автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование работы производственных участков по ремонту автосцепных устройств вагонов на основе моделирования технологических процессов

□□3170579

На правах рукописи

ГОТАУЛИН ВАЛЕРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УЧАСТКОВ ПО РЕМОНТУ

АВТОСЦЕПНЫХ УСТРОЙСТВ ВАГОНОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05 22 07 — Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ., п

I 9 Ш'-И ДЯ

003170579

На правах рукописи

ГОТАУЛИН ВАЛЕРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УЧАСТКОВ ПО РЕМОНТУ

АВТОСЦЕПНЫХ УСТРОЙСТВ ВАГОНОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05 22 07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство»

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент

Сергеев Константин Александрович

Официальные оппоненты

Доктор технических наук, профессор Устич Петр Андреевич (МИИТ) Кандидат технических наук, старший научный сотрудник Райков Герман Васильевич (ВНИИЖТ)

Ведущая организация Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), г Екатеринбург

Защита диссертации состоится 19 июня 2008 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 218 005 01 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу 127994, Москва, ул Образцова, 15, аудитория 2505

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения

Автореферат разослан 19 мая 2008 г

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета Московского государственного университета путей сообщения

Ученый секретарь диссертационного совета, д т н , доцент

' СаврухинАВ

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В настоящее время весьма актуальной является задача совершенствования работы вагоноремонтного производства за счет создания и внедрения прогрессивных систем проектирования технологических процессов в технологическую подготовку производства вагонных депо При решении этой задачи повышается производительность труда технологов, существенно сокращаются сроки внедрения в производство новых технологий и средств технологического оснащения, улучшается технологическая дисциплина и качество ремонта и технического обслуживания, а, следовательно, повышается безопасность движения поездов

Цель диссертационной работы. Целью настоящей диссертационной работы является совершенствование работы производственных участков по ремонту автосцепных устройств вагонов на основе моделирования технологических процессов их ремонта и технического обслуживания

Для достижения цели решены следующие задачи

• проанализировано техническое состояние и определены основные причины отказов автосцепных устройств вагонов,

• выполнено обследование рабочей технологической документации и фактических технологий, действующих на участках по ремонту автосцепных устройств вагонов, на их соответствие требованиям нормативных документов,

• разработана методика экспериментальной оценки технологической подготовки производства на участках по ремонту автосцепных устройств,

• разработаны математические модели технологических процессов ремонта и технического обслуживания автосцепных устройств,

• разработано программно-методическое и информационное обеспечение автоматизированного рабочего места технолога производственного участка по ремонту автосцепных устройств «АРМ-технолога КПА»,

• разработаны и реализованы в вагонных депо в виде элементов АРМ эффективные технологические процессы технического обслуживания и ремонта автосцепных устройств

Объект исследования. Объектом исследования в диссертации являются участки по ремонту автосцепных устройства вагонов как составная часть ремонтной базы вагонного хозяйства

Предмет исследования. Предметом исследования является система технологической подготовки производства (ТПП) этих участков в части проектирования современных технологических процессов ремонта и технического обслуживания (ТО) автосцепных устройств вагонов

Методика исследования При проведении исследований были использованы методы, разработанные на основе таких наук, как теория технических систем, теория принятия решений, теория массового обслуживания, теория графов, вычислительная математика, математическое программирование, дискретная математика, теория оптимизации технологических процессов, теория планирования эксперимента, системный анализ, а так же структурно-параметрический метод

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что впервые

• разработана методика практической оценки состояния технологической подготовки производства на участках по ремонту автосцепных устройств вагонов,

• выполнена оценка состояния технологической подготовки производства на участках по ремонту автосцепных устройств вагонов,

• разработана методика экспериментальной оценки структуры и параметров технологических процессов на участках по ремонту автосцепных устройств вагонов,

• выполнена оценка структуры и параметров технологических процессов на участках по ремонту и ТО автосцепных устройств вагонов,

• разработана методика построения математических моделей технологических процессов ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов,

• разработаны и построены математические модели технологических процессов ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов,

• разработана и построена графическая информационная модель системы ТПП для участка по ремонту и ТО автосцепных устройств вагонов

Практическая значимость Практическая значимость работы состоит в следующем

• разработан комплекс мер по совершенствованию технологической подготовки производства на участках по ремонту и ТО автосцепных устройств вагонов, основным ядром которого является система «АРМ-технолога КПА», позволяющая существенно сократить сроки технического перевооружения, увеличить производительность

