьирования факторов. В настоящей работе используется ПФЭ типа п=ц, где: п - число опытов; я -число уровней варьирования факторов; к - число факторов.

За параметр оптимизации принимается трудоемкость разработки ремонтного комплекта конструкторско-технологической документации -Т.

Факторы, влияющие на трудоемкость: уровень инженерно-технических работников заводов - 17; уровень автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава - А; комплектность констуркторско-технологической документации — К.

Для данного эксперимента принимаем, что остальные факторы оставались зафиксированными. Значение уровней и интервалов варьирования приведены в табл. 9.

Данные получены в ходе проведения эксперимента на ОАО «МЛРЗ» (г. Москва), а также путем опроса инженеров-технологов, в общем количестве 16 человек, на ОАО «ОЭРВЗ» (г. Санкт-Петербург) и ОАО «ЯЭРЗ» (г. Ярославль) - филиал ОАО «Желдорреммаш».

Планирование, проведение и обработка результатов ПФЭ состоит из следующих обязательных этапов: кодирование факторов; составление план матрицы эксперимента; рандомизация опытов; реализация плана эксперимента; проверка воспроизводимости опытов; проверка адекватности линейной модели; оценка значимости коэффициентов регрессии.

Таблица 9

Интервалы варьирования факторов

Наименование и обозначение факторов Уровни варьирования Интервалы варьирования

-1 0 +1

Уровень автоматизации ТПП - А (Х|), [%] 32 47 62 15

Уровень квалификации инженерно-технических работников заводов - и (Х2), [%] 41 55 69 14

Комплектность констуркторско-технологической документации - К (Хз), [%] 0 23 46 23

Связь между кодовым и натуральным выражением фактора задается формулой (6):

где: X, - натуральное значение фактора; хи- значение ¡-го фактора на нулевом уровне; <5]- интервал варьирования ¡-го фактора.

План эксперимента представлен на рис. 7. Матрица планирования эксперимента, а также рабочая матрица с учётом взаимодействия факторов представлены в табл. 10.

Для внесения элемента случайности влияния этих факторов на результат эксперимента, а это необходимо для обоснованного использования аппарата математической статистики, устанавливается случайный порядок постановки опытов во времени.

Рис. 7. План эксперимента

Случайное число в данном эксперименте - 440063. Последовательность проведения опытов следующая: 5,4,6,8,3,7,2,1. Результаты рандомизации опытов представлены в табл. 10.

Таблица 10

Матрица планирования и рабочая матрица

Опыт № Матрица планирования Матрица рабочая Среднее значение, чел-дней У* (Т )

XI Х2 ХЗ

5 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 32 41 46 106,6

4 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 62 69 0 165,4

6 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 62 41 46 91

8 1 1 1 1 1 1 1 1 62 69 46 46

3 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 32 69 0 134,4

7 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 32 69 46 79,2

2 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 62 41 0 186,2

1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 32 41 0 247,6

При одинаковом числе параллельных опытов на каждом сочетании уровней факторов - воспроизводимость процесса проверяется по критерию Кохрена.

с-2

_ имакс <-" /~1

~ -- - ^(0.05 ;/„;/„)>

£ 6ч -

С 2 _ =1_

где: л „ = -:-- дисперсия, характеризующая рассеяние

т — 1

результатов опытов на и-м сочетании уровней факторов; р=1, 2,..., т-число параллельных опытов; 5„!т„- наибольшая из дисперсий в точках плана; О(0 (15 /_1Л) - табличное значение критерия Кохрена при 5%-ном уровне значимости;

= „ = 8 - число независимых оценок дисперсии; /, = »1-1 = 5-1 = 4- число степеней свободы каждой оценки.

Процесс воспроизводим, так как неравенство (7) выполняется:

о = 7^ = 0,300 £0(в.М;1;4)= 0,396 . и / ,о

При этом дисперсия воспроизводимости (ошибка опыта) определяется по формуле:

£ г _ и = 1__(8)

У п

где: Я] - дисперсия, характеризующая рассеяние результатов опытов на им сочетании уровней факторов; п-число опытов.

, = 1?

' 8

Уравнение математической модели при учете парных взаимодействий имеет следующий вид:

где: Т- трудоемкость технологической подготовки ремонта ПС (чел/день), и - уровень квалификации инженерно технических работников (%), А — уровень автоматизации ТПП (%), К - комплектность конструктроско-технологической документации (%).

Оценка значимости коэффициента регрессии производилась с помощью критерия Стьюдента.

Коэффициент считается значимым, если выполняется неравенство:

ш (10)

>

где: ^05.,) = 2,31 - 5%-ная точка распределения Стьюдента с /^степенями свободы.

11 78 2,83

= 3,39

Все полученные по расчету коэффициенты регрессии, кроме коэффициента при взаимодействии факторов (/ и X (6|3=-2,3), значимы. Незначимый коэффициент при факторе означает, что данный фактор не влияет (или влияет незначимо) на параметр оптимизации.

