автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.21, диссертация на тему:Совершенствование организации и нормативов технической эксплуатации троллейбусов

РГ6 од

УКРАИНСКИЙ ТРАНСПОРТНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

о о г'ПН '.Г.г.г,

На правах рукописи

БУДНИЧЕНКО Валерий Борисович

УДК 656.1.121

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И НОРМАТИВОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРОЛЛЕЙБУСОВ

Специальность 05-02.21 "Организация производства (транспорт)"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев - 1995

Диссертацией является рукопись

Работа выполнена в ХАРЬКОВСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АКАДЕМИИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА, на кафедре "Городской электрический транспорт"

Научный руководитель - к.т.н., доцент Карпушин ЭЛ.

Официальные оппоненты: 1. Д.т.н., професор. Курников И.П.

2. К.т.н., ст.науч.сотр. Христюк Н.М,

Ведущая организация - Харьковское государственное предприятие "ГОРЭЛЕТРОТРАНС" ,

Захцита диссертации состоится ¡^О-^ 1р ? 1995г. в_часов

на заседании специализированного ученого совета Д 01.27.01. в Украинском транспортном университете по адресу : 252010, Киев-10, ул. Суворова, 1, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Украинского

Транспортного Университета

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного ученого совета, кандидат технических наук, доцент

А.П.Дзюба.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. ра£кш>{. Одной из важнейших задач, стоящих перед городским электрическим транспортом, является повышение эксплуатационной надежности подвижного состава при снижении затрат на его содержание, обслуживание и ремонт. Поддержание подвижного состава в работоспособном состоянии осуществляется в соответствии с действующей планово-предупредительной системой технического обслуживания и ремонта которая во многих случаях вступает в противоречие с реальными условиями, сложившимися в конкретных депо. В частности, несоответствие между количеством ремонтных зон и инвентарем машин, между требованием равномерной загрузки ремонтных зон и неравномерным накоплением нормативного пробега и т.п., определяет высокую интенсивность отказов, в том числе и непосредственно после проведения ремонтно - профилактических мероприятий.

Таким образом, задача совершенствования технических нормативов и организации технического обслуживания является актуальной и имеет первостепенное значение, так как позволяет стабилизировать показатели работоспособности троллейбусов за счет адаптации к конкретным условиям.

Цель исследования - в совершенствование организации и технических нормативов системы технического обслуживания и ремонта троллейбусов в направлении минимизации отклонений от нормативного пробега и учета технического состояния троллейбуса при постановке на второе техническое обслуживание. В соответствии с намеченной целью определены основные задачи исследования: 1) исследование суточного пробега троллейбуса, как фактора определяющего время накопления нормативного пробега; 2) исследование характеристик потока троллейбусов поступающих на второе тех-, ническое обслуживание (ТО-2); 3) исследование влияния интенсивности потока троллейбусов поступающих на ТО-2 и интенсивности обслуживания на отклонения от нормативного пробега; 4) разработка методики составления графика постановки троллейбусов на ТО-2 с учетом индивидуальных показателей эксплуатации на

предыдущих этапах; 5) разработка программных средств для учета работы и планирования восстановлений подвижного состава. Шъиегой^исследов&шш является технологический процесс планирования восстановлений троллейбусов на основе массивов информации характеризующих их работу.

Осшшаа_шшмеаа исследования состоит в том, что путем формирования очередности постановки троллейбусов на второе техническое обслуживание можно добиться минимума отрицательных последствий отклонений от нормативного пробега. Методы„исследования. Методической основой исследований является теория управления производством. Ваунная-новиана работы заключается в :

• установлении закономерностей накопления пробега и его статистических характеристик;

• определении параметра потока троллейбусов поступающих на ТО-2:

• определении значений функции распределения отклонений от нормативного значения пробега;

• создании методики автоматизированного составления графи* ка постановки троллейбусов на ТО-2 и плановые ремонты с учетом предельных отклонений от нормативного пробега и значений параметров, характеризующих техническое состояние подвижного состава.

Прл !'гическая_шшоет_1^райоты Разработана методика автоматизированного составления графика ремонтов и соответствующее ей информационное, программное и методическое обеспечение позволяющее минимизировать отклонения от нормативного пробега и учесть индивидуальные особенности каждого троллейбуса, что обеспечивает более равномерную загрузку ремонтных зон и снижает поток отказов в межремонтный период. £еадизащш_рЁЗудьтатов работы. Полученные научные и практические результаты стали основой для разработанного комплекса программного обеспечения автоматизированного рабочего места технического отдела троллейбусного депо. Автоматизированные рабочие места внедрены в 10 троллейбусных и трамвайных депо городов Украины включая Киев, Николаев, Сумы, Северодонецк

и Харьков. Отдельные результаты использованы при подготовке технических заданий на троллейбусы, выпускаемые заводами Южный' машиностроительный завод (ЮМЗ) г.Днепропетровск и Львовский автобусный завод (ЛАЗ).