труда инженерно-технических работников, повысить качество технологической документации, а, следовательно, качество ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов,

• для создания системы «АРМ-технолога КПА» разработано специализированное программно-методическое обеспечение, реализующее на ЭВМ процедуры технологического проектирования участков по ремонту автосцепных устройств вагонов, создан банк данных, содержащий основные технологические процессы, выполняемые при ремонте и ТО автосцепных устройств вагонов,

• система «АРМ-технолога КПА» внедрена на пяти вагоноремонтных предприятиях,

• с помощью системы «АРМ-технолога КПА» разработаны и внедрены в вагонные депо более 30 конкретных технологических процессов ремонта и ТО автосцепных устройств,

• разработаны технические требования к проведению аттестации участков по ремонту автосцепных устройств, проведена оценка этих участков в 10 грузовых и 8 пассажирских вагонные депо

Положения и результаты диссертации, выносимые на защиту Математические модели технологических процессов, выполняемых на производственных участках по ремонту автосцепного устройства Методика экспериментальной оценки ТПП на участках по ремонту автосцепного устройства Графическая информационная модель системы ТПП для участка по ремонту автосцепного устройства Программно-методический комплекс, реализующий решение задач ТПП и содержащий основные технологические процессы и операции, выполняемые при ремонте и ТО автосцепного устройства вагонов

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» РГОТУПС, на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТ, на технических советах вагоноремонтных предприятий ЛВЧД Москва-3, ЛВЧД Воронеж, ЛВЧД Горький-Моск , ЛВЧД Москва-Киевская, ВЧД Подмосковная

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе одна работа в издании, рекомендованном ВАК для опубликования основных научных результатов диссертаций

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений Общий объем диссертации (без приложений), включая таблицы и рисунки, составляет 155 страниц Рисунков в тексте 52, таблиц 13, приложений 3 Список использованной литературы составляет 156 наименований

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность проведенных в диссертации исследований, приведена краткая характеристика работы, сформулированы ее научная новизна и практическая ценность

В первой главе диссертационной работы представлен обзор и анализ исследований по совершенствованию работы производственных участков по ремонту автосцепных устройств вагонов

Существенного развития технология ремонта вагонов, надежность вагонов и организация вагоноремонтного производства, как взаимосвязанные научные дисциплины достигли благодаря работам отечественных ученых И Ф Скибы, М М Болотина, К В Мотовилова, П А Устича, А А Хохлова, В И Сенько, В В Лукина, М М Соколова, ДГЕвсеева, А А Воробьева, А В Горского, К А Сергеева, Г В Райкова, В Н Жданова, В А Фомина, В С Герасимова, В В Коломийченко, А В Кирилкжа, И В Лакина, А М Ножевникова, Н В Ответчикова, Ю С Подшивалова, А А Александрова, С А Алехина, В А Ильина, В Н Цюренко, С И Пашарина, В В Мямлина, С Г Иванова, В С Наговицына, В В Пигунова, В Ф Разона, Ю С Бараша, В А Ежикова, И Д Козубенко, Д И Хабы, М И Харитонова, В Б Шляпина Научные школы в области технологии ремонта вагонов, надежности вагонов и организации вагоноремонтного производства сложились во многих учебных и научных организациях России МИИТ (Москва), РГОТУПС (Москва), ВНИИЖТ (Москва), ПГУПС (Санкт-Петербург), ОмГУПС (Омск), УрГУПС (Екатеринбург), ДВГУПС (Хабаровск) Можно выделить следующие основные направления исследований, которыми занимаются ученые этих школ исследования в области надежности вагонов, работы, связанные с исследованием и разработкой способов выполнения технологических операций, исследования в области организации, планирования и управления вагоноремонтным производством

Важным направлением исследований по совершенствованию вагоноремонтной базы является разработка способов выполнения технологических операций, применяемых при техническом обслуживании и ремонте вагонов Основными разработчиками в этой области являются ВНИИЖТ, Проектно-конструкторское бюро Департамента вагонного хозяйства ОАО «РЖД» (ПКБ ЦВ) и Проектно-конструкторское бюро Федеральной пассажирской дирекциии ОАО «РЖД» (ПКБ ЦЛ), которые разрабатывают нормативные документы, регламентирующие технологию выполнения работ по ремонту и ТО вагонов