Проверка адекватности выполнялась с помощью критерия Фишера. Адекватность обоснована, если выполняется неравенство:

5

2

F = " ад < F ' - 2 ~

У

S2 (о,05 ;/„„;/,) (11)

Ш-у»)1

где S]d =—-; у, - расчетное значение отклика в u-м опыте; ^(0os /„ /)

п-к-1

- критерий Фишера при 5%-ном уровне значимости; /■„ = i - число

степеней свободы дисперсии адекватности; fу - число степеней свободы

дисперсии воспроизводимости.

47-37

-= ^^ = 10,58.

п-к-1 4

F = = тгх= 0,615 " F= 6'54

Неравенство (11) выполняется. Математическая модель (9) адекватна, а значит, ее можно использовать для прогнозирования значения отклика при любых значениях факторов.

Полученная модель представляет собой гиперплоскость в (к+1)-мерном факторном пространстве.

рис.8. Поверхность отклика при К-23%

Рис. 9. Линии равного уровня уравнения при К=23%

Рис.10. Поверхность отклика при и=55%

Рис. 11. Линии равного уровня уравнения при А=55%

Рис. 12. Поверхность отклика при А=47% Рис. 13. Линии равного уровня уравнения

при и=47%

Коэффициенты регрессии при линейных членах характеризуют наклон этой гиперплоскости к соответствующим осям. На рис. 8-13 представлены варианты графической интерпретации уравнения (9).

Четвертая глава «Подходы и алгоритмы по оптимизации трудоемкости технологической подготовки производства» содержит обоснование выбора метода поиска оптимальных значений и результаты оптимизации математической модели (9) методом крутого восхождения по градиенту.

Чтобы движение осуществлялось по градиенту, необходимо сохранять соотношение произведений коэффициентов регрессии на соответствующие интервалы. Процедура движения происходит шаг за шагом. Координаты каждой точки получаются последовательным алгебраическим сложением нулевого уровня с пропорциональным приращением по каждому фактору.

Таким образом, оптимальные значения для исследуемых предприятий трудоемкости получились при уровне квалификации инженерного персонала -61%, уровне автоматизации ТПП - 75%, комплектности входящей КТД на изготовление - 53%. Трудоемкость ТПП при данных значениях факторов принимает значение 22 чел/дня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе изложены научно обоснованные технологические и технические решения по совершенствованию организации ремонтного производства на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента, имеющие существенное значение для организации производства на железнодорожном транспорте.

На основе анализа текущего состояния парка подвижного состава, производственных показателей железнодорожного машиностроения, системы ремонта установлено, что практически единственных выходом из сложившейся ситуации является капитальный ремонт подвижного состава. Совершенствование организации ремонта подвижного состава может быть достигнуто за счет комплекса мероприятий по совершенствованию технологической подготовки производства. Первоочередным из мероприятий является разработка математической модели трудоемкости ТПП.

Определены основные факторы, влияющие на трудоемкость ТПП, и установлены их коэффициенты влияния. В результате показано, что наибольшее влияние оказывает состояние технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава. Проведено ранжирование факторов и, выделены для исследований следующие: уровень квалификации инженерно-технических работников, уровень автоматизации ТПП и комплектность конструкторско-технологической документации.

Разработан метод определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава. Выполнена практическая оценка уровня ТПП по разработанному методу на ведущих ремонтных предприятиях.

Разработан метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, методом экспертных оценок и выполнена практическая оценка уровня квалификации инженерно-технических работников на ведущих ремонтных предприятиях.

Выполнена оценка комплектности конструкторско-технологической документации на предприятиях по ремонту подвижного состава.

Установлена зависимость трудоемкости работ по технологической подготовке ремонтного производства от уровня квалификации инженерно-технических работников, уровня автоматизации процесса технологической подготовки ремонта и комплектности конструкторско-технологической документации. Показано, что трудоемкость процесса технологической подготовки производства будет принимать минимальные значения при максимально возможных значениях всех влияющих исследуемых факторов. В силу различных причин, на практике добиться максимальных значений довольно сложно, поэтому математическая модель исследовалась на экстремум для нахождения оптимальных значений факторов, влияющих на трудоемкость ТПП.

Разработанные в диссертационной работе методы и алгоритмы могут использоваться как совместно, так и отдельно для определения соответствующих показателей.

Разработанная модель позволяет для каждого конкретного предприятия определить трудоемкость работ, определить сроки технологической подготовки производства, повысить производительность труда инженерно-технических сотрудников, повысить качество конструкторско-технологической документации при ремонте подвижного состава, повысить качество ремонта подвижного состава, а, следовательно, и уровень безопасности перевозок.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Печатные работы в изданиях, рекомендованных ВАК России:

Копачев C.B. Анализ исследований в области совершенствования технологической подготовки производства и ремонта подвижного состава // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ. - 2011. Ч. 2. С. 20-26.

