автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Совершенствование методики формирования парков строительной техники



ПРОХОРОВ СЕРГЕИ ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ПАРКОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Специальность 05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные

машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2011

1 2 МАЙ 2011

4845700

Работа выполнена на кафедре «Строительное производство» Владимирского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Ким Борис Григорьевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Кравченко Игорь Николаевич -кандидат технических наук доцент Попова Людмила Николаевна

Ведущее предприятие - НП СРО "Союз проектировщи-

ков Владимирской области'

Защита диссертации состоится 19 мая 2011 г. в /0 еС на заседании диссертационного совета ВАК РФ Д 212.126.02 при Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу : 125319, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64; тел.: 8(499) 155-93-24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета. Копию отзыва просим присылать по e-mail: uchsovet@madi.ru

Автореферат разослан $¿муьиМЯ г.

Ученый секретарь диссертационного совета У^J / Н.В. Борисюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время во многих строительных организациях эксплуатируется чрезвычайно много машин со сверхнормативным сроком службы. Это связано с тем, что с начала девяностых годов наблюдается сокращение объема строительно-монтажных работ. Появился переизбыток техники. С другой стороны стоимость новых машин резко возросла, что при общем падении финансовых показателен заставляет организации более тщательно подходить к приобретению оборудования. Резко возросла и роль ремонтной политики организаций. Приобретение новой техники, оптимизация машинных парков стало важной технической, организационной и экономической проблемой. Однахо в ряде организаций регионального уровня наблюдается старение парков из-за несовершенства управленческих и организационных технологий. Зачастую это связано с низким уровнем технического обслуживания и отсутствием дифференцированного подхода к эксплуатации разновозрастных парков техники, не способностью быстро перестраиваться в зависимости от внутренних и внешних условий. С переходом от плановой к рыночной экономике существовавшая система формирования парков техники значительно утратила свой потенциал в связи с утратой ремонтных мощностей и отсутствием квалифицированных кадров, особенно это заметно в небольших регионах таких, как Владимирская область.

Назрел пересмотр ранее применяемых подходов и методик к проблемам формирования парков техники строительных организаций.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Совершенствование методики формирования парков строительной техники с учетом ремонтной политики организаций.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Анализ фактического состояния парков техники и исследование методик комплектования их в организациях-держателях машин.

2. Исследование влияния факторов эксплуатации на показатели использования машин.

3. Разработка методики формирования парков техники содержащей интегрированные математические модели оптимизации количественного и качественного состава.

4. Разработка системы для повышения качества технического обслуживания и ремонта машин, на основе имитационных моделей технической эксплуатации.

5. Подготовка и внедрение предложений и рекомендаций по совершенствованию процесса управления ремонтом и техническим обслуживанием.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

1. Разработаны методики формирования парков строительной техники и их технического обслуживания на основании научно обоснованных теоретических и практических решений, позволяющих повысить эффективность эксплуатации строительной техники.

2. Сформирована методика определения значений коэффициентов в зависимостях, связывающих число внезапных отказов строительных машин с их возрастными показателями, температурными и производственными условиями.

3. Построены модели эффективных парков техники на основе эксплуатационной политике организаций.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Усовершенствованная методика формирования парков строительной техники;

2. Методика определения значений коэффициентов в зависимостях, связывающих число внезапных отказов строительных машин, на основе многокритериального анализа;

3. Рекомендации по внедрению методик формирования парков строительной техники и управлением их техническим состоянием.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы заключается в разработке и применении методики формирования парка строительной техники в современных экономических условиях и системы технического обслуживания на основании математического моделирования.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Разработанные рекомендации по методикам были приняты для применения в организациях-держателях строительной техники Владимирского региона «УМСР-2», «Владимирспецэнергоре-монт», «Дорожно-строительное управление города Владимира»

АПРОБАЦИЯ И ПУБЛИКАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях Владимирского государственного университета, международных научно-технических конференциях в Нижнем Новгороде, Воронеже и Тюмени, Владимире. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 146 страницах печатного текста и содержит 7 таблиц и 35 рисунков Библиографический список содержит 113 наименований работ российских и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ диссертации обоснована актуальность темы и сформулированы задачи исследования.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ сделан обзор технического состояния парков строительных машин на примере города Владимира. Проведенный анализ изменения износа строительной техники в организациях Владимирского региона на примере парка экскаваторов и бульдозеров показал, что с начала 1993 года в результате падения объемов строительного производства происходило массовое сокращение парка строительной техники и разрушение системы централизованного технического обслуживания машин. Большая часть техники не получает должного обслуживания или просто не используется. В ряде случаев она вообще не ремонтируется, а работает до первого отказа, после чего становится донором агрегатов или простаивает на базах организаций в неисправном состоянии.