На основе перечисленных выше исследований сформировалась теоретическая база и практические рекомендации для повышения эффективности работы вагоноремонтных предприятий В связи с этим встает необходимость реализовать эти рекомендации в условиях конкретного производства Поэтому большое количество исследований посвящено решению задач организации и управления производством по ремонту вагонов В области организации и управления вагоноремонтным производством можно выделить следующие основные направления исследований исследования в области размещения вагоноремонтных предприятий на сети железных дорог, исследования, направленные на совершенствование управления работой вагоноремонтных предприятий, а также на повышение их эффективности за счет рационального выбора организационно-технологических параметров производственных участков основного и вспомогательного производства, исследования, направленные на совершенствование ТПП в вагонных депо

В настоящее время на железных дорогах России применяется автосцепка СА-3 Автосцепное устройство вагонного типа устанавливается на грузовых и пассажирских вагонах, тепловозах, электровозах, вагонах дизель- и электропоездов и тендерах паровозов, а паровозного - на паровозах, мотовозах, автодрезинах и некоторых специальных вагонах Для восьмиосных и некоторых специальных вагонов на базе автосцепки СА-3 был разработан модернизированный вариант автосцепки СА-ЗМ, отличающийся от серийного повышенной прочностью, полученной благодаря изменению конструкции Уралвагонзаво-дом разработана автосцепка СА-4 (сцепка автоматическая, четвертый вариант), Автосцепка имеет усиленный хвостовик, торцовая часть которого, как и у хвостовика автосцепки СА-3, выполнена в плане полукруглой ВНИИЖТом совместно с конструкторами Тверского вагоностроительного завода разработана автосцепка ПАЖ (СА-5), не допускающая в сцепленном состоянии относительных вертикальных перемещений сцепок

Техническое обслуживание и ремонт автосцепного устройства подвижного состава производятся на ПТО, производственных участках вагонных депо и вагоноремонтных заводов, имеющих специальные удостоверения установленной формы

Основным документом, определяющим порядок ремонта и технического обслуживания автосцепного устройства, является Инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог Российской Федерации ЦВ-ВНИИЖТ-494

Всего в Вагонном хозяйстве действует более 40 нормативно-технических документов (инструкции, типовые технологические процессы, технологические инструкции, руководства по ремонту, технологические карты), которые регламентируют ремонт и ТО автосцепных устройств вагонов.

Для поддержания автосцепного устройства в исправном состоянии установлены следующие виды осмотра: полный осмотр, наружный осмотр, проверка автосцепного устройства при техническом обслуживании подвижного состава.

Вторая глава посвящена анализу технического состояния автосцепных устройств вагонов в эксплуатации и исследованию технологической подготовки и фактических технологий на участках по ремонту автосцепных устройств.

Общий анализ случаев брака из-за неисправностей автосцепного устройства проводился на основании данных ОАО «РЖД».

В 2006 году общее количество брака из-за неисправностей автосцепного устройства составило 139 случаев, в том числе 46 обрывов и 93 саморасцепа автосцепок. Распределение обрывов и саморасцепов по железным дорогам представлено на рис. 1.

Е

■ з

г I

т

[и

Я Л

/// // / / / / / / / / / / / / V ' /о * ^ 'У/"V 'V 0

У ЬУ У У / У ,/

/ "V у /V ////г у -о

Рис.1. Распределение обрывов и саморасцепов автосцепок за 2006 год

В 2006 году из 46 случаев брака по причине обрывов деталей автосцепного устройства 33 случая приходится на корпуса автосцепок (71,7% от всех обрывов), 8 на тяговый хомут (17,4%) и 5 на клин тягового хомута (10,9%). Распределение зон обрывов корпусов автосцепок показано на рис. 2. Наиболее слабым местом является зона перемычки хвостовика - 63% обрывов.

На рис. 3 показаны причины саморасцепов автосцепок. Основными из них являются: обрыв кронштейна расцепного рычага, излом шипа замка, излом полочки для предохранителя и др.

Согласно ГОСТ 14.004-83 под технологической подготовкой производства понимают совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства (наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями).

