автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Техническое обслуживание тракторов с использованием системы информационного обеспечения

На правах рукописи

БЕРДНИКОВА РИТА ГРИГОРЬЕВНА

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ТРАКТОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 Г, ПАЯ ¿013

Новосибирск - 2013

005058682

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Криков Аркадий Максимович

Официальные оппоненты: Альт Виктор Валентинович,

доктор технических наук, член-корреспондент Россельхозакадемии, профессор (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии, директор) Федоров Сергей Павлович, кандидат технических наук, доцент (ФГБОУ ВПО НГАУ, профессор кафедры «Эксплуатация машинно-тракторного парка»)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Алтайский государст-

венный аграрный университет

Защита диссертации состоится 13 июня 2013 года в 900 на заседании диссертационного совета ДМ 006.059.01 при ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 630501, Новосибирская область, Новосибирский район, р.п. Краснообск, а/я 460, ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии. Телефон (факс) 8(383)348-12-09; e-mail: sibime@ngs.ru

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии, автореферат размещен на сайте www.sibime-sorashn.ru и на сайте ВАК Минобрнауки России www.vak2.ed.gov.ru

Автореферат разослан «лс » апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Коротких Владимир Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное сельскохозяйственное производство характеризуется значительным снижением уровня оснащенности отрасли тракторами и другими средствами механизации.

Время простоев тракторов по техническим причинам составляет 25-30% от общего рабочего времени, в результате этого удлиняются сроки выполнения полевых работ, увеличиваются потери сельскохозяйственной продукции, снижаются показатели эффективности производства. Одним из путей сокращения таких простоев является поддержание имеющегося парка тракторов в работоспособном состоянии.

Работоспособность и техническое состояние тракторов во многом определяется качеством выполнения операций технического обслуживания. При их выполнении используются широкий круг достаточно сложных технических средств, многочисленные инструменты и разнообразные материалы, а сами операции характеризуются высокой сложностью и информационной насыщенностью. Все это требует от исполнителей большого объема знаний и оперирования динамично изменяющейся и объемной информацией.

Объективно назрела потребность перейти от обмена «сырой» информацией к электронной индустрии знаний, как основе для дальнейшего развития.

Однако в сфере технического обслуживания тракторов использование информационных ресурсов до настоящего времени рассматривалось лишь фрагментарно и недостаточно полно. Поэтому данная работа, направленная на дальнейшее совершенствование приемов выполнения операций технического обслуживания тракторов на основе применением системы информационного обеспечения, является актуальной

Разработка системы осуществлена на примере тракторов типа К-700, которые широко используются в АПК как основные энергонасыщенные средства.

Цель исследования - повышение эффективности выполнения операций технического обслуживания тракторов на основе разработки комплекса средств информационного обеспечения.

Объект исследования - технологический процесс технического обслуживания тракторов с информационным обеспечением операций.

Предмет исследования — информационные и программно-алгоритмические средства, а также взаимосвязи между ними в технологическом процессе выполнения операций технического обслуживания тракторов эксплуатирующей организацией.

Научная гипотеза — повышения качественного уровня выполнения операций технического обслуживания тракторов можно обеспечить с использованием определенного комплекса информационных и программно-алгоритмических средств.

Научную новизну представляют:

- информационная модель системы технического обслуживания тракторов,

отражающая выполнение операций их технического обслуживания в соответствии с нормативно-технической документацией;

- научно-методические положения по созданию системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов, включающие требования к ее построению, состав основных информационных и программно-алгоритмических компонентов, методы их формирования и взаимоувязки в системе;

- приемы информационного обеспечения выполнения технического обслуживания обслуживаемых тракторов, в котором осуществлена взаимоувязка операций технического обслуживания и технического диагностирования в единый технологический процесс, а также решение комплекса расчетных и учетных задач динамики их технического состояния.

Практическая значимость. Разработана система информационного обеспечения технического обслуживания тракторов (СИОТОТ), предназначенная для использования при организации и выполнении операций технического обслуживания, представленная в совокупности в виде единого технологического процесса совместно с техническим диагностированием. Комплекс информационных компонентов, а также программно-алгоритмические средства СИОТОТ позволяют добиться более качественного выполнения операций обслуживания тракторов, сокращают время нахождения необходимых данных и знаний, снижают трудоемкость и затраты на техническое обслуживание.

Реализация результатов исследования. Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии «Разработать технологии и технические средства для обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники нового поколения в производственно-климатических условиях Сибири на основе комплексного использования информационных ресурсов при технической эксплуатации машин», номер государственной регистрации 09.06.(09.03.03) и «Обосновать основные параметры региональной системы обеспечения работоспособности мобильной сельскохозяйственной техники для растениеводства АПК Сибири», номер государственной регистрации 09.04.01.01.

Разработанная система информационного обеспечения технического обслуживания тракторов (СИОТОТ) на примере тракторов типа К-700А, К-701, К-744 прошла производственную проверку в условиях ООО «Вороновское» Кожевниковского района Томской области и рекомендована для практического использования.

Материалы разработанной СИОТОТ рассмотрены, одобрены и рекомендованы к внедрению секцией механизации и ресурсосбережения в сельскохозяйственном производстве научно-технического совета Департамента по социально-экономическому развитию сел Томской области. Технология технического обслуживания с использованием СИОТОТ внедрена в учебный процесс по дисциплине «Эксплуатация машинно-тракторного парка» в Томском сельскохозяйственном институте ФГБОУ ВПО НГАУ на Агротехнологическом факультете.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на международных научно-практических конференциях: «Информационные технологии, системы и приборы в АПК» (г. Новосибирск,

2009 г.), «Проблемы использования информационных технологий в управлении предприятиями и организациями АПК» (г. Новосибирск, 2009 г.); на региональных научно-практических конференциях: «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике» (Томск, 2010 г.), «Современные достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике» (г. Томск, 2011 г.); на заседаниях лаборатории № 8 «Техническое обслуживание машинно-тракторного парка» (2009-2012 гг.), на научно-методической секции Ученого совета по инженерному направлению и на Ученом совете ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии (п. Краснообск, 2009-2012 гг.).

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертационной работы, опубликованы в 10 печатных работах, в том числе в 3 статьях в изданиях, указанных в «Перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий», рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы - 163 страницы машинописного текста, в том числе: 18 таблиц, 18 рисунков, 9 приложений, список литературы из 139 наименований, в том числе 3 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализирована роль технического обслуживания в эффективном использовании сельскохозяйственной техники, рассмотрены процессы организация ежедневного, периодического, сезонного и других видов технического обслуживания, что является основой обеспечения работоспособности машин.