К настоящему моменту существует достаточно много работ по проблеме обеспечения работоспособности парков техники и критериям их формирования. По теме диссертационной работы можно выделить труды таких ученых как: Б.В. Гнеденко, Ю.К. Беляев, A.M. Шейнин, В.А. Зорин, Е.С. Локшин, Е.М. Кудряв-

цев,Ю Н.А.Ушаков, А.И. Селиванов, А.Д. Соловьев, Б.А. Козлов, О.А Бардышев., И.А. Луйк, Д.П. Волков, С.Н. Николаев, Б.Г. Ким и зарубежных ученых Р. Барлоу, Ф. Прошан, Ф. Байхельт, П. Франкен и целый ряд других, статьи и монографии которые нашли отражение в данной диссертации.

Однако, существующие методики либо не применимы в чистом виде, либо устарели и не учитывают факторы, актуальные в современной экономической ситуации для неблыпих регионов.

Исходя из анализа текущей ситуации с парками строительной техники во Владимирском регионе, необходима разработка гибкой методики формирования парка строительной техники, исходя из местных условии эксплуатации, возрастного и качественного состава машин, а также возможностей технического обслуживания и приобретения новой современной техники.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ диссертации определены закономерности влияния температурных, возрастных и эксплуатационных факторов на техническое состояние и технологические показатели строительных машин, а также проанализированы показатели надежности техники в зависимости от ремонтной политики организаций.

В частности, влияние температурного фактора отражается на наработке машин следующим образом:

• Для экскаваторов: наработка машин в холодный период времени года уменьшается на 7 %. Экскаваторы типа ЭО - 3322 имеют наработку в период май - октябрь примерно на 8% большую, чем в период ноябрь-апрель. У экскаваторов типа ЭО-4121 уменьшение наработки происходит на 6 %, т.е. отрицательные температуры не оказывают существенного влияния на режимы эксплуатации экскаваторов данной модели. Разница в наработке для экскаваторов Э-10011 составляет 4 %. Это объясняется использованием экскаваторов данной марки как сваебойной установки. Наибольшее различие имеет экскаватор ЭО- 2621 -16 %, что объясняется маломощной силовой установкой

• Для бульдозеров наработка в период с ноября по апрель уменьшается на 5 %. По бульдозерам на базе трактора Т-180 сокращение наработки происходит на 12 %. Наработка бульдозеров на базе тракторов Т-130 и Т-75 сокращается незначительно, в среднем на 3 %.

Для всех типов были определены математические зависимости изменения наработки и выработки в течение года.

В частности для экскаваторов марки ЭО-2621:

Наработка:

у = 0,0006л6 - О.ОЗббх* + 0,7862х* - 7,975.x1 + ¡9,699/ - 83,936х + 162,64 (маш-час) (1)

Выработка:

у = 0,0025x6 - 0,8013x5 + 25,069x4 - 309,78x3 + 1761,5x2 - 4090,Зх + 930 (мЗ) (2)

Были проведены исследования в области влияния ремонтной политики организаций на технические и экономические показатели машины различных воз-

растов. В ходе анализа практики эксплуатации бульдозерного парка выделяется несколько групп машин:

Машины со сроком эксплуатации до 1 года - высокая наработка, но нестабильная из-за проявления заводских дефектов или обкатки оборудования. В это время дефекты устраняются как правило специализированными сервисными центрами по гарантии

Машины со сроком эксплуатации 1-3 года - стабильная высокая наработка.

120 -,-,-,-,-,-,-■-,-1-1-■

яфмамииасонд

мес.

I_- ■ ■ 1-3 года-------4-6 лет___]

Рис. 1 Использование бульдозеров на базе трактора Т-130 в течении года в зависимости от возраста машин

Машины со сроком эксплуатации 4-5 года - средняя наработка. Применяется смешанная система обслуживания техники, с увеличением доли ремонтов выполняемых собственными силами.

Машины со сроком эксплуатации свыше 5 лет резкое снижение наработхи. Доля ремонтов выполняемых собственными силами становится максимальной. Ремонты сводятся к замене агрегатов и узлов.

Средний срок службы экскаваторов составляет около 9 лет. Проведенные исследования показали некоторые различия в динамики появления отказов и продолжительности их устранения. Экскаваторы с механическим приводом (ЭО-10011) используются в основном в качестве сваебойного оборудования. Для экскаваторов данного типа можно отметить следующее: простои на одну машину со сроком эксплуатации свыше 9 лет равняются 41- 45 дней.