Перемычка хвостовика; 63,00%

Место перехода от головы к хвостовику; 18,50%

Хвостовик (между головой и перемычкой); 14,80%

Малый зуб; 3,70%

Рис.2. Распределение зон обрывов корпусов автосцепок

Утопленный замок: 3,40% Заклинивание замка; 3,40%

Неисправность замкодержателя; 3,40%

Тонкомерный замок; 3,40%

Излом, падение клина тягового хомута; 5,10%

Излом шипа замка; 10,20%

Излом перемычки замка; 1,70%

Неполное сцепление автосцепок; 1,70%

Обрыв кронштейна

расцепного рычага; 11.90%

Износ овального отверстия; 5,10%

Провисание автосцепки; 6,80%

Износ шипа замкодержателя; 6,80%

Излом предохранителя от саморасцепа; 6,80%

Нахождение расцепного рычага на полочке; 10,20%

Излом, изогнутость верхнего плеча предохранителя; 10,20% Излом полочки для предохранителя от са мора сцепа, 10.20%

Рис.3. Причины саморасцепов автосцепок

Технологическая подготовка ремонтного производства включает решение задач, группируемых по следующим основным функциям: функция 1 — обеспечение ремонтной технологичности конструкции изделия; функция 2 — разработка технологических процессов ремонта и технического обслуживания; функция 3 — проектирование и из-

готовление средств технологического оснащения, необходимых при ремонте и ТО; функция 4 - организация и управление процессом ТПП ремонтного производства.

В рамках диссертации проводилась экспериментальная оценка уровня ТПП участков по ремонту автосцепных устройств в вагонных депо сети дорог. Обследованию подвергались грузовые и пассажирские вагонные депо. Регистрировалась степень выполнения основных задач ТПП на каждом участке депо. Для оценки выполнения каждой задачи были разработаны весовые коэффициенты. Для автоматизации обработки применялась специально разработанная в диссертации программа оценки степени выполнения задач и функций ТПП «Рейтинг производственных участков по ремонту автосцепных устройств».

На рис. 4 показана диаграмма «Рейтинг производственных участков по ремонту автосцепных устройств». Как видно из диаграммы средний балл ТПП обследуемых депо составляет 0,95 при максимальном балле, равном 2. Уровень ТПП в этих депо составляет 50% от требуемого.

■1:184 ■

0,799

0.689

, 0,988

-г

/////^^//У//////

лТ

г /у

Наименование депо

Рис.4. Рейтинг производственных участков по ремонту автосцепных

устройств

На кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» РГОТУПС проводятся экспериментальные работы по сбору, анализу и обобщению параметров рабочих технологических процессов, действующих в вагонных депо сети дорог. Это позволяет строить модели реальных технологиче-

ских процессов В частности, автором диссертации были обследованы технологические процессы ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов в грузовых и пассажирских депо Обследование проводилось по методике, разработанной в рамках настоящей диссертации В результате экспериментальной оценки получены следующие результаты обследовано 8 пассажирских и 10 грузовых вагонных депо, обследовано более 200 технологических документов на ремонт и ТО автосцепных устройств вагонов, определен перечень необходимых технологических документов для ремонта и ТО сборочных единиц и деталей автосцепных устройств, для каждой детали и сборочной единицы составлен перечень возможных дефектов, возникающих в эксплуатации, составлен перечень возможных операций, выполняемых при ремонте и ТО сборочных единиц и деталей, составлены схемы технологических процессов, выполняемых на участке, построены структурные модели технологических процессов

В третьей главе разработаны модели системы технологической подготовки производства для участков по ремонту и техническому обслуживанию автосцепных устройств вагонов

Разработана и построена графическая информационная модель системы технологической подготовки производства для участка по ремонту автосцепных устройств вагонов, которая представляет собой схематическое описание системы ТПП и отражает номенклатуру функций и задач, решаемых в системе, информационные связи системы, последовательность решения задач в системе, входную информацию, необходимую для решения задач, и выходную информацию, получаемую при их решении, технические характеристики информации (объем, периодичность возникновения), виды носителей информации, используемых в решении задач, процедуры решения задач ТПП, состав технических средств, используемых при решении задач, состав административных подразделений, участвующих в решении задач ТПП

Блок-схема функций системы технологической подготовки производства на участке по ремонту автосцепных устройств вагонов показана на рис 5 Блок-схема задач функции «Разработка технологических процессов 1 2 00» показана на рис 6

Приведенные на рис 5 и 6 блок-схемы устанавливают информационные связи между подразделениями, участвующими в ТПП В основе методики построения этих блок-схем лежат рекомендации Госстандарта

о

(Г);

Принятые обозначения ремонтное произволегво

м атери ал ьно-тех н ическое снабжение

£

О

• поставщики - ОАО "РЖД"

Д I I 01 01 - Д 1 4 08 01—носители информации

Рис 5 Блок-схема функций системы технологической подготовки производства на участке по ремонту автосцепных устройств вагонов

Принятые обозначения ' Задача Задача I 14 00 | - Функция (внешняя)