Большой вклад в разработку системы технического обслуживания (ТО) внесли ученые ГОСНИТИ, СибИМЭ, НАТИ, ИрГСХА, НГАК, НГАУ, а также других организаций.

Основы науки по ремонту и техническому обслуживанию машин заложили в своих трудах Агеев Л.Е. Аллилуев В.А., Альт В.В. Ананьин А.Д., Бахриев С.Х., Бойко Ю.Ф., Веденяпин Г.В., Зеленин В.А., Ленский Л.В., Михлин В.М., Пасечников Н.С., Плаксин A.M., Сегал Л.В., Селиванов А.И., Терских И.П., Черепанов С.С, Черноиванов В.И., Ульман И.Е., Хмелевой Н.М., Храмцов Н.В. и др.

В число сотрудников СибИМЭ, вложившим определенный вклад в развитие науки этого направления, входят Воронин Д.М., Голиченко В.И., Добролюбов И.П., Коротких В.В., Криков А.М, Лившиц В.М., Мононзон A.A., Натарзан В.Н., Немцев А.Е., Павлов Б.В., Привалов П.В., Радченко Ю.Г., Симонов В.А. и др. Вопросы информационного обеспечения ТО машин отражены в работах Альт В.В., Борисовой Л.В., Гиберта А.И., Затонского A.B., Крикова А.М, Немцева А.Е., Савченко О.Ф. и др.

В условиях недостаточной оснащенности АПК сельскохозяйственной техникой и стареющего его машинно-тракторного парка обеспечение его работоспособности за счет выполнения операций обслуживания в соответствии с установ-

ленными требованиями является важнейшей задачей инженерной службы отрасли. Организовать фирменное техническое обслуживание, как предусматривалось развитием рыночной экономики в аграрном секторе, в полной мере не удалось.

Система технического обслуживания состоит из совокупности средств, документации по организации и выполнению операций технического обслуживания и исполнителей. Основными компонентами информации являются «Руководство по эксплуатации», «Технологические карты технического обслуживания», «Технологические карты технического диагностирования» и другая техническая документация и руководящие материалы. Затраты времени при проведении технического обслуживания для получения задания, на инструктаж и ознакомление с технической документацией составляет 25% от общего времени.

Однако, многообразие и сложность операций технического обслуживания, методов локализации неисправностей машин, операций по устранению их последствий, описание которых представлены в различных технологических картах, инструкциях, схемах, плакатах и др., обусловливают необходимость более глубокой систематизации и целостного формирования имеющихся компонентов знаний этой сферы.

Разработки ГОСНИТИ по упрощению технологической информации и обеспечению рабочего места мастера-наладчика наглядной и удобной справочно-технологической документацией, технологический график по проведению ТО тракторов, линейка-справочник ОРГ-13934 и др. свидетельствуют о поиске в процессах ТО путей, направленных на улучшение информационного обеспечения при их выполнении.

Несмотря на имеющиеся разработки в инженерно-технической системе (ИТС), в настоящее время нет специализированных информационных систем по информационному обеспечению, призванных удовлетворять в комплексе информацией потребности инженерных работников ИТС по обслуживанию техники, что связано с отсутствием научно-методических основ по созданию таких систем.

На основании результатов анализа состояния вопроса для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследований:

1. Обосновать общую структуру системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов.

2. Разработать приемы формирования и реализовать гипертекстовую базу данных и информации по техническому обслуживанию тракторов типа К-700.

3. Разработать программно-алгоритмические и информационные средства автоматизированного прогнозирования остаточного ресурса узлов и агрегатов трактора.

4. Провести производственную проверку функционирования системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов и оценить эффективность основных результатов исследований.

Вторая глава содержит обоснование требований к системе информационного обеспечения технического обслуживания тракторов и основные положения по ее разработке.

На первом этапе осуществлен содержательный анализ технического обслуживания, на основе которого обоснованы и сформулированы следующие исходные предпосылки к разработке системы и информационного обеспечения технического обслуживания тракторов (СИОТОТ):

1. Повышение степени доступности имеющихся разработок по проведению технического обслуживания тракторов.

2. Систематизация знаний и информации, связанных с техническим обслуживанием тракторов, интеграции всех необходимых компонентов знаний в единую систему.

3. Наличие возможности регулярной корректировки информационных компонентов СИОТОТ; многоуровневое представление материалов с описанием операций обслуживания.

4. Взаимоувязка выполнения операций по техническому диагностированию и техническому обслуживанию тракторов в зависимости от результатов диагностирования.

5. Реализация программно-алгоритмических средств и информационных компонентов в прогнозировании остаточных ресурсов основных узлов и агрегатов трактора.

6. Учет при обслуживании и автоматизированная фиксация индивидуальных параметров технического состояния тракторов.

7. Учет оснащенности пункта технического обслуживания хозяйства или сервисного предприятия техническими средствами при проведении операций обслуживания тракторов.

8. Обеспечение пункта технического обслуживания хозяйства или сервисного предприятия нормативно-технической информацией.

9. Актуализация сведений о предприятиях, располагающихся ресурсами для проведения операций обслуживания тракторов.

10. Обеспечение легкости оперирования информацией, имеющейся в СИОТОТ.

На основе обобщения изложенного, установлено, что СИОТОТ должна отвечать следующим требованиям:

1. Базирование на использовании ПК и современных информационных технологий.

2. Структуризация, систематизация и интеграция всех необходимых компонентов нормативно-технической документации (и знаний) по техническому обслуживанию тракторов.

3. Осуществление многоуровневого представления технологий технического обслуживания тракторов.

4. Разработка программно-алгоритмических и информационных средств для прогнозирования остаточного ресурса узлов и агрегатов трактора и расчета диагностируемых параметров.

5. Учет хронологии обслуживания тракторов и выдача оперативных сводок обслуживания.

6. Возможность оперативного и регулярного пополнения компонентов системы уточненной или новой документацией и знаниями.

7. Возможность маневрирования по системе с использованием перекрестных ссылок.

Для целостного и формализованного описания процессов обслуживания разработана информационная модель, позволяющая определить общую структуру СИОТОТ.

Система технического обслуживания тракторов (СТОТ) рассматривается с позиции, отражающей реальное выполнение операций обслуживания тракторов в рамках известных нормативно-технических требований. В связи с этим состав и структура информационной модели СТОТ во многом определяется рассматриваемым уровнем ее функционирования. В качестве такого уровня выделено определенное территориальное образование (регион) как наиболее общий случай, а затем представлены возможные пути перехода к частным случаям.