Экскаваторы марки ЭО - 2621 характеризуются средним сроком эксплуатации около 7-8 лет. Относительно не большой срок и интенсивная эксплуатация позволяет постоянно обновлять парк экскаваторов данной модели. В ходе анализа было выявлено, что уже на первом году эксплуатации число целодневных простоев на одну машину составляет 44 дня, а к концу срока эксплуатации ( к 7году) возрастает до 72 дней. Интенсивность появления отказов увеличивается на 20 %.

100 -1-.-1-1---1-'-.-1-•--

январь февраль март апрель май нюнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь

1-3 возраста

4-6 возраста

Рис. 2 Наработка экскаватора ЭО-2621 в течении года в зависимости от возраста

Экскаваторы ЭО-4121 характеризуются более широким использованием новых машин. Продолжительность простоев в ремонте характеризуется возрастанием с 20 дней(первые два года эксплуатации) до 44 дней (в возрасте 7-8 лет), а интенсивности появления на15%.

Проанализировав в совокупности изменение наработки и количество целодневных простоев машин, для всех типов машин были определены математические зависимости средней наработки на 1 отказ и вероятности безотказной работы. Зависимость снижения наработки от срока эксплуатации для экскаватора ЭО-4121: Я= -0.0001хб + 0.0 Юх' - 0.194х4 + 1.581л? -3.709^- 14.38х + 146.0 (маш-ч.) (3)

140

|13й I а Ь

ч

к 100

\

а

\ ч

£ 80

70

12 3 1

Рис.3 Снижение наработки экскаватора ЭО-4121 в зависимости от срока эксплуатации

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Срок службы, год 50 маш-час .......100маш-час 150маш~час

Рис. 4 График изменения вероятности безотказной работы Экскаватора ЭО-4121 в зависимости от возраста.

Р(!)150 = 5Е-08х6 - 7Е-06х1 + О.ОООх" - О.ООбх3 + 0.064Х3 - 0.331х + 0.772 Р(1),оо = -2Е-06х6 + О.ОООх' - 0.002х" + 0.021х3 - О.ЮЗх2 + 0.123х + 0.837 Р(1)щ = 6Е-07/ - ЗЕ-05Х5 + О.ОООх4 - ОМОНу1 + 0.052Х2 - 0.217х + 1.141

(4)

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие выводы:

1. На показатели надежности машин оказывают влияние различные факторы. Их влияние можно описать математически.

2. Закономерности износа и технологические показатели однотипных машин значительно отличаются друг от друга.

3. Существующий подход к формированию парков техники не может дать оптимального решения, т.к. учитывает влияние основных факторов опосредованно.

4. Многокритериальный анализ износа и влияния факторов на технологические характеристики техники позволяет найти решение проблемы оптимального комплектования парка машин, а также сформировать эффективную систему технического обслуживания и ремонта, с учетом современных тенденций развития строительной отрасли и машиностроения.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ диссертации даны методики формирования парков строительной техники и определения потребности в ремонтно-профнлактическом обслуживании парка машин.

За основной показатель эффективности работы каждой машины были приняты минимальные удельные затраты на выполнение заданного объема работ, Сначала формируется база данных для расчета.

* * Г в»

V <

ЫР/охч&Ь

V

Нзалш !

*Г

и»»

1 ре

С-гг >-. » с?-." з;ци

ЧЛ1.

I имтй

1..........

I Г

| Яда?*™

; г-Е-,>;>«-; г .мс-г-чЗ'чдр;

Рис.5 Структура исходных данных для расчета

Изначально при определении состава парка строительной техники прогнозируются объемы работ, выполняемые каждым типоразмером машин в течение расчетного периода на строительной площадке. Для большей точности объемы планируемых работ должны рассчитываться по нескольким методикам, с учетом факторов нестабильности рынка и нормальных рисков.

Следующим шагом является определение планируемой годовой выработки для каждой машины и производится анализ выполнения следующих условий:

1. Если годовая выработка меньше планируемого объема работ на объекте, т.е. Вгод -Ураб <0, то машина исключается из расчета по данному объекту.

2. Если годовая выработка больше планируемого объема работ на объекте, т.е. Вгод -Ураб >0, то расчет продолжается дальше.

После сравнения для оставшихся машин производится сопоставление продолжительности работ с плановой (определяемой заказчиком или по графику производства работ). При этом машины, продолжительность работы которых превышает требуемые показатели, исключаются из расчета. Если продолжительность работ не задана, то в исходных данных указывается «продолжительность «0»» и все машины попадают в расчет.