- Носитель информации _С^^

- См обозначения на рис 5

Рис 6 Блок-схема задач функции «Разработка технологических процессов ремонта автосцепных устройств 1 2 00» системы ТПП вагонного депо

При разработке математических моделей использован метод, разработанный на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» РГОТУПС Объектами моделирования являются технологические процессы (ТП) ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов Рассмотрены два объекта ТП ремонта сборочной единицы автосцепного устройства и ТП ремонта детали автосцепного устройства

При проектировании технологических процессов использованы четыре основные группы процедур процедуры структурного анализа, процедуры параметрического анализа, процедуры структурного синтеза, процедуры параметрического синтеза

Задачей структурного анализа является определение выходных параметров объекта моделирования в зависимости от его структуры (состава и последовательности элементов), внутренние параметры элементов остаются неизменными Рассмотрены две группы объектов моделирования — технологические процессы, технологические операции

В общем виде математическая модель процедуры структурного анализа технологического процесса может быть записана в виде

\¥тп = Р(8Т), (1)

где \Угп — множество выходных параметров ТП,

8Т - структура ТП

Математическая модель процедуры структурного анализа устанавливает зависимость выходных параметров (\¥тп) от структуры (81) технологического процесса, т е позволяет определить \Утп для различных структурных вариантов ТП при неизменных параметрах его операций (Ст)

В этом случае ТП может быть представлен в виде графа (см рис 7), который определяет состав и последовательность (маршрут) выполнения операций Вершины графа соответствуют операциям ТП, а дуги характеризуют последовательность выполнения операций

т,, т2, , т, , тт - операции ТП,

г.2> Г2з- ' го-.у ' г<т-1)т - связи меадУ операциями,

с,Т, с2т, , ст, , стт - свойства операций

Рис 7 Граф (в) фиксированной структуры технологического процесса (в)

Полагая внутренние свойства (параметры) операций технологического процесса (Ст) неизменными, выразим его выходные параметры через эти свойства

т

т ГI

г<

т

ТП

w7=IcJ7,

т 1-1

где - трудоемкость выполнения ТП,

С, - свойство <у-й» операции, характеризующее трудоемкость ее выполнения,

— продолжительность технологического цикла, С 2 - свойство <у-й» операции, характеризующее продолжительность ее выполнения,

(2)

\У3 — расход материалов и запасных частей на выполнение

ТП,

С 3 — свойство «\-\Ь> операции, характеризующее расход материалов и запасных частей на ее выполнение,

\¥4 - расход электроэнергии на выполнение ТП, С 4 - свойство <у-й» операции, характеризующее расход электроэнергии на ее выполнение,

\¥5 — расход сжатого воздуха на выполнение ТП, С5 - свойство «]-й» операции, характеризующее расход сжатого воздуха на ее выполнение,

У/6 - расход пара на выполнение ТП,

С6 — свойство <у-и» операции, характеризующее расход пара на ее выполнение,

\У7 - расход воды на выполнение ТП, С 7 - свойство <у-й» операции, характеризующее расход воды на ее выполнение,

\У8 - себестоимость ТП,

С8 - свойство «}-к» операции, характеризующее себестоимость ее выполнения,

ш - количество операций, входящих в состав технологического процесса

Таким образом, математической моделью процедуры структурного анализа технологического процесса, состав и последовательность операций которого определены графом «в», являются формулы вида (2), которые выражают зависимость выходных параметров ТП от его структуры при неизменных свойствах (параметрах) отдельных операций, входящих в его состав

На втором уровне моделируется технологическая операция, элементами которой являются переходы (операционное описание) В общем виде математическая модель процедуры структурного анализа технологической операции может быть записана в виде, аналогичном модели технологического процесса (2)

Таким образом, математической моделью процедуры структурного анализа технологической операции являются формулы, которые выражают зависимость выходных параметров операции от ее структуры при неизменных свойствах (параметрах) отдельных переходов, входящих в ее состав Примеры структурных моделей ТП ремонта автосцепки в сборе и замка автосцепного устройства показаны на рис 8 и 9

1 Контроль входной 12 Ремонт детали (или СЕ) №2

2 Транспортировка на исключение 13 Ремонт детали (или СЕ) №«п»

3 Транспортировка на склад годных 14 Сборка

4 Транспортировка на восстановление 15 Контроль сборки

5 Очистка, мойка 16 Транспортировка на разборку (10)