Копачев C.B. Технологическая подготовка ремонта подвижного состава // Мир транспорта. - 2011. - №5, С. 94-98.

Копачев C.B. Влияние различных факторов на трудоемкость технологической подготовки ремонта подвижного состава в условиях действующей системы ремонта // Вестник транспорта Поволжья. - 2012. -№1(31), С. 69-77.

Копачев C.B. Совершенствование технологической подготовки ремонта подвижного состава // Транспорт Урала. - 2012. - №2 (33), С. 111-115.

Печатные работы в прочих изданиях:

Копачев C.B., Фомин В.А. Техническая подготовка производства ремонтных предприятий - основа безопасности движения поездов // Безопасность движения поездов. Труды 10 научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2009. С. 8/29-8/30.

Копачев C.B. Общая оценка уровня состояния конструкторской подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // «TRANC-MECH-ART-CHEM» / Труды 7 Международной научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2010. - С. 172-174.

Копачев C.B. Общая оценка состояния конструкторской подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2010 «Наука МИИТа -транспорту». - М.: МИИТ, 2010. С. 1/45-1/46.

Копачев C.B. Обеспечение безопасности эксплуатации подвижного состава путем совершенствования конструкторской подготовки производства при ремонте подвижного состава // Безопасность движения поездов. Труды 11 научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2010. С. 15/25.

Копачев C.B. Выбор факторов для исследования процесса технологической подготовки ремонта подвижного состава методом планирования многофакторного эксперимента // Современные тенденции в науке: новый взгляд: Материалы международной научно-практической конференции 29 ноября 2011 г.: в 9 частях. Часть 1: М-во образования и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. С. 56-57.

Фомин В.А., Копачев C.B. Технологическая подготовка производства ремонтных предприятий - основа качества и безопасности перевозочного

процесса // История и перспективы развития транспорта на Севере России (к 55-летию Ярославского филиала МИИТ): Сборник научных статей / Под. ред. проф. О.М. Епархина, Ярославль: изд-во ООО «Принтхаус», 2011. С. 56-60.

Копачев C.B. Качество технического обслуживания и ремонта подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2011 «Наука МИИТа - транспорту». - М.: МИИТ, 2011. С. 3/161.

Копачев C.B. Технологическая подготовка производства предприятий по ремонту подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2011 «Наука МИИТа - транспорту». - М.: МИИТ, 2011. С. 3/161-3/162.

Копачев C.B. О технологической подготовке ремонтного производства // Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава: Материалы всероссийской научно-технической конференции с международным участием / Омский государственный университет путей сообщения. Омск, 2011. С. 143-146.

Kopatschev S.V. Uber technologische Vorbereitung der reparaturproduktion // Evropeen Science and Technology: materials of the internation research and practice conference, Wiesbaden, January 31 st, 2012 / publishing office «Bildungszentrum Rodnik е. V.». - c. Wiesbaden, Germany, 2012. - P. 247-249.

Копачев C.B. Совершенствование технологической подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // Вагонный парк. - 2012. - №2 (59), С. 24-27.

Копачев C.B. Методика определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава // Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке: Материалы международной научно-практической конференции 31 января 2012 г.: в 10 частях. Часть 9: Мин. образования и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. С. 58-59.

Фомин В.А., Копачев C.B. Методика оценки трудовых и интеллектуальных ресурсов инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой ремонта подвижного состава // Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке: Материалы международной научно-практической конференции 31 января 2012 г.: в 10 частях. Часть 9: Мин. образования и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. С. 60-61.

КОПАЧЕВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

05.02.22 - Организация производства (транспорт).

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати: 22.10.2012 Формат бумаги - 60x90/16

Объем - 1,5 п.л. Заказ № Тираж - 80 экз.

УПЦ ГИ МИИТ, 127994 г. Москва, ул. Образцова, д.9., стр. 9

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1. Анализ проблем обновления парка подвижного состава и показателей работы предприятий по производству и ремонту подвижного состава

1.2. Анализ исследований в области организации технического обслуживания и ремонта подвижного состава.

1.3. Анализ исследований в области совершенствования технологической подготовки производства и ремонта подвижного состава.

1.4. Цель и задачи исследования.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ТРУДОЕМКОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ РЕМОНТЕ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.

2.1. Влияние различных факторов на состояние технологической подготовки производства.

2.2. Исследование квалификационного уровня инженерно-технических работников заводов, занятых технологической подготовкой производства.

2.3. Исследование уровня автоматизации технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

2.4. Комплектность конструкторско-технологической документации при ремонте подвижного состава.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

3.1. Описание полнофакторного эксперимента по исследованию трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

3.2. Организация проведения эксперимента.

3.3. Интерпретация результатов факторного эксперимента.