Организационные резервы вычисляются путем имитационного моделирования работы ведущей машины с обслуживающей на основе вероятностной модели. Для этих целей был применен метод статистического моделирования Монте-Карло. В целях упрощения расчет производился как однофазной системы массового обслуживания в замкнутом цикле которой требования обслуживаются один

раз. Для рассмотрения технологических резервов составляется модель выполнения работ на объекте, исходя из различных возможных технологических схем производства работ.

Рис 6 Выбор машин исходя из требований продолжительности работ

Входными критериями являются технические характеристики экскаватора и автотранспорта, характеристики условий производства работ, максимальные пути перемещения техники при производстве работ, дополнительные условия ограничивающие производительность (стесненность, условия экологической, пожарной безопасности и т.д). Выходными показателями являются продолжительности работ и возможные резервы времени.

Удельные затраты на выполнение работ определяем по формуле:

-----шш (руб/м3) (5)

а

где - совокупные затраты на эксплуатацию, обновление и ремонт на ед. объемов ра-

X к

бот, руб.; " -количество машин ¿-го типоразмера, ед.; "' - коэффициент, учитывающий влия-

ъ

нне температуры на удорожание работ; коэффициент, учитывающий влияние возраста тех-

£

пики на стоимость эксплуатации; "' - коэффициент, учитывающий влияние условии зксплуата-V.

цип и структуры работ; 4 - объемы работ на объекте, мЗ.

Стоимость эксплуатации определяется по формуле:

с^с^+с^+с^с^з-с^-А (руб) (6)

с с

где " - затраты на транспортировку машины к месту работы; "" - затраты на техниче-

г

ское обслуживание машины; * - затраты связанные с текущим (плановым) ремонтом машины; - затраты связанные на подготовку машины к работе или с проведением дополнительных

с

мероприятий (горюче-смазочные жидкости, эксплуатационные жидкости, энергоресурсы); "*-

экономия средств из-за досрочного выполнения работ; Л - амортизационные отчисления; размер оплаты труда рабочих, управляющих строительными машинами.

Для наиболее эффективной работы системы необходимо не только определить эксплуатационные затраты, но и затраты, связанные с возможной заменой старой машины на новую, т.к. задачей работы является не только формирование парков техники из машин, находящихся в эксплуатации, но и обновление их с минимальными затратами для эксплуатирующих организаций.

Для решения этой задачи на данном этапе производится сравнительный анализ стоимости эксплуатации новой машины или существующей, путем сопоставления удельных приведенных затрат.

С~ *к„ *к..; *к\

У,

С,*к*к*к„

(руб/м3) (6)

где С? **кп *-стоимость эксплуатации новой машины;^ *ки **кп- стоимость эксплуатации имеющейся в парке машины

Коэффициент, учитывающий влияние температуры на удорожание работ (

к

") определяется из следующих предпосылок:

Для его определения может быть применен метод прогнозирования отказов из-за воздействия низких температур на различные системы и оборудования по теории вероятности. Наиболее простым является метод соотношения затрат на ремонт и техническое обслуживание в зависимости от температуры и времени года.

-I—1—I-1-1-г^-1---I-!-т-1

-11,3 -10 ~!:3 4,9 12,2 17.9 16:4 10,7 3..7 -2,7 -7,5 Ср^няятемпература воздуха

Рисунок 7 Изменение затрат на ТО и Р в зависимости от температуры окружающего воз-

духа

Коэффициент, учитывающий влияние возраста техники на стоимость экс-

и

плуатации ( " )определяем по формуле:

к = """ + (7)

где "<•" - количество дней простоя из-за отказов в год; "•"■> - количество рабочих дней в году.

Количество дней простоя выражается математическим ожиданием:

X К У I

= (Дней)

М г*» "-отпит

(8)

где - общее время простоя на заданную наработку ь й машины, ] - го возраста, г - го типа; - количество отказов, в зависимости от наработки х- й машины, ] - го возраста, г -

го типа.

Количество отказов, в зависимости от наработки устанавливаем по следующей зависимости:

(9)

1.1 /-1 Г.\

т я

где - наработка ¡- й машины, ] - го возраста, г - го типа; - интенсивность по-

тока отказов

В качестве альтернативы время нахождения машины в ремонте Может определятся по методике изложенной в МДС 12-13.2003 в частности:

Время нахождения машины в ремонте (в сутках) можно определить из выражения

Пре» - (ТМ.&)РЧ, (дней) (10)

где Тжч - наработка машины в моточасах; Р,- -величина принимается на основании показателей, содержащихся в эксплуатационной документации, заводов-изготовителей и фактических сведений по аналогичным машинам.