Вначале информационную модель СТОТ представляют как совокупность следующих двух основных объектов, непосредственно участвующих в процессе обслуживания тракторов:

ИМстот = {СП, МОХ}, (1)

где СП - сервисное предприятие (организация), применительно к которому рассматривается СТОТ; МОХ - совокупность (множество) хозяйств, трактора которых обслуживаются данным СП.

Для случаев учета в модели множества всех обслуживаемых хозяйств региона (МОХР), сервисных предприятий региона (МСПР), множество всех имеющихся пунктов технического обслуживания (ГГГО) (Ml IIО) информационная модель ИМсготдт и взамен (1) запишется в следующем более общем виде:

ИМстот = {МСПР, МГГГО, МОХР}. (2)

Выражение (2) мы рассматриваем в качестве базового варианта информационной модели СТОТ, позволяющего решать ряд вопросов по организации обслуживания тракторов в регионе.

В целях раскрытия структур информационных компонентов СТОТ в (2) учитывается следующее:

1. При проведении операций технического диагностирования (ТД) и технического обслуживания (ТО) принято оперировать технологическими картами, в которых приводятся правила выполнения операций, а также необходимые оборудование, приспособления, слесарно-монтажный инструмент, контрольно-измерительные приборы, расходные материалы с нормативами их потребности.

2. Для удобства оперирования технологические карты группируются по видам обслуживания, определяемым условиями обслуживания, включая ежесменное техническое обслуживание (ЕТО), первое техническое (ТО-1), второе техническое (ТО-2), третье техническое (ТО-3), сезонное (СТО), обслуживание при хранении — ТОХ.

Кроме операций технического диагностирования и технического обслуживания, в ходе обслуживания зачастую выполняются определенные расчетные операции. Например, к их числу относится расчет остаточного ресурса трактора по параметрам его технического состояния, установленным в результате диагности-

рования. Отсюда вытекает необходимость ввода в информационную модель такого параметра, как регистр расчетных задач (РРЗ).

На основе учета описанных компонентов в дополнение к (2) второй, расширенный вариант информационной модели записан в виде:

ИМсгот = {МСПР, МПТО, МОХР, РМТ, КАТК, РНО, РНП, РСМИ, РКИП, РРМ, НРМ, НЗВ, КСИР, РРЗ}, (3)

где РМТ - регистр марок обслуживаемых тракторов; КАТК - комплекты альбомов технологических карт обслуживания (по каждой марке трактора - свой альбом); РНО - регистры (ведомости) необходимого оборудования; РНП - регистры необходимых приспособлений; РСМИ - регистры слесарно-монтажных инструментов; РКИП - регистры контрольно-измерительных приборов; РРМ -регистры расходных материалов и НРМ - нормативы их затрат; НЗВ - нормативы затрат времени на выполнение операций обслуживания тракторов; КСИР — квалификационный состав исполнителей работ.

Для разработки программно-алгоритмических и информационных средства прогнозирования остаточного ресурса, в качестве базового взят известный номо-грамный вариант прогнозирования параметров узлов и агрегатов трактора при известной наработке его от начала эксплуатации.

Наработка трактора tn от начала эксплуатации до достижения рассматриваемым параметром допустимого значения Пп определяется как

1п = (ДП/ус + 1да)1/а, (4)

где а - показатель степени, учитывающий характер изменения параметра от наработки; vc - скорость изменения параметра; ДП — разница между величинами Пп и Пд (значения параметра предельная и во время диагностирования) при ТО параметра, который может быть использован трактором от момента диагностирования 1д до момента tn.

При этом учитываются также закономерности изменения каждого из параметров соответственно через «коэффициенты кривизны а».

Заключение по результатам расчета остаточного ресурса t^ по параметру формируется на основе его сравнения с периодичностью ТО.

Разработана также информационная база, в качестве составляющих которой выступают модули информации в виде следующих таблиц: «Свод учитываемых тракторов», «Сведения об обслуживании тракторов», «Справочник параметров состояния агрегатов и узлов трактора», «Данные по состоянию обслуживаемого трактора», «Заключения по результатам диагностирования».

С учетом изложенного СИОТОТ сформирована на основе следующих информационных блоков:

1. Типичные пункты технического обслуживания с подробным описанием их характеристик.

2. Операции технического обслуживания тракторов рассматриваемых моделей, в соответствии с имеющейся системой технического обслуживания, с описанием приемов выполнения самих операций и с требованиями к их выполнению.

3. Оборудование и оснастка. Их устройство, технические характеристики и правила использования при выполнении операций обслуживания.

9

4. Инструменты и приборы. Их характеристики и особенности применения.

5. Топливно-смазочные и расходные материалы. Их характеристики и особенности использования в процессе обслуживания.

6. Нормы расхода материалов и ресурсов, необходимых для выполнения операций обслуживания.

7. Описание конструкций узлов и агрегатов обслуживаемых тракторов.

8. Хронология состояния обслуживаемых тракторов в моменты их поступления на техническое обслуживание.

9. Прогнозирование остаточного ресурса основных узлов и агрегатов трактора.

10. Сведения о поставщиках оборудования и оснастки, расходных материалов, сервисных услуг.

Общая структура разработанной информационной системы представлена на рис. 1.

Головной блок

(Составляющие блока)

Обслуживаемые тракторы

ОТ

Пункты технического обслуживания

пто

Т

х.

Хропологня состояния тракторов

хст

Т

.т.

Предприятия ресурсного обеспечения

РІЇ

.4 I

Операции технического обслуживания

ОТО

————Г—-I—

Прогнозирование остаточного ресурса

ПОР

.1

Инструменты н приборы ИиП

Оборудование и оснастка ОиО

Топливо-смазочные и расходные материалы

РМ

I I

-I .

Нормы расхода и затрат ресурсов НР

' - СТРУКТУРНЫЕ СВЯЗИ ГОЛОВНОГО БЛОКА .. — — , — . — , — — - МЕЖБЛОЧНЫЕ СВЯЗИ

Рис. 1. Структура системы информационного обеспечения технического обслуживания

тракторов

Связующим является головной блок. Каждый блок, входящий в систему, может быть использован и отдельно.

В третьей главе изложены программа исследований, методика разработки СИОТОТ и ее производственной проверки.

Информационные компоненты СИОТОТ разделяются на те, которые применимы в условиях любого хозяйства, и на такие, которые характерны только для конкретного хозяйства.

