автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта судовых энергетических комплексов ледоколов

На правах рукописи

003170Э21

АЛЕКСЕЕВ КИРИЛЛ АЛЕКСЕЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ЛЕДОКОЛОВ

Специальность: 05.08.05 - «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 э г Г; г:

Санкт-Петербург 2008

003170921

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Государственной морской академии имени адмирала С О. Макарова на кафедре «Материаловедения и технической эксплуатации флота».

Научный руководитель Доктор технических наук, доцент А М. Никитин

Официальные оппоненты- Доктор технических наук, ст научный сотрудник А А Иванченко Кандидат технических наук А.В Серов

Ведущая организация. ЗАО «Центральный научно-исследовательский и про-ектно-конструкторский институт морского флота»

Защита диссертации состоится 19 июня 2008 г в 14-30 часов на заседании Диссертационного Совета Д 223 002.02 при Государственной морской академии имени адмирала С О. Макарова по адресу 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, дом 14, аудитория 21 Факс (812) 321 36 81

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственной морской академии имени адмирала С.О Макарова

Автореферат разослан 15 мая 2008 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 223.002 02 доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Переход на новые формы хозяйствования поставил перед судовладельцами на первый план проблему обеспечения рентабельности их флота В особо сложных условиях оказались ледоколы, оставшиеся в собственности государственных компаний, в которых перестройка хозяйственных механизмов происходит в условиях ограниченных ресурсов и стареющего флота, когда риск отказов в процессе технической эксплуатации энергетических комплексов ледоколов часто находится в области, превышающей допустимый уровень, и не соответствует требованиям обеспечения безопасности плавания Это требует изменения методологии системы технического обслуживания и ремонта энергетических комплексов ледоколов, занимающей превалирующее положение в суммарных расходах на техническую эксплуатацию. Требует придания этой системе более гибкого формализованного характера функционирования, позволяющего минимизировать неплановые расходы бюджетных средств за счет совершенствования не только технологических процессов в системе, но организационных форм ее функционирования. Современная система ТО и Р должна легко приспосабливаться к меняющейся структуре управления и поставленным перед ледокольным флотом задачам, легко перестраиваться на новейшие технологии ТО и Р, интегрированные в современную морскую практику, учитывать специфические характеристики энергетических комплексов ледоколов на всех этапах их жизненного цикла, частных сервисных и судоремонтных предприятий, предлагающих свои услуги на рынке, должна отвечать требованиям международных стандартов качества.

Определенные возможности для реализации указанных требований открывает внедрение систем информационной логистической поддержки оператора с оперативной обратной связью, интегрированных в систему ТО и Р, и позволяющих обеспечивать адаптацию системы к любым внешним условиям с минимизацией отрицательных последствий «человеческого фактора» на всех этапах жизненного цикла судна

Другим аспектом актуальности проблемы оптимизации процессов ТО и Р СЭК ледокольных судов с применением современных научных технологий, является разработка методов позволяющих осуществить переход от детерминированных или интуитивно принимаемых решений к научно обоснованным решениям. В современных условиях такие решения должны приниматься в результате анализа интегрированной базы данных по научно-обоснованным алгоритмам,

целью которых является минимизация отрицательных последствий «человеческого фактора» при ТО и Р

Целью исследования является теоретическое обобщение и разработка методических основ совершенствования системы ТО и Р СЭК ледоколов, разработка и оптимизация составляющих которой, позволит при ограниченных бюджетных ресурсах и минимальном влиянии «человеческого фактора», прогнозировать и обеспечивать готовность ледоколов.

Объектом исследования являются судовые энергетические комплексы (СЭК) ледоколов и их элементы на различных этапах жизненного цикла ледоколов во взаимосвязи с системой ТО и Р, обеспечивающей качество их функционирования, эксплуатационную надежность и эффективность использования

Предмет исследования составляют показатели эффективности технической эксплуатации судовых энергетических комплексов ледоколов и их элементов во взаимосвязи с функциональными и технологическими характеристиками и технологиями ТО и Р СЭК ледоколов и их элементов в рамках решения ниже приведенных основных логически связанных задач исследования-

• выполнить анализ действующей системы ТЭ судов ледокольного флота, установить взаимосвязи параметров характеризующих эффективность этой системы с изменением технического состояния СЭК ледоколов и организационными и технологическими процессами системы ТО и Р;

• научно обосновать и разработать методические основы системного подхода к ТЭ СЭК ледоколов как системе при ограниченных ресурсах, осуществить выбор системообразующих принципов функционирования системы ТО и Р с разработкой наиболее важных для современного этапа математических моделей и алгоритмов;

• научно обосновать процедуры разработки и выбора наиболее рациональной технологии ТО и Р СЭК ледоколов как подсистему при ограниченных ресурсах с разработкой ее математической модели;

• создать рациональные технологии ТО и Р СЭК, отвечающие разработанным системным принципам на примере ледоколов СПб филиала ФГУП «Росморпорт», выполнить оценку результатов апробации разработанных алгоритмов;

• научно обосновать методические основы выбора организационных форм функционирования системы, включающих обоснованные инструменты по оценке тендерной конкурентной способности потенциальных подрядчиков

-4-

- сервисных фирм и СРЗ, как подсистему ТО и Р с разработкой ее математической модели для оценки тендерных ожиданий, а также алгоритма решения указанных задач