6 Контроль 17 Транспортировка на окраску

7 Транспортировка на исключение 18 Окраска и сушка

8 Транспортировка на склад годных 19 Контроль выходной

9 Транспортировка на разборку 20 Транспортировка на разборку (10)

10 Разборка 21 Транспортировка на общую сборку

11 Ремонт детали (или СЕ) №1

Рис 8 Модель ТП на ремонт автосцепного устройства вагона в сборе (маршрутное описание)

Задачей параметрического анализа является определение выходных параметров объекта моделирования в зависимости от внутренних параметров его структурных элементов, структура остается неизменной На первом уровне моделируется технологический процесс, элементами которого являются операции (маршрутное описание)

1 Контроль входной 9 Транспортировка на восстановление

2 Транспортировка на исключение 10 Восстановление детали

3 Транспортировка на склад годных 11 Транспортировка на окраску

4 Транспортировка на очистку 12 Окраска и сушка

5 Очистка, мойка 13 Контроль выходной

6 Контроль 14 Транспортировка на восстановление

7 Транспортировка на исключение 15 Транспортировка на общую сборку

8 Транспортировка на склад годных 16 Транспортировка на склад годных деталей

Рис 9 Модель ТП ремонта замка автосцепного устройства вагона (маршрутное описание)

В общем виде математическая модель процедуры параметрического анализа технологического процесса может быть записана в виде

\Утп = Р(ХТ), (3)

где \¥тп — множество выходных параметров ТП,

Хт - множество внутренних параметров ТП Математическая модель процедуры параметрического анализа устанавливает зависимость выходных параметров (\¥тп) от внутренних параметров (Хт) технологического процесса, т е позволяет определить ^/тп для различных значений Хт при его неизменной структуре 8Т

Чтобы получить модель процедуры параметрического анализа технологического процесса необходимо первоначально построить модели операций, входящих в его состав, те получить зависимости

7оп = Р(Х), (4)

где Zoп - множество выходных параметров операции,

X - множество внутренних параметров операции В общем случае для всех технологических операций необходимо

определить количественное отношение между каждым выходным параметром из множества Ъоп и каждым внутренним параметром из множества X, т е построить количественные математические модели

Таким образом, математической моделью процедуры параметрического анализа технологической операции, структура которой определена графом «2», являются зависимости вида (4) построенные для всех возможных сочетании выходных и внутренних параметров Существование зависимости (4) не означает, что она известна и может быть представлена в явном виде Как правило, математическую модель в виде (4) удается получить лишь в отдельных случаях

На втором уровне моделируется технологическая операция, элементами которой являются переходы (операционное описание)

В общем виде математическая модель процедуры параметрического анализа технологической операции может быть записана в виде (6) Математическая модель процедуры параметрического анализа устанавливает зависимость выходных параметров (2оп) от внутренних параметров (X) технологической операции, те позволяет определить 2оп для различных значений X при еенеизменной структуре 82

Чтобы получить модель процедуры параметрического анализа технологической операции необходимо первоначально построить модели переходов, входящих в ее состав, т е получить зависимости

У=Р(Р), (5)

где V — множество выходных параметров перехода,

Р — множество внутренних параметров перехода В общем случае для всех переходов необходимо определить количественное отношение между каждым выходным параметром из множества V и каждым внутренним параметром из множества Р, те построить количественные математические модели

Таким образом, математической моделью процедуры параметрического анализа технологического перехода, являются зависимости вида (5) построенные для всех возможных сочетаний выходных и внутренних параметров

Существование зависимости (5) не означает, что она известна и может быть представлена в явном виде Как правило, математическую модель в виде (5) удается получить лишь в отдельных случаях

Четвертая глава посвящена разработке информационного и программного обеспечения для автоматизированного рабочего места технолога производственного участка по ремонту автосцепных устройств «АРМ-технолога КПА»

Информационное обеспечение «АРМ-технолога КПА» включает

в себя базы данных КДокКПА mdb - "Конструкторские документы для КПА", Стр_КПА mdb - "Структура автосцепного устройства", НТД_КПА mdb - "Нормативно-техническая документация для участков по ремонту и ТО автосцепных устройств", Об_КПА mdb - "Оборудование для производственного участка по ремонту автосцепных устройств", ТипТП_КПА mdb - "Типовые технологические процессы для производственного участка по ремонту автосцепных устройств", РабТП_КПА mdb - "Рабочие технологические процессы для производственного участка по ремонту автосцепных устройств конкретного депо", Рес_КПА mdb - "Ресурсы производства для участка по ремонту автосцепных устройств конкретного депо"