Для решения поставленных задач программа исследований предусматривает:

1. Подготовить информационные материалы и осуществить формирование блоков СИОТОТ применительно к тракторам типа К-700.

2. Систематизировать операции технического обслуживания в совокупности с операциями технического диагностирования и разработать единый технологический процесс технического обслуживания тракторов типа К-700 в среде СИОТОТ.

3. Разработать форму записей хронологии данных по диагностированию технического состояния трактора и особенностей его обслуживания.

4. Подготовить и сформировать на ПК информационно-справочные материалы для прогнозирования остаточного ресурса дизеля тракторов.

5. Разработать программно-алгоритмические и информационные средства для прогнозирования остаточного ресурса основных узлов и агрегатов тракторов типа К-700.

6. Сформировать на ПК оперативную информацию применительно к условиям определенного хозяйства.

7. Провести опытную эксплуатацию СИОТОТ в производственных условиях.

Методика формирования блоков по техническому обслуживанию основана на приемах интеграции и систематизации информационных компонентов и состоит из нескольких этапов:

1. Свод электронных текстов (ЭТ).

2. Структуризация набора ЭТ.

3. Создание гипертекстовой информационной системы.

4. Создание системы информационного обеспечения технического обслуживания.

В основу формирование компонентов СИОТОТ на ПК и организации взаимосвязей между ними положена гипертекстовая технология, получившая признание рядом ведущих ученых страны, а также отраженная в публикациях специалистов СибИМЭ Россельхозакадемии.

Основные блоки СИОТОТ, в зависимости от состава структурных составляющих, разделены на группы. Первая состоит из совокупности однотипных автономных составляющих, а вторая - характеризуется определенной монолитностью, целостностью.

По схеме набора однотипных составляющих формируется информационное содержание таких блоков, как «Пункты технического обслуживания», «Оборудование и оснастка», «Инструменты и приборы», «Топливно-смазочные и расходные материалы», «Нормы расхода и затрат ресурсов», «Предприятиях ресурсного обеспечения».

Блок «Обслуживаемые тракторы» характеризуется некоторой монолитностью, целостностью информационного материала и формируется в виде единых составляющих.

Методические приемы и процессы, обеспечивающие корректную работу указанных блоков, включают следующие процедуры:

1. Сбор, формирование информации из различных публикаций и обработка собранной информации.

2. Компоновка полного набора рисунков и спецификаций приборов, устройств, объектов.

3. Расшифровка аббревиатур.

4. Корректировка терминологии с целью сведения ее к единой.

5. Обеспечение возможности получения необходимой информации при проведении технического обслуживания на любом этапе его выполнения.

6. Исключение дублирующих операций и объединение одинаковых приемов их выполнения.

7. Обеспечение полноты описаний операций обслуживания.

8. Компоновка в таблицы перечня операций по видам технического обслуживания по рассматриваемым маркам тракторов.

9. Конкретизация контролируемых и диагностируемых данных применительно к рассматриваемым моделям тракторов.

10. Конкретизация выполнения операций применительно к рассматриваемым моделям тракторов.

11. Формирование обратной связи - после получения необходимой информации обеспечивать возврат в начало или в текущую точку системы.

Основное внимание уделено многоуровневому представлению информации в блоках.

В качестве примера возьмем формирование блока «Операции технического обслуживания». Исходными данными являлись: виды технического обслуживания тракторов К-700А, К-701, К-744Р; операции, предусмотренные по техническому диагностированию; операции, предусмотренные по техническому обслуживанию; требования к выполнению операций; технологические карты по техническому диагностированию; технологические карты по техническому обслуживанию; порядок (последовательность) выполнения операций.

Предусмотрено маневрирование по информации блока по схеме: вид технического обслуживания; операции технического обслуживания; операции по техническому диагностированию; технологические карты по диагностированию и техническому обслуживанию. Создана взаимосвязь с блоками информационной системы «Инструменты и приборы», «Оборудование и оснастка», «Топливно-смазочные и расходные материалы», «Обслуживаемые тракторы».

Для формирования информационных средств и удобства организации вычислительных работ в блоке «Прогнозирование остаточного ресурса» на ПК по каждой марке трактора заводится отдельный файл, принятый в электронной таблице называть «книгой». Далее по схеме алгоритма выполняются операции по оценке остаточного ресурса трактора и его учитываемых параметров в определенной последовательности.

В качестве программной среды при разработке системы информационного обеспечение технического обслуживания тракторов выбраны инструментарии, имеющиеся в пакете MS Office версии 2003, которые применимы в последующих версиях.

В четвертой главе представлены результаты формирования, производственной проверки и оценки эффективности СИОТОТ.

Формирование СИОТОТ осуществлялось на примере хозяйства ООО «Вороновское». На основе описанных методических положений, проанализированы парк техники, общие сведения об обслуживаемых тракторах, общая характеристика, оборудование и оснастка ПТО (пункта технического обслуживания).

Информация блоков «Пункты технического обслуживания», «Оборудование и оснастка», «Инструменты и приборы», «Оборудование и оснастка» представлена на трех уровнях. В качестве первого уровня выступает перечень групп объектов, второго - наименования объектов, третьего — описания самих объектов. Блоки «Топливно-смазочные и расходные материалы» и «Нормы расхода и затрат ресурсов» представлены на двух уровнях.

Блок «Инструменты и приборы» содержит подробное описание и технические характеристики приборов и инструментов, предусмотренных к использованию для выполнения операций по техническому обслуживанию тракторов согласно имеющимся руководствам. Информационная структура блока представлена на рис. 2.

Рис. 2. Информационная струїстура блока «Инструменты и приборы»

Первый уровень информации представлен в виде наименований по группам. Второй уровень - перечень всех приборов и инструментов по группам. По каждой группе приводится список их марок или моделей с соответствующими кодами. Переход к просмотру информации интересующего прибора или инструмента осуществляется с помощью кода и гиперссылки. Третий уровень — это его изображение(я) с необходимыми сечениями и разрезами, наименования всех составных его частей. Здесь же приводится описание принципа работы и подробная инструкция по его применению, а также техническая характеристика компонента. Общее число описанных компонентов — 58. Аналогично сформированы все вышеуказанные блоки.

Блок «Обслуживаемые тракторы» на компьютере состоит из 10 подблоков (файлов) с общим объемом 28,7 МБ. Файл «Блок обслуживаемые тракторы» выступает в качестве головного. В начале данного файла представлен перечень основных систем, узлов и оборудования трактора. Каждая компонента из перечня представлена в виде иерархически сформированных частей. Так, второй уровень компоненты «Двигатель» состоит из 9 составляющих. Сюда входят кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, смазочная система и др. Третий уровень - подробная информация по компоненту. Информационная структура блока с переходами в виде гиперссылок предоставлена на рис. 3.