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. ПОДХОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ТРУДОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА.

4.1. Выбор метода для поиска оптимальных значений трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

4.2. Проведение численных экспериментов поиска экстремума исследуемой функции.

4.3. Выводы по главе 4.

Железнодорожный транспорт является одним из основных видов транспорта в Российской Федерации.

Эффективное функционирование железнодорожного транспорта играет исключительную роль в создании условий для модернизации, перехода на инновационный путь развития и устойчивого роста национальной экономики, способствует созданию условий для обеспечения лидерства России в мировой экономической системе.

Железные дороги органично интегрированы в единую транспортную систему Российской Федерации. Во взаимодействии с другими видами транспорта они удовлетворяют потребности населения, экономики и государства в перевозках. При этом железнодорожный транспорт является ведущим элементом транспортной системы, его доля в обеспечении пассажирских и грузовых перевозок составляет более 40 процентов от всего транспорта страны.

Ведущее положение железных дорог определяется их возможностью осуществлять круглогодичное регулярное движение, перевозить основную часть потоков массовых грузов и обеспечивать мобильность трудовых ресурсов. Особое значение железных дорог определяется также большими расстояниями перевозок, слабым развитием коммуникаций других видов транспорта в регионах Сибири и Дальнего Востока, удаленностью мест производства основных сырьевых ресурсов от пунктов их потребления и морских портов.

В связи с ростом интенсивности перевозок, скоростей движения, а также возросших требований по обеспечению безопасности перевозочного процесса особое внимание уделяется качеству ремонта подвижного состава.

Существенное влияние на безопасность движения поездов, наряду с традиционными причинами (надежность подвижного состава, условия эксплуатации и т.п.), оказывает также состояние технологической подготовки производства на предприятиях производящих различные виды ремонта.

Увеличение программы ремонта, а иногда и объемов ремонта требует качественного изменения всей организационной структуры ремонта подвижного состава, и, в первую очередь технологической подготовки производства.

Все это обуславливает необходимость проведения комплекса исследований, направленных на совершенствование организации ремонтного производства на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства, что позволит еще до постановки объекта в ремонт определить объем работ по технологической подготовке производства. Кроме того, это позволит без значительных материальных и временных затрат внедрять в производство новые технологии, повысит качество ремонта подвижного состава, а следовательно и уровень безопасности движения поездов.

Целью работы является совершенствование организации ремонта подвижного состава на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства методом полнофакторного эксперимента.

Объектом исследования является процесс технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

Предметом исследования является методы и алгоритмы определения и оптимизации трудоемкости процесса технологической подготовки производства.

Теоретической и методологической основой работы являются труды отечественных и зарубежных ученых и специалистов по проблемам теории организации производства, организации ремонтного производства, создания и функционирования систем качества, технологии ремонта подвижного состава: Бирбраера P.A. [1] [2], Болотина М.М. [3] [4], Воробьева A.A. [5], Галахова В.И. [6], Гличева A.B. [7], Горского A.B. [8] [5], Евсеева Д.Г. [9], Козырева В.А. [10] [11], Левина Б.А. [12], Окрепилова В.В. [13], Рахматулина М.Д. [14], Сергеева К.А. [15] [16], Скибы И.Ф. [17], Туровца О.Г. [18] [19] [20], Фомина В.А. [21] [9] и других учёных.

Методы исследований. Для решения поставленных в работе задач использовались методы теории организации, системного анализа, теории вероятностей, математической статистики, математического анализа и моделирования, теории планирования полнофакторного эксперимента и др.

Научная новизна работы: Разработана математическая модель трудоемкости технологической подготовки ремонта подвижного состава.

Полученная модель исследована на экстремум по градиентному методу и доказана её адекватность экспериментальными исследованиями.

Определены основные факторы, влияющие на трудоемкость технологической подготовки производства и, установлены их коэффициенты влияния.

Предложены методы определения: уровня квалификации инженерно-технических работников; уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава.

Практическая ценность работы: Предложенные методы могут использоваться при решении задач сокращения сроков технологической подготовки производства, повышения качества конструкторскотехнологической документации при ремонте, повышения качества ремонта подвижного состава.

Математическая модель трудоемкости может быть использована при проведении исследований, направленных на совершенствование организации производства при ремонте подвижного состава.

Полученные экспериментальные данные могут использоваться в процессе подготовки студентов по следующим дисциплинам: «Проектирование машиностроительного производства», «Технология ремонта подвижного состава», «Автоматизация производственных процессов», «Технологическая подготовка ремонта подвижного состава» и др.

Достоверность научных положений и выводов: Обоснованность и достоверность результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием теоретических и научных разработок, проведенных при исследовании трудоемкости технологической подготовки производства и применением современных методик и средств.