При разработке программного обеспечения для «АРМ-технолога КПА» задача ставилась следующим образом выбрать достаточно простое, доступное, распространенное и недорогое программное обеспечение с целью заимствования и адаптирования его к разрабатываемой системе «АРМ-технолога КПА»

Программное обеспечение, разработанное для решения поставленных в диссертации задач, состоит из общего программного обеспечения (ОПО), представляющего собой совокупность программных средств, разработанных вне связи с созданием «АРМ-технолога КПА» и специального программного обеспечения (СПО), представляющего собой совокупность программных средств, разработанных при создании «АРМ-технолога КПА»

ОПО включает в себя следующие заимствованные программные продукты операционная система Microsoft Windows, система управления базами данных Microsoft Access, текстовый редактор Microsoft Word, графический редактор Adobe Photoshop, система Autocad, пакет VistaScan, пакет FineReader, пакет Nero-BurningRom

СПО разрабатывалось для адаптации ОПО к задачам «АРМ-технолога КПА», с использованием инструментальных средств, содержащихся в заимствованных программных продуктах и, прежде всего СУБД Microsoft Access СПО состоит из следующих программно-методических комплексов Стр_КПА - "Структурный анализ автосцепного устройства (разузлование)", НТДКПА - "Нормативно-техническая документация по ремонтуи ТО автосцепных устройств", ПрТП_КПА-"Проектирование технологических процессов ремонта и ТО автосцепных устройств", Док_КПА - "Оформление текстовой технологической документации", Рес_КПА - "Ресурсы производства КПА", Рас_КПА

- "Расчеты", КЭ_КПА - "Разработка и оформление карт эскизов", Плн_КПА - "Разработка планировок"

Взаимосвязанные программно-методические комплексы в совокупности представляют собой автоматизированное рабочее место технолога производственного участка по ремонту автосцепных устройств «АРМ-технолога КПА» Схема информационных связей «АРМ-технолога КПА» показана на рис 10

Рис 10 Схема информационных связей в «АРМ-технолога КПА»

Связи между программно-методическими комплексами и внутри их осуществляются двумя способами автоматизированные связи, выполняемые СУБД, неавтоматизированные связи, выполняемые технологами в интерактивном режиме при проектировании

В пятой главе приведена информация о практическом внедрении результатов диссертационной работы и их экономической оценке Система «АРМ-технолога КПА» внедрена и успешно работает в 5 вагоноремонтных предприятиях С помощью системы «АРМ-технолога КПА» разработаны и внедрены в грузовые и пассажирские вагонные депо более 30 конкретных технологических процессов ремонта и технического обслуживания автосцепных устройств вагонов Экономическая оценка внедрения результатов работы выполнена на основе

I

«Методических рекомендаций по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте» (Приложение к указанию МПС России от 31 августа 1998г, №В 1024у) При определении эффективности проводилась оценка предстоящих затрат и результатов в пределах расчетного периода Приведение разновременных затрат, результатов и эффектов к начальному моменту времени осуществлялось умножением их на коэффициент приведения, определяемый для постоянной нормы дисконта Результаты экономических расчетов применения «АРМ-технолога КПА», разработанного в рамках диссертации, показывают, что его внедрение в вагонные депо сети дорог даст годовую экономию расходов на заработную плату инженерно-технических работников, занятых подготовкой вагоноремонтного производства в размере не менее 62 млн рублей

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Настоящая диссертация направлена на совершенствование работы производственных участков по ремонту автосцепных устройств вагонов за счет внедрения системы «АРМ-технолога КПА», которая позволяет улучшить качество ремонта и технического обслуживания и сократить отказы автосцепных устройств в эксплуатации Результаты, полученные в диссертационной работе, позволили сделать следующие основные выводы

1 На основании анализа экспериментальных данных установлено, что техническое состояние автосцепных устройств вагонов находится на недостаточно высоком уровне Так, на сети железных дорог имеют место случаи саморасцепов, обрывов автосцепок и другие случаи брака В 2006 году общее количество брака из-за неисправностей автосцепного устройства составило 139 случаев, в том числе 46 обрывов и 93 саморасцепа автосцепок

2 В результате экспериментальной оценки технологической подготовки производства на участках по ремонту автосцепных устройств установлено, что одной из главных причин низкой эффективности работы этих участков является недостаточно эффективная система ТПП, назначение которой состоит в постоянном обеспечении производства новым оборудованием и новыми технологиями, которые реализуются через ремонтную, эксплуатационную и технологическую документацию Причиной низкой эффективности технологической подготовки производства производственных участков по ремонту автосцепных устройств является несоответствие необходимого объема работ по ТПП уровню производительности труда технологов вагонных депо