Рис. 3. Информационная структура блока «Обслуживаемые тракторы»

Блок «Операции технического обслуживания» состоит из информационных компонентов, подробно характеризующих полный набор операций, предусмотренных по техническому диагностированию и техническому обслуживанию имеющихся тракторов, включая требования к выполнению операций и порядок их выполнения. В данном блоке представляются все операции в виде единого технологического процесса. Многоуровневая информационная структура блока представлена на рис. 4.

1-Й уровень ВИДЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ

Рис. 4. Информационная структура блока «Операции технического обслуживания»

Первый уровень данного блока - общий информационный. Здесь использованы общепринятые условные обозначения видов обслуживания ТО-1, ТО-2 и др.

Второй уровень состоит из перечня операций технического диагностирования и технического обслуживания, формируемый в виде таблиц по перечисленным выше видам обслуживания (компоненты первого уровня), в разрезе рассматриваемых марок тракторов. Общее количество приведенных операций обслуживания 115.

Третий уровень содержит операции и технические требования к их выполнению. Здесь же указываются номера технологических карт по техническому диагностированию и техническому обслуживанию.

Если проводимая операция предусматривает только техническое диагностирование, то указывается номер технологической карты по диагностированию, если же операция заключается только в техническом обслуживании, то — технологическая карта по техническому обслуживанию. Когда операция включает и техническое диагностирование, и техническое обслуживание, то указываются технологические карты, как по диагностированию, так и по обслуживанию.

Четвертый уровень содержит технологические карты технического диагностирования и технического обслуживания, в которых подробно описывается последовательность выполнения операций.

В технологических картах по диагностированию представляется также неявный уровень, который предназначен для реализации подсчетов определенных величин, обычно выполняемых вручную. В тех местах технологической карты, где приводятся соответствующие формулы для подсчета диагностируемых или оценочных величин, предусматриваются гиперссылки - переходы к специально разработанным таблицам. Они содержат алгоритмические средства подсчета величин и необходимые исходные данные для этого.

Блок «Прогнозирование остаточного ресурса» представлен в виде программно-алгоритмических и информационных средств, позволяющих заменить процедуру использования номограмм компьютерными средствами в среде электронной таблицы. Для решения задач используется нормативно-справочная информация, оперативная информация и программно-алгоритмические средства.

Основой является форма «Свод учитываемых тракторов». С помощью гиперссылок колонки «Переход к книгам тракторов» осуществляется переход к книгам, в которых содержатся данные по учитываемым тракторам с группировкой их по маркам (рис. 5).

Свод учиты IjprnPKVIl^l ваемых тракторов Вороновгкое ¡Дата заполнения 4P

; КОЛ-ВО i ----——L_ II

Ш п/п Марка : трактора обслужив, тракторов Примечание Переход к книгам тракторов

1 К-744 5 1 . Опытная эксплуатация | д xja

2 К-7П1 Опыт пая эксплуа тация

3 К-7С0А Опытная эксплуатация 1 ПротуираваниаК-700Д. Ж:

____________________________ _____ ____ ___ _ ____ ^ f

С пени длм с г сервисно!* организашш " "' .................. Т..... .......|Р

Рис. 5. Вид окна с формой «Свод учитываемых тракторов»

При необходимости в форму можно добавить иные модели тракторов, соответственно модифицируя информационную базу, или удалить из нее определенные модели. В этом проявляется универсальность разработанных средств. Информационная структура решения задачи по оценке остаточного ресурса параметров трактора представлена на рис. 6.

Рис. 6. Информационная структура задачи

Действия пользователя просты и сводятся к следующему:

- задание даты обслуживания, марки, номера трактора и его наработки;

- распечатка формы с данными для записи результатов диагностирования;

- ввод в ПК результатов диагностирования трактора;

- получение и распечатка заключения по результатам прогнозирования.

На каждый трактор заводится «карта», в которой зафиксировано его состояние в момент поступления на техническое обслуживание. Такая информация может быть использована при анализе причин возникновения неисправностей тракторов, а также в целях уточнения содержания работ по их техническому обслуживанию.

Проверка работоспособности СИОТОТ в условиях хозяйства показала, что она в целом выполняет все основные функции, предусмотренные при ее разработке.

В зависимости от вида ТО, войдя в систему СИОТОТ, специалист получает информацию по операциям технического обслуживания и их последовательности, по применяемому оборудованию, инструменту, приборам. На ее основе выполняет техническое обслуживание, с последующим занесением в «карту» трактора сведений об обслуживании. Далее выполняется процедура оценки остаточного ресурса узлов или агрегатов дизеля трактора.

Использование информации на рабочих местах позволило упорядочить технологический процесс технического обслуживания тракторов, избежать пропуска отдельных операций и соблюдать технические требования к выполнению операций, что является залогом поддержания тракторов в постоянной готовности к выполнению работ.

Технологический процесс технического обслуживания тракторов с применением СИОТОТ, представлен в виде блок-схемы на рис. 7.

: Марка и хозяйственный номер трактора Задание вида проводимого ТО и настройка СИОТОТ

Опрос механизатора и запись в яс}ршле ХСТ Дналюдаяныхо техническом со стоянии трактора при прыыл>'ших обстужнваннях

Рис. 7. Блок-схема использования СИОТОТ в технологическом процессе обслуживания

тракторов

Работа на ПК в информационной системе доступна для понимания специалистом некомпьютерной области и может быть успешно использована для контроля процессов технического обслуживания,

Применение СИОТОТ для тракторов типа К-700 позволяет сэкономить времени на 14,3 часа на один трактор (см. табл.) за счёт сокращения времени поиска необходимой информации, проведение подготовительных операций и постановку диагноза по остаточному ресурсу, что снизит трудоёмкость операций обслуживания в 1,2 раза.

Таблица - Показатели эффективности использования СИОТОТ

Общая экономия времени, час Снижение затрат на ТО, руб. Индекс снижения трудовых затрат Индекс снижения затрат на ТО Коэф. относит, снижения трудовых затрат, % Коэф. относит, снижения затрат на ТО, % Срок окупаемости, год

14,3 7624 1,2 1,6 18 40 0,7

В результате расчёта экономической эффективности применения СИОТОТ получена экономия от снижения затрат на выполнение технического обслуживания, затрат, связанных с простоями на пункте ТО и эксплуатацией тракторов (качество выполнения работ по техническому обслуживанию) в размере 4979,5 рублей на обслуживание одного трактора в год. Для среднего хозяйства с парком из 8 тракторов типа К-700 экономия составит 39836 рублей в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведен содержательный анализ процессов технического обслуживания, на основе которого сформулированы исходные предпосылки и обоснованы требования к системе информационного обеспечения технического обслуживания тракторов.