Если эти данные отсутствуют, то Р, определяется по формуле

Я" (И)

где - количество технических обслуживании и ремонтов каждого вида машин за один ремонтный цикл; Пр - продолжительность одного технического обслуживания и ремонта соответствующего вида машин в рабочих сутках; Ц„ - продолжительность ремонтного цикла в моточасах; Ка - коэффициент отношения наработки машины в моточасах к сменному рабочему времени, за которое она получена.

Значения величины Пр принимаются по данным МДС 12-8.2000.

Коэффициент, учитывающий влияние условий эксплуатации и структуры

работ ** определяем следующим образом:

При работе машин в однородных условиях и соблюдении правил эксплуатации и текущего обслуживаниядля получения прогнозных оценок возможно применение теоремы П.Л. Чебышева, когда средне арифметическое достаточно большого числа случайных величин утрачивает характер случайности. Но при этом должно выполняться условие

иаом/^а-ко) (13)

Где дисперсия прогнозируемой величины;'' допустимая ошибка прогноза;^,(г) доверительная вероятность;" число воспроизведений события

Если режимы погружения меняются в процессе работ на объекте, но при этом выполняется условие (13), то отказ рассчитывается как результат суммарного воздействия.

Однако при реальной эксплуатации воздействие различных факторов достаточно неоднородно, поэтому целесообразно применение метода предельных потоков. Согласно центральной предельной теореме, закон распределения суммы достаточно большого числа независимых случайных величин при соблюдении некоторых нежестких ограничений сколь угодно близок к нормальному. Предельными являются также законы Пуассона и Вейбулла-Гнеденко.

После определения расчетных показателей выбирается машина с минимальными удельными затратами. Машина ставится на обслуживание объекта и на период работы на нём исключается из расчета. Объем выполняемых работ по объекту вычитается из годовой выработки для данной машины.

Далее производится анализ по следующему объекту. При этом в расчет берутся машины, которые свободны от выполнения работ.

После выполнения работ машина освобождается и снова попадает в расчет, где помимо удельных затрат сравниваются остаточные ресурсы машин (выработка).

Определяются суммарные затраты на выполнение всего объема работ.

Вычисляются остаточные наработки для каждой машины, исключаются машины, у которых остаточная наработка на конец расчетного периода превышает 30% и производится повторный расчет. Блок-схема представлена на рис.8.

Для распределения машин во времени используется счетчик машино-смен. Он позволяет строить календарный график эксплуатации машин, что, в свою очередь, облегчает планирование и проведение технического обслуживания и ремонтов техники.

Также в диссертационной работе была разработана методика составления графика технического обслуживания машин расчетного парка.

Для этого были сделаны следующие предположения:

• График загрузки машин составлен с учетом сроков выполнения работ и их объема, следовательно, плановую наработку можно считать неизменной.

Продолжительность проведения планового обслуживания одной машины принимаем кратной единице планирования.

Ввод объемов работ на расчетный период (¡=1.....п)

Определение исходного типоразмера машин (методами комплектования систем массового обслуживания) (1=1. ..ш)

Определяется усредненная годовая выработка машины

^гД^'г0"1*.......

Машина исключается из расчета по данному объекту

Определяем продолжительность работ по объекту

И ~ я.

Нет

Машина исключается из расчета по данному объекту ]дГ

Подпрограмма расчета возрастного коэффициента £„•

Подпрограмма расчета температурного коэффициента ки

+

Подпрограмма расчета коэффициента условий работы^ х

+ ..... Подпрограмма расчета стоимости машино-смены сч -1-

Подпрограмма расчета удельных затрат >•..

Машина исключается га расчета по данному объек-

Машина ставится на обслуживание объекта и исключается из дальнейшего расчета по другим объектам на период работы

Вывод распределения машин по объектам, удельных затрат, состава паска техники

С^~Конецрасчета

Рис 8 Алгоритм расчета парка строительной техники организации

• Ремонтная бригада считается занятой на все время проведения ПО и не может начать работу над новой машиной, не закончив с предыдущей.

• Наработка машины между ПО может отличаться от расчетной, но не выходить за верхний и нижний пределы.

• Время на перебазировку бригад включается в общее время выполнения операций.

Процесс составления графика был разбит на следующие этапы:

1. Сбор и подготовка исходной информации для планирования:

• Выявление и исключение из расчета машин, находящихся на ТО или Р, а также тех, которые будут поставлены в плановый период.