Апрййалия_работы. Основные положения диссертации доложены На Всесоюзной научно-технической конференции "Пути повыше-нйя производительности труда и качества работ при ремонте подвижного состава на предприятиях городского электротранспорта". Харьков, 6-8 сентября 1984 г. , XXV, ХХУ1 научно-технических конференциях преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьковского института инженеров городского хозяйства в 1990, 1992 гг.

Шишцшз^шосяайж

• характеристики распределения суточного пробега;

• зависимости изменения характеристик распределения пробега по мере его накопления;

• характеристики потока требований на выполнение второго технического обслуживания;

• модель функционирования зоны ремонта;

• критерии приоритетности при формировании порядка подачи машин на второе техническое обслуживание;

• методика и программное обеспечение для автоматизированного составления графика постановки машин на обслуживание и ремонт.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 работах.

Шъем^ и ^труйтдаА^ШсертйЦШ, Диссертация содержит 126 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 21 таблицу, состоит из введения »четырех глав, заключения, списка литературы включает из 85 наименований, из которых 6 на иностранных языках, и приложения на 15 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность исследования, формируется его цель и дается общая характеристика работы. В первой главе рассматривается современное состояние вопроса обеспечения работоспособности троллейбусных машин. С позиций теории параметрической надежности наиболее эффективно эта за-

дача решается в диагностической системе управления техническим состоянием. Однако она требует для своей реализации больших капитальных затрат и в настоящее время может рассматриваться лишь как перспективнаа Для большинства троллейбусных предприятий Украины в обозримом будущем работоспособность подвижного состава будет обеспечиваться планово-предупредительной системой технического обслуживания и ремонта. При разработке норматива интервала времени или пробега между видами технического обслуживания и ремонта принимается во внимание стохастическая зависимость изменения параметров от пробега, по которой назначаются основной и кратный ему интервалы периодов восстановления, перечни контролируемых параметров, виды ремонтных воздействий.

Вопросы совершенствования системы технического обслуживания и ремонта подвижного состава,, установлению научно -обоснованных нормативов, исследование закономерностей изменения технического состояния транспортных средств при различных модификациях системы посвящены работы ученых:

- отечественных: Аринин И.Н., Бедняк М.Н., Веклич В.Ф., Карпушин Э.И., Крамаренко Г.В., Курников И.П., Логачев Е.Г., Лудченко А.А., Луйк И.А., Щербина Г.П. и др.

- зарубежных Humphrey N. A., Dutta U., Maze T.N. и др.

Однако , ряд вопросов непосредственной организации технического обслуживания троллейбусов исследованы недостаточно.

Поскольку изменение параметров носит случайный характер, то критерием назначения интервалов между ремонтно -профилактическими воздействиями системы технического обслуживания и ремонта является минимизация потерь от недоиспользования ресурса при преждевременной подаче машин в ремонт и потерь от отказов на линии тех машин, у которых параметры за этот период выйду из о власти работоспособности.

Однако, при всей логической непротиворечивости системы технического обслуживания и ремонта троллейбусов, наложение ее на реальные условия невозможно без существенных отступлений от нормативного периода плановых восстановлений подвижного состава. В силу значительного разброса времени достижения норма-

тайного пробега между плановыми восстановлениями ремонтная зона должна иметь переменную загрузку, что связано с необходимостью капитальных затрат на оборудование дополнительных рабочих мест. Так как такой путь экономически нецелесообразен , для равномерной загрузки ремонтной зоны приходится идти на отступление от нормативного пробега в ту или другую стороны. Таким образом создаются объективные условия для ухода параметров за границу работоспособности и увеличения интенсивности потока отказов.

Из всех видов ремонтно-профилактических воздействий наибольшее значение для обеспечения работоспособности троллейбуса имеет ТО-2 проводимое через 16000 км в течение одной рабочей смены. Остальные виды либо дополняют номенклатуру восстанавливаемых деталей, либо нацелены на контроль состояния агрегатов и систем влияющих, на безопасность движения. Поэтому решение задачи обеспечения работоспособности троллейбуса следует искать на пути максимального сближения моментов времени возникновения объективной потребности в ТО-2 и моментов освобождения ремонтной зоны от предыдущей машины. Отсюда следует необходимость исследования факторов и закономерностей накопления пробега между очередными ТО-2, распределения интервалов времени между моментами возникновения потребности в ремонте и времени накопления нормативного пробега, особенностей потока требований на восстановление, характеристик потока восстановлений й их влияния на отклонения от нормативной периодичности ТО-2.