2. Разработана информационная модель системы технического обслуживания тракторов (СТОТ), представляющая из себя формализованное описание объектов и процессов технического обслуживания тракторов в регионе с учетом их иерархической структуры. С ее использованием определены основные блоки СИОТОТ и взаимосвязи между ее блоками.

3. Сформированная СИОТОТ состоит из блоков: «Пункты технического обслуживания», «Операции технического диагностирования и технического обслуживания», «Прогнозирование остаточного ресурса», «Оборудование и оснастка», «Инструменты и приборы», «Топливно-смазочные и расходные материалы», «Нормы расхода и затрат ресурсов», «Обслуживаемые тракторы», «Хронология состояний тракторов», «Предприятия ресурсного обеспечения». Каждый блок отличается уровнями детализации в зависимости от целостности и содержания информационного материала и специфики предметной области, разработан как автономный, но может быть использован и как компонент в составе других информационных систем. Для использования основных блоков СИОТОТ и их компонентов на ПК сформирована файловая структура информационной базы.

4. Разработанный блок «Операции технического обслуживания» состоит из информационных компонентов, подробно характеризующих полный набор операций (в количестве 115) по техническому диагностированию и техническому обслуживанию тракторов в виде единого технологического процесса, включая ис-

пользуемые при обслуживании оборудование, приборы и инструменты. Технологические процессы рассматриваются в разрезе каждой марки трактора. Блок «Оборудование и оснастка» содержит информацию по 30 компонентам. В блоке «Инструменты и приборы» число описанных объектов 58. Блок «Топливно-смазочные и расходные материалы» содержит информацию по 14 компонентам. Общий объем информации СИОТОТ составляет 58 МБ.

5. Разработаны и реализованы в среде электронной таблицы программно-алгоритмические и информационные средства (ПАИС) автоматизированного решения задач прогнозирования остаточного ресурса на примере дизеля и оценки ряда диагностируемых параметров тракторов К-700А, К-701 (Только по дизелю трактора К-701 их число равно 88). Они включают в себя аналитические соотношения по прогнозированию параметров технического состояния на основе текущих данных диагностирования, формы представления справочных, оперативных и выходных данных, а также приемы их автоматизированного формирования в компьютере с использованием электронной таблицы. ПАИС можно модернизировать для других условий применения.

6. СИОТОТ, реализованная на примере тракторов типа К-700, была проверена производственных условиях ООО «Вороновское» Кожевниковского района Томской области и рекомендована областным управлением для практического использования.

7. Экономическая эффективность применения СИОТОТ складывается от снижения трудовых и стоимостных показателей. Сокращение времени поиска необходимой информации составит 14,3 часа на один трактор в год, а трудоёмкость операций обслуживания уменьшится в 1,2 раза. Затраты на выполнение технического обслуживания с использованием СИОТОТ, с учетом повышения качества операций обслуживания, снизятся на 4979,5 рублей в год на один трактор. Для хозяйства со средним парком из 8 тракторов типа К-700 годовой экономический эффект составит 39836 рублей.

Разработанные научно-методические положения по созданию СИОТОТ для тракторов типа К-700 могут быть использованы при построении аналогичных информационных систем применительно к другим моделям тракторов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Криков, A.M. Информационные модели системы технической диагностики и обслуживания тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова II Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2011. - № 5-6. - С. 102-108.

2. Криков, A.M. Формирование многоуровневой информации для технической диагностики и технического обслуживания энергонасыщенных тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Вестник НГАУ. - 2012. - № 2. -С. 112-116.

3. Криков, A.M. Требования к системе информационной поддержки технической диагностики и технического обслуживания энергонасыщенных тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Труды ГОСНИТИ. - М., 2012. -Т. 110, ч.1.-С. 135-138.

Публикации в других изданиях

4. Криков, A.M. Информационное обеспечение диагностики и технического обслуживания тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Проблемы использования информационных технологий в управлении предприятиями и организациями АПК: сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. — Новосибирск: СибНИИЭСХ, 2009.-С. 142-146.

5. Криков, A.M. Разработка системы информационного сопровождения технического обслуживания тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Электроэнергетика в сельском хозяйстве: сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. Респ. Алтай: база НГТУ Эрлагол. - 2009. - С. 308-312.

6. Криков, A.M. Формирование блока «Оборудование и оснастка» в системе информационного сопровождения технического обслуживания энергонасыщенных тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Информационные технологии, системы и приборы в АПК: сб. материалов 4-й междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск: СибФТИ, 2009. - С. 410-412.

7. Криков, A.M. Информационные технологии в системе технического обслуживания тракторов [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике: сб. тр. регион, науч.-практ. конф. — Томск: ТСХИ. — 2010. — С. 324-326.

8. Криков, A.M. Разработка информационной модели системы технического обслуживания и диагностики [Текст] / A.M. Криков, Р.Г. Бердникова // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: сб. докл. XI Междунар. науч.-практ. конф. (14-15 сентября 2010 г., г. Углич) / Россельхозакадемия. ГНУ ВИМ. - М., 2010. - С. 205-213.

9. Криков, A.M. Разработка программно-алгоритмических и информационных средств прогнозирования остаточного ресурса тракторов на компьютере [Текст] / А.М. Криков, Р.Г. Бердникова //Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: сб. докл. XI Междунар. науч.-практ. конф. (14-15 сентября 2010 г., г. Углич) / Россельхозакадемия. ГНУ ВИМ.-М., 2010.-С. 218-226.

10. Бердникова, Р.Г. Информационная модель технического обслуживания и диагностики тракторов [Текст] / Р.Г. Бердникова, А.М. Криков // Современные достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве, экономике: сб. тр. регион, науч.-практ. конф. - Томск: ТСХИ. - 2011. - С. 161-165.

Подписано в печать апреля 2013 г. Объем 1,0 печ. л. Тираж 130 экз.

Редакционно-полиграфическое объединение СО РАСХН, ротапринт. 630501, Новосибирская область, пос. Краснообск

Подписано в печать 24.04.2013 г. Формат 60*84 'Л6. Объем 1 п. л. Заказ № 38. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ГНУ СибНСХБ Россельхозакадемии 630501, Новосибирская обл., пос. Краснообск

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукописи

04201360750 ЬЕРДНИКОВА РИТА ГРИГОРЬЕВНА

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ТРАКТОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., профессор Криков А.М.