Личный вклад автора в науку: Личный вклад автора состоит в постановке цели диссертационной работы; формулировке задач исследований; разработке математической модели трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава; проведении теоретических и экспериментальных исследований; обработке полученных результатов; формулировке выводов и положений, выносимых на защиту.

Реализация работы: Полученные результаты работы приняты к внедрению на ОАО «Вагонреммаш» при проведении работ по технологической подготовке производства при капитально-восстановительном ремонте с модернизацией пассажирского подвижного состава.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:

1)Х Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ, 2009.

2) VII Международная научно-практическая конференция «TRANC-MECH-ART-CHEM», МИИТ, 2010.

3) Научно-практическая конференция «Неделя науки - 2010» (Наука МИИТа - транспорту), МИИТ, 2010.

4) XI Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ, 2010.

5) Международная научно-практическая конференция «Современные тенденции в науке: новый взгляд», Тамбов, 2011.

6) III Международная научно-практическая конференция «История и перспективы развития транспорта на севере России», Ярославль, 2011.

7) Научно-практическая конференция «Неделя науки - 2011» (Наука МИИТа - транспорту), МИИТ, 2011.

8) Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава», Омск, 2011.

9) Международная научно-практическая конференция «Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке», Тамбов, 2012.

10) International research and practice confercnce «European science and technology», Wiesbaden, Germany, 2012.

Публикации: Основные положения диссертации достаточно полно отражены в 17 печатных работах, в том числе 4 статьи опубликованы в периодических изданиях, рекомендованных ВАК России.

На защиту выносятся: Метод определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава.

Метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой ремонта подвижного состава.

Методика проведения и результаты экспериментального исследования трудоемкости технологической подготовки ремонта методом полнофакторного эксперимента.

Диссертационная работа выполнена в рамках выполнения проекта: «Инновационная ресурсосберегающая производственно-транспортная система, обеспечивающая безопасную и быструю перевозку грузов с конкурентным уровнем затрат на эксплуатацию и ремонт основных средств железнодорожного транспорта (на полигоне Рыбное - Челябинск)», в разделе: «Интеллектуальный ремонт тягового подвижного состава».

Диссертация выполнена на кафедре «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» (ТТМ и РПС) «Московского государственного университета путей сообщения» (МГУПС (МИИТ)). Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю, к.т.н., профессору В.А. Фомину; зав. кафедрой д.т.н., профессору Д.Г. Евсееву и коллективу кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» (МГУПС (МИИТ)).

Автор выражает благодарность старшему преподавателю кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» к.т.н. Кулькову A.A. за помощь в организации работы над диссертацией.

Объем и структура диссертации:

Объём работы составляет 120 страниц. Список литературы включает 101 источник. Работа иллюстрирована 31 рисунком и 28 таблицами.

4.3. Выводы по главе 4

1. Математическая модель трудоемкости технологической подготовки ремонта подвижного состава исследована на экстремум, тем самым найдены оптимальные значения трудоемкости.

2. Оптимальная трудоемкость ТПП при ремонте ПС (для исследуемых предприятий) достигается при следующих значениях:

U=61% - уровень инженерно технических работников,

А=75% - уровень автоматизации технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава,

К=53% - комплектность конструктроско-технологической документации.

Текущие значения факторов для исследуемых предприятий не превышают следующие значения: U=52%; А=51%; К=22 %.

3. Данное исследование подтверждает, что необходимо стремиться к постоянному совершенствованию ТПП при ремонте подвижного состава путем повышения, в первую очередь, уровня автоматизации ТПП.

109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В настоящей диссертационной работе изложены научно обоснованные технологические и технические решения по совершенствованию организации ремонтного производства на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента, имеющие существенное значение для организации производства на железнодорожном транспорте.

2. На основе анализа текущего состояния парка подвижного состава, производственных показателей железнодорожного машиностроения, системы ремонта установлено, что практически единственных выходом из сложившейся ситуации является капитальный ремонт подвижного состава. Совершенствование организации ремонта подвижного состава может быть достигнуто за счет комплекса мероприятий по совершенствованию технологической подготовки производства. Первоочередным из мероприятий является разработка математической модели трудоемкости ТПП.

3. Определены основные факторы, влияющие на трудоемкость ТПП, и установлены их коэффициенты влияния. В результате показано, что наибольшее влияние оказывает состояние технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава. Проведено ранжирование факторов и, выделены для исследований следующие: уровень квалификации инженерно-технических работников, уровень автоматизации ТПП и комплектность конструкторско-технологической документации.

4. Разработан метод, алгоритм определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава. Выполнена практическая оценка уровня ТПП по разработанному методу на ведущих ремонтных предприятиях.

5. Разработан метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, методом экспертных оценок и выполнена практическая оценка уровня квалификации инженерно-технических работников на ведущих ремонтных предприятиях.

6. Выполнена оценка комплектности конструкторско-технологической документации на предприятиях по ремонту подвижного состава.