Втдрая_хлавеи посвящена исследованию процесса накопления пробега. Предварительно анализируются и исследуются статистические данные о суточных и межремонтных пробегах .

Результаты обработки данных о суточных пробегах показывают, что распределение пробегов имеет четко выраженный бимодальный характер. Разложение функции распределения пробегов позволило вычленить две составляющие, описываемые нормальным законом с двухсторонним усечением.

Определенные по базам данных о суточных пробегах подвижного состава пяти троллейбусных депо Украины обобщенные

кривые распределения плотностей вероятностей пробегов описываются выражениями, учитывающими односменный и двухсменный режимы работы:

О, Ц >350

В процессе накопления пробега бимодальность кривой Р(Ь) постепенно исчезает и спустя примерно 10 суток распределение пробегов соответствует нормальному закону, причем математическое ожидание и дисперсия практически линейно возрастают пропорционально длительности пребывания троллейбуса в движении. Соответствие распределения нормальному закону проверялось по критерию Пирсона. Установлено, что .для заданных в технических заданиях на троллейбусы ЮМЗ й ЛАЗ периодичности проведения ежесуточного и первого технического обслуживания (одни сутки и 14 дкей) пробег троллейбусов соответственно не будет превышать 350 и 4000 км с вероятностью 0.99.

Итогом исследования закономерностей накопления пробегов являются функции прогноза времени достижения заданного нормативного пробега Ьн и границы доверительного интервала

Таким образом, сформированы необходимые условия для математического моделирования организации подачи машин на ТО-2 при различных значениях инвентарного количества подвижного состава, пропускной с :особности зоны ремонта и т.д.

0, ¿к 25; .

0,^>185 0,4 <50;

МТ(ЬН) = 7.27 + 5.97 Ьн; Тмах(Ьн) = 217 + 1.66 Ь, Тшт(Ьн) = -5.03 + 3.96

В_третьейгдаве исследуеттся закономерности поступления троллейбусов на ТО-2. Выдвин^гга гипотеза , что моменты возникновения потребности в ТО-2 образуют простейший поток заявок.

Для доказательства принятой гипотезы разработано программное обеспечение с помощью которого время возникновения потребности в ТО-2 определялось по базам данных суточных пробегов машин. В результате исследования доказано, что интервалы времени между, смежными моментами возникновения потребности в техническом обслуживании имеют экспоненциальный закон распределения, следовательно поток заявок на ТО-2 будет простейшим. Исходя из этого вероятность возникновения потребности в техническом обслуживании у нескольких троллейбусов во время проведения очередного ТО-2 будет описываться законом Пуассона. Тогда зона ТО-2 может быть представлена как замкнутая система массового обслуживания, на вход которой поступает простейший поток заявок с детерминированным временем обслуживания.

Использование аналитических зависимостей известных в теории массового обслуживания для данной системы невозможно, так как зона ТО-2 имеет несколько особенностей отличающих ее от классической замкнутой системы массового обослуживания:

• состояние Р0 - (пост свободен и простаивает в ожидании троллейбуса) характерно только для короткого периода времени в новых троллейбусных парках. В остальных депо Украины вероятность состояния Р0 всегда равна нулю , так как постановка троллейбусов на ТО-2 производится ежедневно;

• приоритетом в обслуживании обладают троллейбусы с наибольшим пробегом от последнего ТО-2 или ремонта более высокой категории;

• троллейбус, у которого наступила потребность в ТО-2, продолжает находиться в движении до тех пор пока не будут обслужены все троллейбусы имеющие больший пробег.

Организация обслуживания по условию "наибольший пробег" влечет досрочную (1.д) или запоздалую по времени (111Ж) постановку троллейбуса на ТО-2, что приводит к недопробегу или перепробегу

троллейбуса относительно установленного нормативной документацией пробега .

Функция распределения отклонений от нормативного пробега будет равна:

^ ) 9 2

Р (Ь,и=------ 2 ехр - (I* + (VI П8к)))2) / (2 (Ч>2 (1^))2)]

где у - нормировочный коэффициент,

Ч'ь - функции математического ожидания и среднеквадратичного отклонения пробегов, Ьк - нормативный пробег,

- время досрочной постановки в ТО-2.