• Для оставшихся машин, определяем срок проведения ТО по нормативам:

М? * Р(£ Ъ\) > Л^, (маш-час) (14)

где Л':" - максимальная нормативная наработка до ТО;

Чтобы более точно определять срок постановки машины на ТО или Р необходимо учитывать воздействие температурных, возрастных и других факторов через вероятности безотказной работы. Вероятность безотказной работы была определенна выше. В случае невыполнения условия машина переносится на следующий плановый период, т.к. в этом она в обслуживании не нуждается.

• С целью более точного формирования графика определяем возможные границы переноса ТО и Р для оставшихся машин:

Самое раннее качало:

(маш-час) (15)

Самое позднее начало:

(маш-час) (16)

• Выполняем проверку вероятности отказа машины исходя из допустимой:

Р(Ь;)<.Р(Ь')^ (17)

Если условие выполняется, то машина рассчитывается как требующая только ТО, если нет - ставится в график как требующая ремонта.

2. Составление приближенного графика проведения ТО:

• Определяем период времени, когда остановка машины на ремонт и техническое обслуживание будет минимальным:

С! =тш(С!(0) (руф (18)

• Методом последовательного перебора рассматриваются периоды работы. Если в каком-то из них находятся минимальные затраты на ТО 1-й машины, то она ставится на обслуживание. Если таких машин несколько, то их число не должно превышать количество ремонтных бригад (п). В случае не выполнения этого условия, сравнивается их ранее и позднее начало ТО и выбирается с

наименьшим значением, а другая машина передвигается в графике. Таким образом, выбирается п машин для обслуживания.

« При этом следует учитывать, что машины могут находиться в ремонте не один день. Поэтому необходимо корректировать число свободньк бригад ремонтников.

информации о парке машин

сбвабэт"г Составит

графика ТО и Р с ^

Корректировка

Й Машины | находящиеся ^ на ТО и Р

Машины не | находящиеся 1 на ТО и Р

|| Возрастной :I состав парка

( Наработка \) | машин на || | момент

| планирования

; ".......................

Г"^"'.......-.....:......¡'..

| Резерв машин ■

—я».'.:

Матрица распределен ия машин по объектам в ;. расчетный период

Возможность : Щ применения р 1 диагностичес ••• них методов :

Определение продолжите." ¡§ ьности § проведения I ТО и Р

Оределение возможных резервов времени на проведение ТО и Р

\ Определение

периода безотказной работы машин по вероятности ым методам

ТО и Р

Л

: : / "

| Составление | графика ТО и | Р исходя из | минимальны х затрат

Составление графика заказа и поступления запасных частей

г

■ ШЯ

; ; I

: Определение [ | организаций а| I проводящих ;

Составление графика работы ремонтных бриргад

> Анализ ) полученных ! результзюв

.задание .1 корректирую I щих действий :

Вывод на печать итогового графика ТО и Р

Составление графика заказа и поступления запасных частей

■ ■

Рис 9 Последовательность составления графиков ТО и Р 3. Составление окончательного графика проведения ТО: • Производится проверка по периодам времени числа свободных бригад и количества машин, нуждающихся в обслуживании.

• Выдается результат расчета.

• В случае появления большого числа простоев бригад ремонтников, можно ограничить пределы проведения ТО для наиболее устаревших машин.

Методика предусматривает одновременное решение задач календарного планирования и составления графиков работы соответствующих специализированных подразделений.

В диссертационной работе была рассмотрена методика формирования ремонтных мощностей, где за основу взяты основные факторы, влияющие на количество отказов машин, с учетом системы обеспечения работоспособности парков техники.

Устранение неполадок и проведение внеплановых ремонтов может производиться силами обслуживающего персонача на рабочем месте, мобильными ремонтными бригадами на объекте, в ремонтных мастерских организации или специализированных мастерских других организаций (обслуживание по гарантии и т.д.). Исходя из этого, необходим дифференцированный подход, который заключается в следующем:

1. Все отказы делятся на:

• Отказы, которые можно устранить силами обслуживающего персонала.

• Отказы, ликвидируемые мобильными бригадами

• Отказы, ликвидация которых возможна только в ремонтных мастерских.

2. Для каждого вида отказов определяется вероятность его появления.

3. Рассчитывается количество отказов для каждой группы, а значит, количество ремонтов на которых будут занягы рабочие или ремонтные службы.

4. Исходя из количества ремонтов и вероятности их появления, вычисляется число дней простоя машин в ремонте.

5. После определения продолжительности ремонтов, рассчитывается потребность в мобильных бригадах и ремонтных мощностях.

