автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Оптимизация срока службы и восстановления ресурса оборудования карьеров Севера

ВВЕДЕНИЕ

1 .ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНИКИ НА 10 ПРЕДПРИЯТИЯХ СЕВЕРА

1.1 .Особенности природно-климатических условий эксплуатации 10 техники в регионах холодного климата

1 ^.Эффективность использования техники на горнодобывающих 15 предприятиях Севера

1.3. Исследования работы карьерного оборудования в условиях АК 18 АЛРОСА

1.4. Классификация машин с позиции влияния на их работу природно- 36 климатических факторов внешней среды

Цели и задачи исследований

2.ЭФФЕКТИВНЫЕ СРОКИ СЛУЖБЫ ОБОРУДОВАНИЯ В 42 РЕГИОНАХ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА

2.1 .Анализ существующих методик оценки эффективных сроков 42 службы оборудования

2.2.Динамическая модель обоснования экономически эффективных 54 сроков службы машин

2.3.Методика проведения исследований

2.4. Эффективные сроки службы основного карьерного оборудования

Выводы

3 .КАПИТАЛЬНЫЕ РЕМОНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ И

ТРУДОЕМКОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ МАШИН

3.1 .Состояние и организация капитальных ремонтов оборудования на 67 предприятиях Компании.

3.2.Аналитический подход к обоснованию параметров организации и 71 проведения капитальных ремонтов карьерного оборудования

3.3.Планирование трудоемкости ремонтных работ при эксплуатации 76 оборудования в условиях Севера

3.4. Прогнозирование трудоемкости и стоимости проведения 82 капитальных ремонтов горного оборудования.

Выводы

4. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ 90 ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Экономически обоснованные сроки службы оборудования в 90 условиях Севера

4.2. Организация ремонта карьерного оборудования

4.3. Экономическая эффективность результатов исследований 97 Выводы

Горнодобывающая промышленность является базой промышленного потенциала страны, во многом определяющей экономические показатели других отраслей. Разработка месторождений, как правило, связана с освоением районов, расположенных на Севере России, с жесткими природно-климатическими условиями, как для проживания населения, так и эксплуатации техники.

В настоящее время большая часть горнодобывающих предприятий страны сосредоточена в регионах холодного климата, где продолжительность зимнего периода составляет 6-8 месяцев в году, а температура воздуха понижается до -40°С -5- -60°С со значительными суточными колебаниями уровня. Жесткие природно-климатические условия внешней среды оказывают неблагоприятное влияние на эксплуатацию техники. В зимний период времени резко снижается уровень надежности оборудования, отмечается существенный рост параметра потока отказов и, как следствие, увеличение трудоемкости и стоимости работ, связанных с техническим обслуживанием и ремонтом техники. В первую очередь это проявляется на карьерном оборудовании, непосредственно подверженном влиянию факторов внешней среды.

Стоимость эксплуатации оборудования в регионах Севера в несколько раз превышает уровень аналогичных затрат в средних широтах страны. Простои в ремонтах машин могут достигать до трети всего календарного времени года. Частота отказов в зимнее время увеличивается по сравнению с летним периодом. В зимнее время года затраты на поддержание оборудования в работоспособном состоянии на 20-50% выше. Стоимость воспроизводства трудовых ресурсов на предприятиях Севера превышает аналогичные затраты в средней полосе. Накладные расходы на предприятиях Севера, в зависимости от удаленности транспортных путей, могут достигать 900% [51].

По данным института макроэкономических исследований (ИМЭИ), при Минэкономики России, по состоянию на 1 января 1998 года износ основных фондов в промышленности составил свыше 50%, в том числе машин и оборудования - около 70%. За годы проведения рыночных реформ средний возраст оборудования и техники увеличился в 1.3 раза и составляет в настоящее время около 15 лет [24,59]. В частности, по Иркутской области в горнодобывающем комплексе износ активной части основных фондов превысил 70%, а по обогатительному оборудованию - более чем на 90% [80].

Анализ состояния вопроса и проведенные исследования показывают, что горное оборудование в условиях Севера подвержено неблагоприятному воздействию природно-климатических факторов внешней среды. В этих условиях резко возрастают трудоемкость и затраты на ремонт техники, они не равноценны для различных по назначению машин и оборудования. Это требует классификации техники по принципу влияния на работу машин факторов внешней среды и разработки специальных рекомендаций, направленных на повышение эффективности использования оборудования. Проведенные исследования в условиях АК АЛРОСА выявили тенденцию необоснованного снижения доли затрат на капитальный ремонт, что сопровождается увеличением общих расходов на текущее обслуживание и ремонт (ТОР). В этих условиях требуют научного обоснования эффективные сроки эксплуатации техники, дифференцированные по типам машин и оборудования. Не изучен вопрос планирования и организации проведения капитальных ремонтов горного оборудования, направленных на восстановление ресурса машин.