Решение задачи минимизации целевой функции при весовых коэффициентах потерь от недопробега \л и перепробега

и =гшп (Хд 1д + Х^« г^)

в общем виде очень сложно, т.ак как кроме стохастического характера процесса накоплс шя пробега необходимо учитывать вероятности переходов от состояний Р^ в состояния Р^, Поэтому результатом должна быть рациональная организация подачи машин на ТО-2 по минимуму отклонений пробега от нормативного. Четвертая _г лава посвящена разработке рациональной организации подачи троллейбусов на ТО-2 и обоснованию предельных отклонений от нормативного пробега. Многообразие соотношений между интенсивностью потока заявок и производительностью зоны ТО-2 учитывается при имитационном моделировании путем задания различных значений отношения (II) интенсивности потока заявок к интенсивности обслуживания в интервале 0.84 - 1.6. Моделировалась работа двух систем массового обслуживания: С, -допускающая простой поста в ожидании троллейбуса; Са - с приоритетом "наибольший пробег". Алгоритмом моделирования предусматривалось прогнозирование даты наступления потребности в очередном ТО-2 (Тр ) для каждого троллейбуса и сравнение (ДТ^ этой даты с фактической датой постановки троллейбуса на ТО-2 (Т,) исходя из заданной производительности зоны ТО-2.

Значения несовпадения фактического и требуемого для достижения нормативного пробега времени ДТ\ означают :

ДТЧ >0 - на ТО-2 становится машина из очереди с задержкой Л Т1 суток;

ДТКО - пост простаивает ДТ1 суток для системы Сх или машина устанавливается досрочно на ДТ1 суток для системы С2;

ДТ1=0 - норматив пробега выдержан.

Результатом имитационного моделирования являются вероятности постановки троллейбусов на ТО-2 с отклонениями от нормативного пробега и плотности распределения отклонений для различных вариантов организации подачи машин. Установлено, что вероятность постановки машин с перепробегом составляет 0.74 для случая соответствия пропускной способности зоны ТО-2 расчетному числу технических обслуживание При этом также имеет место недопробег троллейбуса относительно нормативного значения постановки на ТО-2 со средним значением 862 км. Максимальные значения недопробега и перепробега составляют соответственно 24% и 36 % от нормативного. Величина максимального отклонения от нормативного значения при 11=1.05 - 1.1 (рис.1,2) меньше, чем при И=1 и составляет 16 - 18% от нормативного пробега.

-40 -20 О 20 40

Рис. 1 Функции плотности распределения отклонений от нормативного пробега для С2 при 11=1.05

Таким образом, при организации подачи машин на ТО-2 без простоя поста в 99% случаев пробег будет находиться в. интервале 12800-19200км при значении нормативного пробега постановки на ТО-2 равного 16000 км. Назначение предельных границ отклонений от нормативного пробега необходимо производить индивидуально для каждого троллейбусного депо при наличии различий в инвентарном количестве подвижного состава.

а.л

-40 -га

Рис. 2 Функции плотности -распределения отклонений от нормативного пробега для С2 при 11=1.1

Рациональная организация подачи машин на ТО-2; помимо установления пределов допустимых отклонений пробега от нормативного, заключается в распределении троллейбусов по датам месяца на основании прогноза пробега и учета индивидуальных особенностей каждого троллейбуса, отражающих условия эксплуатации и срок службы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Исследованы закономерности накопления суточного пробега троллейбусов. Установлено , что интенсивность потока машин поступающих на ТО-2 зависит от величины суточного пробега троллейбуса, который имеет двухвершинную форму распределения представляющую собой сумму двух нормальных законов плот-ш>сти распределения пробега троллейбусов при односменном и двухсменном режиме работы с ограничением по минимальному и

максимальному пробегу. С увеличением интервала времени накопления двухвершинное распределение пробега переходит в одновершинное, которое также является нормальным распределением. Среднее, максимальное и минимальное время накопления нормативного пробега прямопропорциональны нормативному значению и могут быть представлены линейной регрессией.

2. Стохастический характер потока троллейбусов, поступающих на ТО-2, обуславливает то, что даже при равенстве средней интенсивности потока требований и средней интенсивности обслуживания постановка на техническое обслуживание производится с отклонениями от нормативного пробега.

3. При одних и тех же значениях отношения интенсивностей потока требований и потока обслуживании организация технического обслуживания недопускающая простой поста дает меньшие значения перепробегов, чем допускающая простой поста ТО-2.

4. Разработана методика формирования графика ТО-2, которая предусматривает приоритет в постановке на обслуживание троллейбусов с наибольшим пробегом от начала эксплуатации и количеством отказов за предшествующий период времени, при этом пробег машины от последнего ТО-2 или ремонта более высокой категории не превышает предельно допустимых отклонений от нормативного значения.