(19)

где А',- коэффициент использования мобильных бригад во времени или коэффициент, учитывающий технологические перерывы в ремонтных мастерских;®^- фонд рабочего времени ремонтных бригад, чел.-ди;Л/(Г) - математическое ожидание продолжительности нахождения техники в ремонте и на ТО

Для ремонтов производимых в стационарных ремонтных цехах, можно выполнить экономическое сравнение различных вариантов обслуживания. Таким образом, методика позволяет наиболее рационально использовать ремонтные мощности организации и при этом обеспечивать работоспособность эксплуатируемого парка техники.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ приводится анализ внедрения методики и её экономическая эффективность.

Согласно разработанной методике был проведен анализ состава существующего парка строительной техники в организации УМСР-2 г. Владимира. Расчет производился согласно планируемым объемам работ на 2005 год.

Состав техники выбирался из условия номенклатуры работ и наличия сервисной базы. За основу были приняты машины ковровского и тверского экскаваторных заводов. Вся техника приобретается в лизинг в компании « Промлизииг».

Внедрение методики позволило сократить простои техники на ремонте и произвести рациональное загружение техники во времени.

Таблица 1

Состав парка землеройной техники в УМСР-2 после оптимизации

Наименование машин Год выпуска Наработка за год

Экскаватор Hitachi ZX110 2005 2362

Экскаватор ЭО-2621В 1987 1856

Экскаватор ЭО-2621 1988 1756

Экскаватор ЕК-12 2005 2256

Экскаватор ЭО-3322 1987 2105

Экскаватор Hitachi ZAXIS 160 2005 2356

Экскаватор Hitachi ZX 140w-3 2005 2253

Экскаватор ЭО-4321Б 1988 1985

Экскаватор ЭО-4321Б 1990 2056

Экскаватор ЭО-4225А 2005 2253

Экскаватор ЭО-4225А 2005 2253

Экскаватор ЭО-4121 1987 1856

Экскаватор ЭО-4225А 1987 2253

Экскаватор ЭО-4124 1987 1896

Экскаватор ЭО-4225А 2005 2253

Экскаватор ЭО-4124 1989 1798

Экскаватор ЭО-4124 1989 1979

Экскаватор ЭО-4124 1990 1856

Экскаватор ЭО-4224 1991 1847

Экскаватор Hitachi EX-125WD 2005 2235

Экскаватор ЭО-4326 1997 2103

Экскаватор Э-10011А 1978 1083

Бульдозер Б-10М.0001 2008 856

Бульдозер Т-130 2006 1256

Бульдозер Т-170 2008 2198

Бульдозер ДЗ-27С на базе Т-130 1985 1897

Бульдозер ДЗ-27С на базе Т-130 1991 2165

Бульдозер ДЗ-27С на базе Т-130 1993 2185

Бульдозер Б-10.02Е на базе Т-180 200S 1523

Бульдозер Б-10.02Е на базе Т-180 2008 2095

Бульдозер Б-10.02Е на базе Т-180 2008 2345

Бульдозер Б-10.02Е на базе Т-180 2008 1874

За счет имитационного моделирования количество единиц техники не задействованных на выполнении работ или находящихся на техническом обслуживании и ремонте сократилось до 3 шт., когда до применения методики это количество доходило 10-15 пгт. Процент выработки техники повысился на 10%. За счет

наличия свободных исправных машин в парке удалось на 5 % превысить планируемый годовой объем земляных работ, осуществленных организацией.

--Существующий парк ———Парк после внедрения методики

Рис.9 Плотность распределения вероятностей появления отказов у экскаваторов ЭО-4121 после 12 лет эксплуатации

а. .»

х 80 [-------------у в -0.0002Х5 Л.ОЮЗх5- 0Д949Х4+1.581х3-3,7095ха-14,383х+146^37

| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ' 10 11 12 13 14 15 16

и

Срок эксплуатации, лет

- — Существующий парк ——Парк после внедрения методики

Рис.10 Распределение отказов экскаватора ЭО-4121

В результате применения результатов исследования удалось повысить наработку до отказа у возрастной техники, а также уменьшить доверительный интервал вероятности появления отказов на 25 %.

Внедрение методики позволило сократить простои техники на ремонте и произвести оптимальное загружение техники во времени.

Для обновленного парка строительной техники был составлен график проведения технического обслуживания.

Совокупные затраты на техническое обслуживание парка техники сократились на 325640 рублей.

Для обновленного парка строительной техники был составлен график проведения технического обслуживания.