Целью настоящей работы является разработка научно-обоснованных рекомендаций, направленных на повышение эффективности эксплуатации карьерного оборудования в регионах холодного климата, за счет перехода на экономически обоснованные сроки службы машин и рациональную стратегию проведения капитальных ремонтов, обеспечивающих восстановление ресурса оборудования.

Идея работы заключается в разработке научно-обоснованных рекомендаций и нормативных требований, направленных на адаптацию серийного карьерного оборудования к суровым природно-климатическим условиям Севера.

Вышеуказанная цель обусловила следующие задачи исследований:

-собрать и обработать представительную статистическую информацию, характеризующую работу оборудования в суровых природно-климатических условиях Севера;

-разработать математическую модель оценки экономически эффективных сроков службы оборудования, учитывающую специфику эксплуатации техники в регионах холодного климата и фактор дисконтирования затрат, а также степень влияния отдельных факторов;

-обосновать экономически эффективные сроки службы карьерного оборудования, работающего в регионах Севера;

-обосновать параметры периодичности и трудоемкости проведения капитальных ремонтов карьерного оборудования в регионах холодного климата.

Методика исследований базируется на анализе работы карьерного оборудования в суровых природно-климатических условиях Севера, сборе и обработке представительной отчетно-статистической информации, изучении литературных источников и нормативно-технической документации, использовании современных математических методов исследований. Достоверность информации подтверждена экспертной оценкой данных. Разработанная математическая модель удельных затрат на содержание машин учитывает особенности их эксплуатации в условиях влияния природно-климатических факторов внешней среды и адекватно описывает реальный процесс эксплуатации машин в регионах Севера.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный динамический критерий эффективности, учитывающий все виды затрат на эксплуатацию техники и фактор дисконтирования финансовых средств, позволяет оценить экономически обоснованные сроки службы карьерного оборудования в условиях Севера.

2. Сокращение сроков службы оборудования в регионах холодного климата влечет за собой уменьшение количества капитальных ремонтов и, как следствие, - производственной мощности ремонтных баз, что положительно сказывается на снижении общих затрат на эксплуатацию техники.

3. Объем капитального ремонта оборудования при экономически эффективном сроке службы должен соответствовать минимальным суммарным затратам на эксплуатацию машин в послеремонтный период.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается представительным объемом отчетно-статистической информации; обработкой исходных данных с использованием современных методов исследований; дополнительной экспертной оценкой полученных показателей; совпадением результатов расчетов на математической модели с фактическими отчетными данными АК АЛРОСА, с вероятностью 0.95.

Научная новизна результатов исследований заключается в специально разработанной методике оценки экономически эффективных сроков службы оборудования по динамическому критерию, учитывающему затраты на эксплуатацию техники и эффект дисконтирования финансовых потоков; в новом подходе к вопросам установления срока и трудоемкости проведения капитальных ремонтов техники в условиях Севера. Для реализации предлагаемых решений разработаны математические модели, позволяющие оценить эффективные сроки службы машин, трудоемкость и периодичность проведения капитальных ремонтов оборудования с учетом влияния на работу техники природно-климатических факторов внешней среды.

Практическая значимость работы заключается в реализации разработанных предложений по экономически обоснованным срокам службы карьерного оборудования в условиях Севера на предприятиях АК АЛРОСА, о чем свидетельствуют прилагаемые акты внедрения. Экономический эффект от внедрения на предприятиях АК АЛРОСА только части результатов работы ожидается около шести миллионов рублей.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на традиционных научно-технических конференциях ИрГТУ в 1999 - 2001. гг., на заседаниях кафедры горных машин и рудничного транспорта университета, объединенных заседаниях технологических кафедр горного факультета, на международной конференции, посвященной памяти А.А.Игошина, в октябре 2001 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы в технических журналах, сборнике научных трудов и тезисов докладов конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка из 105 наименований и 6 приложений на 56 страницах. Объем диссертации: 111 страниц машинописного текста, включая 2 таблицы, 19 рисунков.