5. Для сокращения времени на учет, анализ и планирование восстановлений необходимо использовать автоматизированное рабочее место с пакетом прикладных программ, реализующим предложенную методику.

Применение разработанного метода планирования постановки троллейбусов на ТО-2 в видё пакета прикладных программ для автоматизированного рабочего места работника технического отдела троллейбусного парка позволяет снизить дисперсию отклонений от нормативного пробега в среднем на 20 -30 % и уменьшить количество отказов в среднем на 10 %.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Будниченко В.Б., Лисаревич Н.В., Дугунов Н.И. О периодичности контроля уровня электролита в щелочных аккумуляторных батареях подвижного состава ГЭТ. Сб. "Наука и техника в городском хозяйстве", Вып. 51, г. Киев, "Буд1вельник ", 1982 г.» с. 53-58

2. Будниченко В.Б., Соколова О.З. Периодичность контроля за износом губок контакторов троллейбусов 9ТР. Сб. "Наука и техника в городском хозяйстве", Вып. 57,г. Киев, "Будавельник", 1984 г., с(Ю-б2.

3. Будниченко В.Б. Повышение эффективности организации работ при техническом обслуживании троллейбусов Тезисы докладов на Всесоюзной научно-технической конференции "Пути повышения производительности труда и качества работ при ремонте подвижного состава на предприятиях городского электротранспорта" Харьков, 4-6 сентября 1984 г., с. 16-20

4. Будниченко В.Б., Ярис АЛ. Применение ЭВМ для совершенствования организации технического обслуживания троллейбусов. Ж-л "Наука и техника в городском хозяйстве" , Вып. 60, г. Киев, "Буд1вельник" , 1985 г., с 38-39

5. Будниченко В.Б.,1 "аксимов А.Н. Оценка эффективности системы технического обслуживания и ремонта. Труды АКХ им. КД.Панфилова, М., 1990 г. с. 4-12

6. Будниченко В.Б. Применение ЭВМ в оперативном управлении техническим состоянием подвижного состава городского электротранспорта. Тезисы докладов ХХУ научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьковского института инженеров городского хозяйства г.Харьков, 1990г., с.115

7. Будниченко В.Б. Влияние пробега на периодичность ревизионного ремонта троллейбусов. Сб. "Наука и техника в городском хозяйстве", вып 92., г. Киев, 1992г, с.49-59

8. Будниченко В.Б. Эффективность внедрения автоматизированных рабочих мест в депо. Тезисы докладов 26 научно - технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьковского института инженеров городскчго хозяйства г.Харьков, Ш)2с. а! 23

Budnichenko V.B. Improvement of design and standards of technic-al exploitation.

The given thesis is submitted for degree of candidate of Technical Sciences on 05.22.21 specialiatty - Organaze production Kiev Transport University , Kiev, 1995. The thesis contains investigation the process of accumulation of run trolleybusis and mounting on Technical service number two. It was established that mounting on Technical service take place with deviate from standart of run in many cases. Th^ limit of deviate was defined from standart of run. The method was created of mounting Technical service with accounting technical condition of trolleybus and bourders of deviation of run. The computers programs has been created by calculation, analysis and planning resloratoin trolleybuses which using this method. The thesis results are used in studies at Harkov State Academy of municipal economy and trolleybus enterprises at Ukraine.

Будниченко В.Б. Удосконалення организаци та норматитв тех-шчшн експлуатаци троллейбусш,

Дисертащя на здобуття вченого степени кандидата техшчних наук по спещальностГ 05.02.21 - Организащя виробництва, Украшський транспортний ун1верситет. Ки1в- 1995 р. Дисертащя мкггить досшдження процесу накопинення npo6iry тролейбусами та постановки 1х на техшчний огляд № 2 (ТО-2). Встановлено, що постановка тролейбуав на ТО-2 вщбуваеться з в!дхиленням В1Д нормативною пробку. Розрахована межа в!дхи-лень в!д нормативу та розроблена методика постановки на ТО-2 з урахуванням техшчного стану тролейбуса в межах розрахо-ванних в1дхилень. Розроблено програмне забезпечення для облзку, анал1зу та планування постановки тролейбусш на imaHOBi ремонти та обслуговування. Результата достджень використо-вуються у тролейбусних депо Укра'ши та навчальному nponeci ХаркЬзсьног Державно!' Академп MicbKoro господарства .

Ключев! слова:

тролейбус, техйчне обслуговування, нормативи техн1чно1 экс-плуатацп, проби" тролейбуса, вщхигення в!д нормативного пробку, закони розпод$лу, теория масового обслуговування , пот1к тролей-буав, техшчний стан, планування техшчного обслуговування, програмне забеспечення.