Совокупные затраты на техническое обслуживание парка техники сократились на 625640 рублей

По результатам расчета по основным показателям была составлена сводная таблица реализации мероприятий по внедрению методики. Общий экономический эффект си' внедрения составил 61018,7 тыс. рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа количественного и качественного состава парков техники Владимирской области выявлены проблемы препятствующие достижению максимальной эффективности использования машин.

2. В существующих парках установлено большое количество однотипных машин, которые не эксплуатируются на полную мощность. Это, как правило, определяется их частыми отказами из-за физического старения несмотря на щадящий режим использования. В среднем 30 % парка техники простаивало или находилось в ремонте.

3. Выявлены закономерности износа и отказов строительной техники от природно-температурных условий, возраста и условий производства работ. Это позволило разработать методику по определению оптимального состава парка техники, что позволяет минимизировать затраты на содержание парка техники в работоспособном состоянии и уменьшить внезапные отказы.

4. Найдены закономерности отказов парка строительных машин с учетом воздействия различных факторов на технику.

5. Установлено, что учет температурных, возрастных и эксплуатационных факторов при формировании парков техники путем введения поправочных коэффициентов, позволяет прогнозировать возможную наработку и вероятность отказа с достаточной степенью точности.

6. Применение разработанной методики позволяет сократить расходы на содержание парка техники в работоспособном состоянии в среднем на 5-10%.

7. Внедрение результатов диссертационной работы привело к сокращению количества отказов машин в среднем на 15 % за счет оптимизации использования машин на объектах, а фонд рабочего времени на обслуживание увеличился на 5%. Совокупные затраты на техническое обслуживание парка техники сократились на 325640 рублей(в ценах 2005г.).

8. Экспериментально и с использованием математических моделей определен оптимальный состав парка строительной землеройной техники для выполнения прогнозируемого объема работ. В результате этого количество свободных от работы машин сократилось до 3 единиц, а объем работ увеличился по сравнению с плановыми на 5% по парку машин «УМСР-2».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Прохоров C.B. Комплектование парков техники с учетом климатических, возрастных и других факторов,// Инстроймех-2004: Материалы международной научно-технической конференции - Воронеж: ВГАСУ, 2004. -с. 141-142.

2. Прохоров C.B. Расчет вероятностей отказов строительных машин в различных климатических условиях// Инстроймех-2005: Труды международной научно-технической конференции - Тюмень: ТюмГНГУ, 2005 -с.243-244.

3. Прохоров C.B. Методика формирования парка техники// Специализированный научно-промышленный проект - Н.Новгород: НГАСУ, 2005 - 213-214 с.

4. Прохоров C.B. Методика определения удельных затрат на эксплуатацию машин// Итоги строительной науки: Материалы международной научно-технической конференции - Владимир: ВлГУ, 2005- с. 224-225

5. Прохоров C.B. Учет факторов, влияющих на эксплуатацию машин при определении затрат на производство// Механизация строительства. - 2007.- № 8. -с. 10-11.

6. Прохоров C.B. Формирование оптимальной структуры парков строительной техники // ИнстроГшех-2007: Труды международной научно-технической конференции - Самара: СГАСУ, 2007 с. 245-247

7. Прохоров C.B. Вопросы определения удельных затрат на эксплуатацию парков машин // Итоги строительной науки: Материалы международной научно-технической конференции - Владимир: ВлГУ, 2007 с. 264-268

8. Прохоров C.B. Совершенствование методики формирования парков строительной техники // Проблемы эксплуатации систем транспорта: Труды всероссийской научно-технической конференции - Тюмень: ТГНГУ, 2007 с. 221-224

9. Прохоров C.B. Совершенствование эксплуатации машинных парков // Инстроймех-2008: Труды международной научно-технической конференции -Владимир: ВлГУ, 2008 с. 368-370

10. Прохоров C.B. Состояние парков техник« Владимирских строительных организаций // Инстроймех-2008: Труды международной научно-технической конференции - Владимир: ВлГУ, 2008 с. 41-46

11. Прохоров C.B. Расчет графика технического обслуживания парка техники с учетом воздействия факторов эксплуатации Строительная наука-2010. Материалы международной научно-технической конференции - Владимир: ВлГУ, 2010 с. 243-246

12. Прохоров C.B. Повышение уровня технического обслуживания машинных парков в организациях владимирского региона// Инстроймех-2010: Труды международной научно-технической конференции - Владимир: ВлГУ, 2010 с. 85-89

Подписано в печать 14.04.11. Формат 60x84/16. Усл. печ, л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 33 Издательство Владимирского государственного университета. 600000, Владимир, ул. Горького, 87.