Выводы

В результате выполненных исследований внедрено, либо принято к реализации в условиях предприятий АК АЛРОСА: методика оценки экономически эффективных сроков службы оборудования в условиях Севера; рекомендуемые сроки службы оборудования и требования к периодичности и числу капитальных ремонтов техники; методика нормирования ремонтных работ; технологические карты на ремонт основного оборудования Компании; рекомендации по трудоемкости проведения капитальных ремонтов, разработанные на примере экскаватора ЭКГ-15 и бурового станка СБШ-250МН.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения лишь отдельной части результатов работы составляет шесть млн.рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены выполненные автором новые научно обоснованные положения по оценке экономически эффективных сроков службы машин и оборудования, работающих в условиях Севера, приведен аналитический подход и даны рекомендации по регламентации проведения капитальных ремонтов карьерного оборудования, обеспечивающие решение важной прикладной задачи-снижения затрат на эксплуатацию техники в регионах холодного климата.

Выполненные исследования позволяют сформировать основные выводы и практические рекомендации.

1. Работа машин и оборудования в регионах Севера сопровождается неблагоприятным воздействием природно-климатических факторов внешней среды, что сказывается на низком уровне надежности и использования машин, повышении затрат на эксплуатацию техники. Наиболее подвержено влиянию условий эксплуатации карьерное оборудование, коэффициент использования которого в Удачнинском ГОКе АК АЛРОСА составляет: карьерных экскаваторов-0,51; гидравлических погрузчиков-0,52; буровых станков-0,48; бульдозеров-0,42.

2. Существующие нормативы амортизационных отчислений не учитывают специфики условий эксплуатации техники в регионах холодного климата, что обуславливает повышенные затраты на эксплуатацию оборудования.

3. В целях повышения эффективности использования техники в условиях Севера разработан динамический критерий оценки затрат, учитывающий все многообразие факторов воздействия внешней среды, активно влияющих на эксплуатацию оборудования, позволяющий обосновать экономически эффективные сроки службы оборудования в регионах холодного климата.

4. На основе обработки представительной отчетно-статистической информации о работе оборудования в условиях УГОКа АК АЛРОСА и выполненных исследований с использованием разработанной динамической модели затрат, обоснованы оптимальные сроки службы машин. Доказано, что эффективные сроки службы карьерного оборудования в условиях Севера существенно ниже нормированных показателей для средних широт.

5. Уменьшение сроков службы карьерного оборудования в регионах Севера влечет за собой сокращение количества, и, следовательно, трудоемкости и стоимости капитальных ремонтов. Все это положительно сказывается на уменьшении мощности ремонтных баз и общих затрат на эксплуатацию техники. Снижается потребность предприятия в развитии непроизводственной инфраструктуры, в необходимости привлечения дополнительных людских ресурсов, что имеет особое значение для регионов Севера.

6. Сокращение сроков службы оборудования в регионах Севера, требует разработки и соблюдения четких требований к периодичности и объемам проведения капитальных ремонтов, определяющих уровень эксплуатационной надежности и ресурс техники.

7. Разработанный критерий эффективности позволяет обосновать нормативы трудоемкости проведения капитальных ремонтов основного карьерного оборудования с учетом особенности эксплуатации машин в регионах холодного климата.

8. Разработан аналитический подход к планированию основных параметров капитальных ремонтов карьерного оборудования, принципам организации и нормирования производства работ с учетом специфики условий Севера.

1. Анализ текущего состояния ремонтного производства AK AJIPOCA. М: Юникон, 2001.-284 с.

2. Астахов A.C. Динамические методы оценки эффективности горного производства. М.: Недра, 1973. - 272 е.: ил.

3. Астахов A.C. Экономика разведки, добычи и переработки полезных ископаемых (геоэкономика).- М.: Недра, 1991. 316 е.: ил.

4. Баранов Д.А. Сроки амортизации и обновления основных производственных фондов. М.: Наука.- 1997. 220с.

5. Бельфор В.Е., Горлин A.M., Морозов В.И. Автоматизация управления ремонтом оборудования на горных предприятиях. М., Недра, 1986. -160 с.

6. Беляков Ю.И., Богуславский В.Е., Скачков С.А. Оценка технического уровня одноковшовых карьерных экскаваторов с помощью комплексных показателей. //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1985 - №2 - С.69-72.

7. Бубновский Б.И., Ефимов В.Н., Морозов В.И. Ремонт шагающих экскаваторов: Справочник. М.: Недра, 1991. - 347 с.