Новосибирск- 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................5

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.............9

2.1 Роль технического обслуживания в эффективном использовании сельскохозяйственной техники.....................................................................................9

1.2 Анализ исследований по техническому обслуживанию тракторов.......13

1.3 Использование технологических карт, оборудования и оснастки при техническом обслуживании тракторов......................................................................17

1.4 Анализ исследований особенностей технического обслуживания тракторов типа К-700....................................................................................................22

1.5 Обзор исследований по информационному обеспечению технической эксплуатации машин.....................................................................................................27

Выводы по главе и задачи исследования..........................................................35

2 ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАКТОРОВ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ЕЕ РАЗРАБОТКЕ...............................37

2.1 Предварительное обоснование требований к информационному обеспечению технического обслуживания тракторов............................................37

2.2 Информационная модель системы технического обслуживания тракторов.........................................................................................................................44

2.3 Программно-алгоритмические и информационные средства прогнозирования остаточного ресурса......................................................................53

2.4 Общая схема функционирования системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов (СИОТОТ)................................................59

Выводы по главе....................................................................................................61

3 МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ СИОТОТ И ЕЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОВЕРКИ..............................................................................................63

3.1 Общая программа экспериментальных исследований и краткая характеристика основных блоков СИОТОТ.............................................................63

3.2 Методика формирования основных блоков СИОТОТ.............................66

3.2.1 Методика формирования основных блоков в виде набора однотипных и единых составляющих.......................................................................................69

3.2.2 Представление информации блока «Операции технического обслуживания».......................................................................................................72

3.3 Разработка программно- алгоритмических и информационных средств прогнозирования остаточного ресурса основных узлов и агрегатов тракторов. 75

3.3.1 Разработка информационных средств прогнозирования.................75

3.3.2 Разработка программно-алгоритмических средств по прогнозированию..................................................................................................78

3.4 Формирование файловой структуры на ПК для СИОТОТ......................81

Выводы по главе....................................................................................................83

4 ФОРМИРОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИОТОТ................................................................84

4.1 Формирование СИОТОТ для условий хозяйства......................................84

4.2 Формирование блоков с однотипными составляющими.........................87

4.3 Формирование блока «Обслуживаемые тракторы»..................................93

4.4 Формирование блока «Операции технического обслуживания»...........95

4.5 Разработка блока «Прогнозирование остаточного ресурса».................101

4.6 Результаты производственной проверки СИОТОТ................................105

4.7 Оценка эффективности применения СИОТОТ........................................109

Выводы по главе..................................................................................................119

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ......................................121

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..........................123

Приложение А......................................................................................................137

Общие сведения о регистрах информационных объектов СИОТОТ.........137

А1. Регистр оборудования и приспособлений..........................................137

А2. Регистр «Инструменты........................................................................138

АЗ. Регистр «Приборы»..............................................................................138

А4. Регистр расходных материалов...........................................................140

А5. Регистр нормативов затрат..................................................................140

А6. Регистр расчетных задач, решаемых .при диагностировании

трактора................................................................................................................140

Приложение Б......................................................................................................141

Модуль информации описания стенда КИ-8927..........................................141

Приложение В......................................................................................................145

Хронология состояния тракторов.....................................................................145

Приложение Г......................................................................................................147

Модуль файла блока «Предприятия ресурсного обеспечения»..................147

Приложение Д......................................................................................................148

Содержание компоненты «Перечень операций технического

диагностирования и технического обслуживания при ТО-2».............................148

Приложение Е......................................................................................................151

Содержание компоненты «Технические требования и указания».............151

Приложение Ж.....................................................................................................157

Справочник параметров состояния агрегатов и узлов дизеля трактора К-701

для прогнозирования остаточного ресурса.............................................................157

Приложение К......................................................................................................159

Заключения по результатам диагностирования агрегатов и узлов трактора.. 159

Приложение Л.....................................................................................................161

Признаки, характеризующие нарушение правил технического

обслуживания...............................................................................................................161

Акт производственной проверки системы информационной поддержки технического обслуживания и технического диагностирования тракторов типа К-700 .......................................................................................162

ВВЕДЕНИЕ

Современное сельскохозяйственное производство характеризуется значительным снижением уровня оснащенности отрасли тракторами и другими средствами механизации.

Время простоев тракторов по техническим причинам составляет 25-30% от общего рабочего времени, в результате этого удлиняются сроки выполнения полевых работ, увеличиваются потери сельскохозяйственной продукции, снижаются показатели эффективности производства. Одним из путей сокращения таких простоев является поддержание имеющегося парка тракторов в работоспособном состоянии.

Работоспособность и техническое состояние тракторов во многом определяется качеством выполнения операций технического обслуживания. При их выполнении используются широкий круг достаточно сложных технических средств, многочисленные инструменты и разнообразные материалы, а сами операции характеризуются высокой сложностью и информационной насыщенностью. Все это требует от исполнителей большого объема знаний и оперирования динамично изменяющейся и объемной информацией.

Подходы для обеспечения качественного выполнения операций технического обслуживания тракторов уже были предложены. Однако из-за сложности и информационной насыщенности операций обслуживания необходимы дальнейшие исследования в решении данной: проблемы.

Существующая нормативно-техническая документация по обслуживанию тракторов была разработана без учета возможностей современных средств вычислительной техники и информационных технологий.

Объективно назрела потребность перейти от обмена «сырой» информацией к электронной индустрии знаний, как основе для дальнейшего развития.

Однако в сфере технического обслуживания тракторов использование информационных ресурсов до настоящего времени рассматривалось лишь фраг-

ментарно и недостаточно полно. Поэтому данная работа, направленная на дальнейшее совершенствование приемов выполнения операций технического обслуживания тракторов на основе применением системы информационного обеспечения, является актуальной.

Разработка системы осуществлена на примере тракторах типа К-700, которые широко используются в АПК, как основные энергетические средства.

Цель исследования - повышение эффективности выполнения операций технического обслуживания тракторов на основе разработки комплекса средств информационного обеспечения.

Объект исследования - технологический процесс технического обслуживания тракторов с информационным обеспечением операций.

Предмет исследования - информационные и программно-алгоритмические средства, а также взаимосвязи между ними в технологическом процессе выполнения операций технического обслуживания тракторов эксплуатирующей организацией.

Научная гипотеза - повышение качественного уровня выполнения операций технического обслуживания тракторов можно обеспечить с использованием определенного комплекса информационных и программно-алгоритмических

11

средств.