7. Установлена зависимость трудоемкости работ по технологической подготовке ремонтного производства от уровня квалификации инженерно-технических работников, уровня автоматизации процесса технологической подготовки ремонта и комплектности конструкторско-технологической документации. Показано, что трудоемкость процесса технологической подготовки производства будет принимать минимальные значения при максимально возможных значениях всех влияющих исследуемых факторов. В силу различных причин, на практике добиться максимальных значений довольно сложно, поэтому математическая модель исследовалась на экстремум для нахождения оптимальных значений факторов, влияющих на трудоемкость ТПП.

8. Разработанные в диссертационной работе методы и алгоритмы могут использоваться как совместно, так и отдельно для определения соответствующих показателей.

9. Разработанная модель позволяет для каждого конкретного предприятия определить трудоемкость работ, определить сроки технологической подготовки производства, повысить производительность труда инженерно-технических сотрудников, повысить качество конструкторско-технологической документации при ремонте подвижного состава, повысить качество ремонта подвижного состава, тем самым и уровень безопасности перевозок.

Ill

1. Бирбраер P.A. Методология реорганизации систем технологической подготовки производства на основе моделей инженерного консалтинга: дис. доктора техн.наук.- М., 2009. 234 с.

2. Бирбраер P.A., Альтшулер И.Г. Основы инженерного консалтинга: Технология, экономика, организация. М.: "Дело", 2007. - 152 с.

3. Болотин М.М. Автоматизированные рабочие места вагоноремонтного производства. Поиск решения. Модели и экспертиза производства. Часть 2. М.: МИИТ, 2008,- 126 с.

4. Болотин М.М., Воротников В.Г., Козлов М.В. Критерии и способы оценки ресурсов депо. Мир транспорта.- 2009. №3. - С. 14-25.

5. Горский A.B., Воробьев A.A. Оптимизация системы ремонта локомотивов. М.: Транспорт, 1994. - 208 с.

6. Левин Б.А.; Галахов В.И.; Заречкин Е.Ю.; Усмапов Б.Ф. Человоеческие ресурсы корпорации: Стратегия и практика управления. М.: «Академкнига», 2005. - 670 с.

7. Гличев A.B., Погожев И.Б., Шор Я.Б. Актуальные задачи квалиметрии // Стандарты и качество. 1971. - №11. - С. 30-33.

8. Горский A.B., Воробьев A.A. Надежность электроподвижного состава. -М.: Маршрут, 2005. 303 с.

9. Козырев В.А. Основы оптимизации системы эксплуатации и организации ремонта грузовых электровозов: учеб. пособие. Ч. 2. М.: МИИТ, 1998. -111 с.

10. Козырев В.А. Технико-экономический уровень электровозоремонтного производства. М.: изд. МГУПС (МИИТ), 1994. - 68 с.

11. Левин Б.А., Галахов В.И. Человек в транспортной среде / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Б. А. Левина. М.: Транспорт, 2001. - 232 с.

12. Окрепштов B.B. Управление качеством. М.: Экономика, 1998. - 639 с.

13. Рахматулин М.Д. Технология ремонта тепловозов. М.: "Транспорт", 1983.- 336 с.

14. Сергеев К.А. Повышение эффективности работы вагоноремонтных предприятий за счет перехода на автоматизированное проектирование технологической подготовки производства // Haya и техника транспорта. -2003. №2.-С. 20-24.

15. Сергеев К.А. Теоретические основы и методы построения системы технической подготовки производства вагоноремонтных предприятий: дис. доктора технических наук. М., 2005. - 372 с.

16. Скиба И.Ф. Комплексно-механизированные поточные линии в вагоноремонтном производстве. М.: Транспорт. 1982. - 136 с.

17. Туровец О.Г. и др. Организация производства. Воронеж: Изд. ВПИ, 1993.- 384 с.

18. Туровец О.Г. и др. Теория организации машиностроительного производства. Воронеж: Изд. ВПИ, 1992. - 114 с.

19. Летенко В.А., Туровец О.Г. Организация машиностроительного производства: Теория и практика. М.: Машиностроение, 1982. - 208 с.

20. Фомин В.А. Методология оценки производственной мощности // Мир транспорта. 2009. - №1. - С. 19-27.22 "Реформа естественных монополий" Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ipem.ru (дата обращения 23.02.2012).

21. Скиба И.Ф. Комплексная механизация и автоматизация ремонта подвижного состава. М.: Транспорт, 1977. - 243 с.

22. Мотовилов К.В., Лукашук B.C., Криворудченко В.Ф., Петров A.A. Технология производства и ремонта вагонов. М.: Маршрут, 2003. - 382с.

23. Устич П.А., Карпычев В.А., Овечников М.Н. Надежность рельсового нетягового подвижного состава. М.: ИГ "Вариант", 1999. - 416 с.