3 Разработана методика и выполнена практическая оценка состояния технологической подготовки производства на участках по ремонту автосцепных устройств вагонов

4 Разработана методика и выполнена экспериментальная оценка структуры и параметров технологических процессов на участках по ремонту и ТО автосцепных устройств вагонов

5 Разработана методика и построены математические модели технологических процессов ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов

6 Разработан комплекс практических мер по совершенствованию технологической подготовки производства на участках по ремонту и ТО автосцепных устройств вагонов, основным ядром которого является система «АРМ-технолога КПА», позволяющая существенно сократить сроки технического перевооружения, увеличить в 2,5 раза производительность труда инженерно-технических работников, повысить качество технологической документации, а, следовательно, качество ремонта и ТО автосцепных устройств вагонов,

7 Создано специализированное программно-методическое обеспечение, реализующее на ЭВМ процедуры технологического проектирования участков по ремонту автосцепных устройств вагонов

8 Создан банк данных, содержащий основные технологические процессы, выполняемые при ремонте и ТО автосцепных устройств вагонов

9 С помощью системы «АРМ-технолога КПА» разработаны и внедрены в вагонные депо более 30 конкретных технологических процессов ремонта и ТО автосцепных устройств

10 Система «АРМ-технолога КПА» внедрена в 5 вагоноремонтных депо, что привело к снижению отказов автосцепных устройств по этим депо в среднем на 15%

11 Разработаны технические требования к проведению аттестации участков по ремонту автосцепных устройств, проведена оценка этих участков в 10 грузовых и 8 пассажирских вагонные депо Уровень ТПП в этих депо составляет 50% от требуемого

12 Результаты экономических расчетов применения «АРМ-технолога КПА», разработанного в рамках диссертации, показывают, что его внедрение в вагонные депо сети дорог даст годовую экономию расходов на заработную плату инженерно-технических работников, занятых подготовкой вагоноремонтного производства в размере не менее 62 млн рублей

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Сергеев К А , Го т аул и н В В , Кривич О Ю Параметрический анализ технологических процессов вагоноремонтного производства // Наука и техника транспорта № 3, 2007 С 20 — 24

2 Готаулин В В Программно-методический комплекс «Нормативно-техническая документация по ремонту и техническо-

му обслуживанию вагонов» Межвузовский сборник научных трудов «Современные проблемы совершенствования работы ж д транспорта» РГОТУПС, 2005 С 192 - 195

3 Сергеев К А , Кривич 010, Готаулин В В Анализ технологической подготовки производства вагоноремонтных предприятий и ее влияние на безопасность движения поездов Сборник научных статей РГОТУПС, 2002 С 51- 54

4 Сергеев К А , Готаулин В В Снижение энергозатрат железнодорожного транспорта за счет повышения качества ремонта и технического обслуживания вагонов Сборник научных статей - М РГОТУПС, 2002 С 52 - 54

5 Чернова Т Г , Готаулин В В Энергосберегающие технологии при производстве сварочных работ в вагоноремонтном производстве Вестник инженеров-электромехаников железнодорожного транспорта Выпуск 1 Самара, 2003 С 67-69

6 Сергеев К А , Готаулин В В Методика экспериментального исследования технологических процессов ремонта и технического обслуживания автосцепногооборудовашивагонов Межвузовский сборник научных трудов «Современные проблемы совершенствования работы ж д транспорта» - М РГОТУПС, 2003 С 122 - 126

7 Сергеев К А , Готаулин В В Гундаев И В Разработка и построение математических моделей для системы автоматизированного проектирования технологических процессов ремонта колесных пар и автосцепного устройства Межвузовский сборник научных трудов «Современные проблемы совершенствования работы ж д транспорта» - М РГОТУПС, 2004 С 276 - 280

ГОТАУЛИН Валерий Владимирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УЧАСТКОВ ПО РЕМОНТУ АВТОСЦЕПНЫХ УСТРОЙСТВ ВАГОНОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05 22 07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов

и электрификация

Компьютерная верстка А Ю Байкова

Тип зак Изд зак231 Тираж 100 экз

Подписано в печать 08 05 08 Гарнитура №\\1опС

Уел печ л 1,5 Формат 60х90'/16

Издательский центр и Участок оперативной печати Информационно-методического управления РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул , 22/2