8. Васильев М.В. Модернизация оборудования один из путей технического прогресса горнорудного производства. // Горный журнал. - 1980. - №5. - С. 3-6.

9. Васильев М.В. Перспективы развития техники и технологии открытых работ в железорудной промышленности. //Горный журнал. 1984. -№7. - С. 7-9.

10. Винницкий К.Е. Управление параметрами технологических процессов на открытых разработках.-М.:Недра, 1984.-237 с.

11. Ганицкий В.И. Организация производства на карьерах. М.: Недра, 1983.-232 с.

12. Ганицкий В.И., Чернигова Е.И. Принципы оптимизации планирования ремонтов горного оборудования. // Проблемы управления горными предприятиями будущего. М.: Недра. 1972. -с. 108-111

13. Гетопанов В.Н. Горные и транспортные машины и комплексы. М.:Недра, 1991-303 .

14. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категория, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. Введ. с 01.01.71.

15. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. Взамен 1635070. Введ. с 01.07.81.

16. ГОСТ 20334-81 «Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники»;

17. ГОСТ 20793-86 «Тракторы и машины сельскохозяйственные. Техническое обслуживание»;

18. ГОСТ 25866-83 «Эксплуатация техники. Термины и определения»;

19. ГОСТ 27.503-81. Методы оценки показателей надежности. Система сбора и обработки информации. Взамен 17509-72. Введ.:01.07.82.

20. ГОСТ 2700289. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.-М.,1990.-37с.

21. ГОСТ 28.001-83 «Система технического обслуживания и ремонта техники»;

22. Гранин М.В., Сеннов Н.П. Основные направления реструктуризации открытой угледобычи. // Уголь. 1997. - №2 - С 24-26.

23. Гусева Н., Кириченко И. Модернизация как способ омоложения производственного аппарата.//Журнал «Оборудование» 1998 №10.

24. Докунин A.B., Семенча П.В., Гольдбухт Е.Е., Зиглин Ю.А. Повышение прочности и долговечности горных машин. М.: Машиностроение. 1982-224 с.

25. Иванов В.Н., Скобло Г.И., Некоторые итоги работы экскаваторов большой единичной мощности. // Уголь. 1982. -№2 - С. 24-26.

26. Ивашков И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подьемно-транспортных машин. М.: Машиностроение. 1981. - 335 с.

27. Каменецкий JLE. Эффективность основных фондов в горной промышленности. М.: Недра. 1981. 231 с.

28. Канторер С.Е. Амортизация и сроки службы машин и оборудования в строительстве. М.: Стройиздат, 1975. - 240 с.

29. Коваленко В.П., Финкельштейн 3.JI. Смазочные и гидравлические масла для угольной промышленности. М.: Недра, 1991. - 300 с.

30. Консон A.C. Экономика ремонта машин. М. Машиностроение, 1970 -216 с.

31. Котляревский Г.П. Основы повышения надежности и долговечности горношахтного оборудования. М.:Недра, 1971. - 200 с.

32. Кох П.И. Климат и надежность машин. М.: Машиностроение, 1981. -175 с.

33. Кох П.И. Надежность горных машин при низких температурах. М.: Недра, 1972,- 170 с.

34. Кох П.И. Надежность механического оборудования карьеров. М.: Недра, 1978.- 189 с.

35. Кох П.И. Ремонт экскаваторов. М.: Недра, 1967. - 295 с.

36. Краковский Ю.М. Аналитико-имитационное моделирование для проектирования гибких производственных систем. Иркутск: Изд-во Ирк. гос. университета, 1993. -176с.

37. Кузьмин Ф.И. Задачи обеспечения надежности технических систем. -М.: Радио и связь, 1982. -176 с.

38. Кулешов A.A. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров.-М.: Недра, 1980-317с.

39. Кулешов A.A., Тымовский Л.Г. Эксплуатация карьерного транспорта в условиях Севера. М.: Недра,1973 - 143с.

40. Ларионов В.П. Техногенный риск и устойчивое развитие северных регионов в XXI веке. //Труды I Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. -2002.-c.3-15.

41. Ларионов В.П., Махутов H.A., Москвичев В.В. Научные основы создания техники для регионов Сибири и Крайнего Севера. //Труды I Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. 2002. - С.73-75.

42. Лопатников JIM. Экономико-математический словарь. М.: Наука, 1987. -510с.

43. Макаров А.П. Исследование технологичности и разработка средств механизации технического обслуживания и ремонта экскаваторов на карьерах Севера. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иркутск: ИПИ, 1996. - 22с.