24. Соколов М.М. Диагностирование вагонов. М.: "Транспорт", 1990. - 197 с.

25. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Комплексная подготовка ремонтного производства // Мир транспорта. 2007. - №4. - С. 106-111.

26. Аксенов В.А., Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Технологические процессы механообработки и сборки при ремонте подвижного состава. -Новосибирск: Изд. СГУПС, 2001. 519 с.

27. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Технологический аудит предприятий по производству запасных частей и комплектующих изделий // Безопасность движения поездов. Труды 5 научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2004. - 238 с.

28. Головаш А.Н., Куршакова Н.Б. Совершенствование системы ремонта подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 2009. - № 5.- С. 49.

29. Скиба И.Ф., Мотовилов K.B. Анализ путей повышения экономической эффективности вагоноремонтных заводов. Межвузовский сборник научных трудов. Вопросы совершенствования технологии. Организация и ремонта вагонов. М. 1984. - С. 35-43.

30. Кривич О.Ю. Повышение уровня технологической подготовки производства вагоносборочных участков ремонтных депо: дис. кандидата технических наук. М., 2009. - С. 27-92.

31. Скребков A.B. Определение оптимальной структуры ремонтного цикла электровозов в конкретных условиях эксплуатации: дис. кандидата технических наук. М.: МИИТ. 2003. - 137 с.

32. Гридюшко В.И., Бугаев В.П., Криворучко Н.З. Вагонное хозяйство: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: Транспорт, 1988. - 295 с.

33. Герасимов B.C. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. М.: Транпорт, 1988.- 381 с.

34. Бугаев В.П. Совершенствование организации ремонта вагонов, системный подход. М.: "Транспорт", 1982. - 152 с.

35. Сенько В.И., Бараш Ю.С. Поточные линии ремонта грузовых вагонов с гибким маневрированием. Межвузовский сборник научных трудов "Динамика и прочность грузовых вагонов". М.: МИИТ, 1986. - 152-159 с.

36. Гундаев И.В. Разработка и моделирование технологических процессов ремонта колесных пар вагонов: дис. кандидата технических наук.- М.: МИИТ, 2010.- 146 с.

37. Попов Д.С. Организация технологической подготовки ремонтного производства на основе анализа фактического состояния подвижного состава: дис. кандидата технических наук. Новосибирск, - 2006. - 174 с.

38. Корытов А.Ю. Организационно-методическое обеспечение качества капитального ремонта подвижного состава: дис. кандидата технических наук. М., 2009. - 156 с.

39. Дуванов М.М., Фомин В.А. Методика оценки уровня работающих инженерных служб, занятых технологической подготовкой производства по ремонту подвижного состава //Труды Всероссйской конференции

40. Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». -Красноярск, 2005. С. 89-92.

41. Дуванов М.М., Фомин В.А. Проектные технические решения и их необходимость в технической подготовке при ремонте подвижного состава. Труды научно-практической конференции Неделя пауки 2004 «Наука транспорту». - М.: МНИТ, 2005. - С. 85-86.

42. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Влияние уровня технологической подготовки производства по ремонту подвижного состава на безопасность движения поездов // Безопасность движения поездов. Труды 6 научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2005. - С. 192/4-193/4.

43. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Методика оценки структуры технологического оборудования ремонтных предприятий // Безопасность движения поездов. Труды 9 научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2008. - С. 92-93.

44. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Цели и методы реализации технической подготовки ремонта подвижного состава // Безопасность движения поездов. Труды 11 научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2010. - С. 111-112.

45. А.Ю., Корытов. Обработка поверхностей протягиванием в ремонтном производстве // Аналитический промышленный журнал "Инструмент, технология, оборудование". М.: Изд. "ИТО", 2004. - №5. - С. 36-37.

46. Копачев C.B., Фомин В.А. Техническая подготовка производства ремонтных предприятий основа безопасности движения поездов // Безопасность движения поездов. Труды 10 научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2009. - С. 8/29-8/30.

47. Копачев C.B. Качество технического обслуживания и ремонта подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки -2011 «Наука МИИТа транспорту». - М.: МИИТ, 2011.- С. 3/161.

48. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Пути совершенствование системы технологической подготовки производства по ремонту подвижного состава // Труды Всероссийской конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». Красноярск, 2005. - С. 78-79.

49. Горанский Г.К., Бендерова Э.И. Технологическое проектирвание в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. -М.: "Машиностроение", 1981. -455 с.

50. Корчак С.Н., Кошин А.А., Ракович А.Г., Синицын Б.И. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: учебник для ВУЗов. М.: Машиностроение, 1988. - 352 с.

51. Капустин Н.М., Кузнецов П.М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении. М.: Москва, 2004. - 415 с.

52. Сергеев К.А., Кривич 0.10. Оценка затрат ресурсов в технологических процессах ремонта вагонов. Сборник ВИНИТИ "Транспорт. Наука, техника, управление". 2003. №12. - С. 20-22.