Научную новизну представляют:

- информационная модель системы технического обслуживания тракторов, отражающая выполнение операций их технического обслуживания в соответствии с нормативно-технической документацией;

- научно-методические положения по созданию системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов, включающие требования к ее построению, состав основных информационных и программно-алгоритмических компонентов, методы их формирования и взаимоувязки в системе;

- приемы информационного обеспечения выполнения технического обслуживания обслуживаемых тракторов, в котором осуществлена взаимоувязка операций технического обслуживания и технического диагностирования в единый технологический процесс, а также решение комплекса расчетных и учетных задач динамики их технического состояния.

Практическая значимость. Разработана система информационного обеспечения технического обслуживания тракторов (СИОТОТ), предназначенная для использования при организации и выполнении операций технического обслуживания, представленная в совокупности в виде единого технологического процесса совместно с техническим диагностированием. Комплекс информационных компонентов, а также программно-алгоритмические средства СИОТОТ позволяют добиться более качественного выполнения операций обслуживания тракторов, сокращают время нахождения необходимых данных и знаний, снижают трудоемкость и затраты на техническое обслуживание.

Реализация результатов исследования

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР ГНУ Си-6ИМЭ Россельхозакадемии «Разработать технологии и технические средства для обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники нового поколения в производственно-климатических условиях Сибири на основе комплексного использования информационных ресурсов при технической эксплуатации машин», номер государственной регистрации 09.06. (09.03.03) и «Обосновать основные параметры региональной системы обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники для растениеводства АПК Сибири», номер государственной регистрации 09.04.01.01.

Разработанная система информационного обеспечения технического обслуживания тракторов (СИОТОТ) типа К-700 прошла производственную проверку в условиях ООО «Вороновское» Кожевниковского района Томской области и рекомендована для практического использования при проведении технического обслуживания тракторов.

Материалы разработанной СИОТОТ рассмотрены, одобрены и рекомендованы к внедрению секцией механизации и ресурсосбережения в сельскохозяйственном производстве научно-технического совета Департамента по социально-экономическому развитию сел Томской области. Технология технического обслуживания с использованием СИОТОТ внедрена в учебный процесс по дисциплине «Эксплуатация машинно-тракторного парка» в Томском сельскохозяйственном институте ФГБОУ ВПО НГАУ на Агротехнологическом факультете.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на международных научно-практических конференциях: «Информационные технологии, системы и приборы в АПК» (г. Новосибирск,

2009 г.), «Проблемы использования информационных технологий в управлении предприятиями и организациями АПК» (г. Новосибирск, 2009 г.); на региональных научно-практических конференциях: «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике» (Томск,

2010 г.), «Современные достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике» (г. Томск, 2011 г.); на заседаниях лаборатории № 8 «Техническое обслуживание машинно-тракторного парка» ГНУ СибИМЭ Рос-сельхозакадемии (Новосибирская область, п. Краснообск, 2009-2012 гг.); на научно-методической секции Ученого совета по инженерному направлению ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии (п. Краснообск, 2009-2012 гг.);

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертационной работы, опубликованы в 10 печатных работах, в том числе в 3 статьях в изданиях, указанных в «Перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий», рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы -163 страницы машинописного текста, в том числе: 18 таблиц, 18 рисунков, 9 приложений, список литературы из 139 наименований, в том числе 3 на иностранном языке.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Роль технического обслуживания в эффективном использовании

сельскохозяйственной техники

Основная стратегическая задача отечественного сельскохозяйственного машиностроения (СХМ) в целом - обеспечить к 2020 - 2022 гг. потребности сельских товаропроизводителей в новой технике и создать современный производственный аппарат, доведя оснащение тяжелыми тракторами до 100 тысяч штук. Ежегодные поставки тяжелой техники должны составлять для тракторов класса 5...8 - 10 тыс. штук [49].

В 2007 г. впервые в постсоветское время в соответствии с Государственной программой развития сельского хозяйства на 2008-2012 гг. предусмотрены повышенные поставки в отрасль новой техники (таблица 1.1) [49,130].

Таблица 1.1- План поставки новой техники, тыс. шт.

Приобретение с.-х. 1 техники Годы Всего за 5 лет

2008 2009 2010 2011 2012

Тракторы 23 29 35 41 48 176

Однако объемы технического обновления сельского хозяйства, приведенные в таблице, не ориентированы на ускоренную модернизацию отрасли и способны лишь остановить многолетнее сокращение парка машин на селе [49]. Оснащенность страны сельскохозяйственной техникой в 2007 г. по сравнению с США значительно ниже и выглядит следующим образом (таблица 1.2).

Господдержка сельхозпроизводителей в России ниже: в 100 раз, чем в США; в 500 раз, чем в странах ЕЭС; в 900 раз, чем в Японии. Это - один из факторов того, что 85-90% тракторов и 70-75% зернокомбайнов эксплуатируются более 10 лет. Поэтому для того, чтобы обеспечить возможный уровень механи-

зации на селе имеющимся парком техники, добиться приемлемого уровня эффективности сельскохозяйственного производства, необходимо, прежде всего, поддержание в работоспособном состоянии машинотракторного парка, в чем важную роль отводится более качественному техническому обслуживанию (ТО) тракторов.

Таблица 1.2 - Оснащенность сельскохозяйственной техникой в 2007 г.

Показатели РФ США

Площадь зерновых, млн. га 63 34

Парк тракторов, тыс. шт. 408 4800

Нагрузка на 1 трактор, га 197 37,0

Парк комбайнов, тыс. шт. 107,7 558,5

Нагрузка на 1 зерноуборочный комбайн, га 291 50

ТО - это совокупность обязательных операций по проверке, очистке, смазке, подтягиванию креплений, регулировке, восстановлению и замене деталей и узлов, имеющее целью предупредить преждевременные износы, появления неисправностей и поломок, обеспечить работоспособное состояние машин [3, 16, 17, 25]. Основой построения технического обслуживания в сельском хозяйстве является планово-предупредительная система, представляющая собою комплекс взаимосвязанных положений и норм, определяющих организацию и порядок проведения работ в заданных условиях эксплуатации в соответствии с предусмотренной нормативной документацией. Обслуживание техники планируется, с учетом зональных особенностей, по количеству израсходованного топлива или по наработке (в моточасах или эталонных гектарах) [63, 64, 111].

Составной частью ТО является техническое диагностирование (ТД). Оно обеспечивает достижение предусмотренного конструкцией ресурса, надежност