44. Махно Д.Е. Динамика изменения технических параметров и уровня надежности экскаваторов в зависимости от ресурса машин „ Изв. вузов. Горный журнал-1983-№1- с.74-77.

45. Махно Д.Е. и др. Надежность и эффективность использования мощных экскаваторов на карьерах Севера // Колыма. 1984. - №11 - с.31-33.

46. Махно Д.Е. Надежность карьерного оборудования, работающего в суровых климатических условиях. Иркутск: ИПИ, 1975. - 43 с.

47. Махно Д.Е. Управление приводами карьерных экскаваторов в условиях низких отрицательных температур. // Колыма. 1984. - №8 - С.22-23.

48. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт карьерных экскаваторов в условиях Севера. -М., Недра, 1984 133с.

49. Махно Д.Е., Горбунов И.В. К вопросу планирования трудоемкости ремонтных работ на карьерах. Разработка угольных месторождений открытым способом. Межвузовский сборник научных трудов. - Кемерово. Кузбасский политехнический институт. 1981. - С. 156-163.

50. Махно Д.Е., Меейеров Б.М., Краковская Л.И. Прогнозирование оптимальных сроков службы карьерных экскаваторов в условиях Севера // Известия вузов. Горный журнал. -1984, №3. С 92-95.

51. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Надежность карьерных экскаваторов и станков шарошечного бурения в условиях Севера. М.: Недра, 1976. - 166с.

52. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Эксплуатация и ремонт механических лопат в условиях Севера./ Справочное пособие. М.: Недра, 1992. - 128 с.

53. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Макаров А.П. и др. Техническое обслуживание и ремонт экскаваторов на карьерах Севера. Организация и механизация. Иркутск: Изд-во Иркут.ун-та, 1993. - 200 с.

54. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Новоселецкий А.П., Авдеев А.Н., Красно-штанов С.Ю. Эффективность использования основных фондов на горных предприятиях Севера // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2000. - №2 - С. 104-107.

55. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Пилькевич Д.Г. и др. Надежность карьерных экскаваторов работающих в суровых климатических условиях. М.: Цветметинформация, 1971. - 70 с.

56. Махутов H.A., Алымов В.Т., Лепов В.В. Проблемы прочности, безопасности и ресурса в рамках концепции приемлемого риска. //Труды I Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. 2002. - С.21-28.

57. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам.-4-е издание, перераб. и доп.- М.НедраД 982-414 с.

58. Методические рекомендации по разработке нормативных материалов для нормирования труда рабочих. М.: НИИ труда, 1983.

59. Михайлов Ю.И., Кантович Л.И. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1975.-425 с.

60. Михлин В.М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1984. - 335 с.

61. Натаров M.B. Оптимизация процесса обновления основных фондов в условиях интенсификации. 1988.

62. Наумов Г.Г. Состояние и проблемы освоения минерально-сырьевой базы сурьмы и олова в республике Саха (Якутия). // Горная промышленность 2000. - №4 - С 34-36.

63. Никешин Б.С., Старостин Е.И., Маслов М.В. О сроках назначения капитальных ремонтов экскаваторов. // Уголь. 1980. №3 - С.35-36.

64. Никонов Е.С., Ефимов В.Н., Бережной Б.Г. и др. Организация ремонта экскаваторов в Кузбасе. М.:ЦНИЭИуголь, 1974. - 32 с.

65. Нормы ускоренной амортизации оборудования в АК "АЛРОСА". -Мирный: инст. Якутнипроалмаз, 1998. 71 с.

66. Нурлыбаев М.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами на карьерах.- М.: Недра, 1985. 140 с.

67. О мерах по совершенствованию порядка и методов определения амортизационных отчислений. Утверждено Постановлением Правительства Российской Федерации от 31 декабря 1997 года №1672;

68. Обосновать нормативы на капитальный ремонт оборудования в АК "АЛРОСА".руководитель темы М.А.Файнблит: Отчет Якутнипроалмаз -Мирный, 1998.-152 с.

69. Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин. М.: НИИ труда, 1982.

70. Общемашиностроительные нормативы времени на слесарные работы по ремонту оборудования. М.: НИИ труда, 1973;

71. Оводенко Б.К. Горные работы на карьерах Заполярья. Ленинград: Наука, 1972.- 135 с.

72. Остапенко В.И., Попов В.И., Морозов В.И., Воробьев Б.П. Капитальный ремонт горно-шахтного оборудования. М.: Недра. 1986 - 240 с.77