53. Денисов В.Т. Управление инновационным развитием технической подготовки производства. Донецк: "НАН Украины", 2009. - 158 с.63 http://www.tflex.ru/products/docs/ (дата обращения: 29.01.2012).

54. Копачев C.B. Анализ исследований в области совершенствованиятехнологической подготовки производства и ремонта подвижного состава // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ. 20 И. - 4.2. - С. 20-26.

55. Копачев C.B. Влияние различных факторов на трудоемкость технологической подготовки ремонта подвижного состава в условиях действующей системы ремонта // Вестник транспорта Поволжья. 2012. -№1(31).-С. 69-77.

56. Копачев C.B. Технологическая подготовка ремонта подвижного состава // Мир транспорта. 2011. - №5. - С. 94-98.

57. Кумэ X. Статистические методы повышения качества: Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1990. - 304 с.

58. Якунин В.И. Основные проблемы отрасли железнодорожного машиностроения и пути их разрешения // Техника железных дорог, 2009. -№4(8). С. 8-13.

59. Фатхутдинов P.A. Организация производства: учебник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2005. - 528 с.

60. Фомин В.А., Копачев C.B. Техническая подготовка производства ремонтных предприятий основа безопасности движения поездов // Безопасность движения поездов. Труды 10 научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2009. - С. 8/29-8/30.

61. Копачев C.B. Технологическая подготовка производства предприятий по ремонту подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки 2011 «Наука МИИТа - транспорту». - М.: МИИТ, 2011. -С. 3/161-3/162.

62. Фомин В.А., Копачев C.B. Технологическая подготовка производства ремонтных предприятий основа качества и безопасности перевозочного процесса // История и перспективы развития транспорта на Севере

63. России: Сборник научных статей / Под. ред. проф. О.М. Епархина, Ярославль: изд-во ООО «Принтхаус», 2011. С. 56-60.

64. Копачев C.B. Совершенствование технологической подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // Вагонный парк. 2012. - №2 (59). - С. 24-27.

65. Малоземов H.A., Иунихин А.И., Каплунов М.П. Тепловозоремоптные предприятия. Организация, планирование и управление. М.: "Транспорт", 1988.-296 с.

66. Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Общие положения концепции развития производства по ремонту подвижного состава // Транспорт России: проблемы и перспективы. Труды Всероссийской научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2007. - С.71-74.

67. ГОСТ 2.102-68. ЕСКД. Виды и комплекность конструкторских документов.

68. ГОСТ 3.1102-81. ЕСТД. Стадии разработки и виды документов.

69. ГОСТ 2.604.-68. ЕСКД. Чертежи ремонтые.

70. Копачев C.B. Общая оценка состояния конструкторской подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // Труды научно-практической конференции: Неделя науки 2010 «Наука МИИТа -транспорту». - М.: МИИТ, 2010. - С. 1/45-1/46.

71. Копачев C.B. Общая оценка уровня состояния конструкторской подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // «TRANC-MECH-ART-CHEM» / Труды 7 Международной научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2010. - С. 172-174.

72. FISHER R.A. The Design of Experiments. 6-th ed. London, Oliver and Boyd, 1951.-244 p.

73. Налимов B.B., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: «Наука». 1965. - 326 с.

74. Маркова Е.В., Лисенков А.Н. Планирование экспериментов в условиях неоднородностей. М.: «Наука», 1973. - 221 с.

75. Копачев C.B. Совершенствование технологической подготовки ремонта подвижного состава // Транспорт Урала. 2012. - №2 (33). - С. 111-115.

76. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. "Техника", 1975. - 168 с.

77. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: «Наука», 1976. -279 с.

78. Адлер Ю.П., Ратнер А.И., Лещинская Г.Ф. Об активно-пассивном эксперименте. Научные труды Гиредмета. М.: «Металлургия», 1969. -С. 16-29.

79. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории вероятностей. -М.: Радио и связь, 1983. 416 с.

80. Коссов B.C. Оздоровление эксплуатационного парка магистральных тепловозов // Железнодорожный транспорт. 2002. - №11. - С. 23-27.

81. Кузнецов А.Г., Жданов В.Н., Сурнев В.И. Ремонт вагонов промышленного транспорта. М.: Транспорт, 1996. - 180 с.

82. Левашев Е.Д. Ремонт электроподвижного состава. М.: Транспорт, 1997. - 308 с.

83. Покровский С.А., Мямлин В.В., Балаканов В.А., Пивень В.А. Повышение качества ремонта вагонов. М.: Транспорт, 1995 - 37 с.

84. ЮОПолишко С.П., Козлов А.Л. Управление качеством продукции. Киев: Техника, 1978.- 142 с.

85. Кузмич В.Д. Локомотивы. Основные этапы из развития. М: МИИТ, 1985.- 84 с.