Методологической основой диссертационного исследования является интегрированный комплекс научных методов, ориентированный на достижение сформулированной цели исследования В работе используются методы техноэкономического анализа, экспертных оценок, теории принятия решений и др Анализ основных закономерностей процессов, происходящих на всех этапах ЖЦ ледоколов и их СЭК, обеспечивается на основе теории системного подхода по исследованию больших сложных объектов

Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем

• разработаны 2 научные методики, математические модели функционирования, прогнозирования и оценки эффективности использования системы ТО и Р СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла,

• исследована и обработана количественная информация по показателям объема, трудоемкости и стоимости ТО и Р СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла;

• произведен статистический анализ банка данных по функционированию СЭК ледоколов, находящихся на балансе СПб филиала ФГУП «Росмор-порт» с целью определения показателей эффективности;

• разработаны алгоритмы функционирования системы ТО и Р при ограниченных ресурсах,

• разработан комплекс административно-организационных и технологических мероприятий, направленных на повышение качества функционирования системы ТО и Р ледоколов

Научная новизна исследования заключается в разработке информационного и алгоритмического обеспечения системы ТЭ ледоколов, направленных на совершенствование подсистемы принятии административно-организационных и технологических решений при ТО и Р СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла в виде методик, математических моделей и алгоритмов обеспечения функционирования системы, оценки ее эффективности и прогнозирования ожидаемых результатов

Достоверность научных результатов обеспечивается использованием апробированного практикой комплекса методов исследования (математического моделирования, системного и корреляционного анализа, статистического

-5-

распознавания, обработки данных) и апробацией разработанных при реализации моделей рекомендаций на реальных объектах, с сопоставлением прогнозных результатов с результатами экспериментальных данных, подтвержденным экономическим эффектом от использования результатов исследования

Основные положения, выносимые на защиту:

• информационное, методическое и алгоритмическое обеспечение функционирования системы ТО и Р СЭК ледоколов в условиях ограниченных бюджетных ресурсов,

• информационно-статистический банк данных в виде методик, математических моделей и показателей функционирования СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла, позволяющего минимизировать затраты на их ремонт и обслуживание,

• теоретически обоснованные инструменты по оценке конкурентной способности потенциальных СРЗ - подрядчиков и обоснование выбора научно обоснованных показателей оптимизации их роли при принятии тендерных решений,

• математическое обеспечение системы анализируемых параметров оптимизации тендерных ожиданий в подсистеме ТО а Р СЭК ледоколов,

• комплекс технологических решений позволяющих повысить эффективность и качество функционирования СЭК ледоколов, повысить их эксплуатационную надежность и эффективность использования

Реализация результатов исследования. Основные положения и результаты работы использованы в деятельности предприятий

• СПб филиал ФГУП «Росморпорт»,

• ЗАО «Канонерский судоремонтный завод»,

• ГМАим адм С.О Макарова.

Апробация работы. Основные положения диссертации и научно-технические результаты исследования докладывались на конференции в г Сочи, июль 2007 г, научно-технических конференциях ГМА им. адм С О Макарова, на заседаниях технического совета СПб филиала ФГУП «Росморпорт»

Объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений в одном томе Содержит 197 страниц, включая 19 рисунков, 38 таблиц, 10 приложений. Список литературы включает 97 наименований библиографических источников

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель исследования, описаны рассматриваемые вопросы и сформулированы этапы по достижению основных результатов, определенных в работе

В первой главе сделан анализ особенностей административной реформы государственного управления транспортными процессами в России Изложены цели и задачи, которые предусматривали структурные изменения в области управления морским транспортом, оказывающие влияние на эксплуатационную составляющую функционирования флота в целом Представлен анализ позитивного влияния, в результате создания Федеральных государственных унитарных предприятий на процессы управления ТЭФ в отрасли Рассмотрены функции технических подразделений СПБ филиала ФГУП «Росморпорт», где показано структурное место ТЭ ледоколов Сделан анализ публикаций по проблемам совершенствования системы технической эксплуатации флота с точки зрения эффективности управления процессами изменения технического состояния СЭК ледоколов В главе исследуется состояние этой проблемы в условиях развивающейся рыночной экономики и реформирования государственного управления транспортной отраслью России В ней обосновывается необходимость разработки и внедрения методов исследования операций в особо сложных и многофакторных системах. Сформулированы цели, задачи исследования и методы их решения

Констатировано, что для решения задач исследования необходимо использовать системный подход в рамках описываемой нами сложной иерархической системы выработки и оптимизации управленческих решений При выполнении диссертационной работы автор опирался на результаты исследований отечественных и зарубежных ученых. Анализ результатов имел целью отследить преемственность ранее сделанных и опубликованных в трудах оптимизационных решений по теме диссертации и определить возможность их сопряжения с концепциями, предложенными в данной работе.

Вторая глава посвящена рассмотрению методологических основ системного подхода к ТО и Р СЭК ледоколов, представляющих собой совокупность научных результатов, полученных в ходе обоснования технической эксплуатации СЭК ледокольного флота, как системы, функционирующей при ограниченных ресурсах, определения ее понятий, выбора методологических принципов функционирования системы, разработки математических моделей и ее параметров

Системным исследованиям предшествовала оценка СЭК ледоколов, как основного элемента системы технической эксплуатации ледоколов, преобразующего условия эксплуатации и входные воздействия в качественные технологические, энергетические, экономические и эксплуатационные показатели.

Учитывая многообразие проектов ледоколов, существенные различия в их энергетических установках, а также постоянно изменяющиеся условия их применения, необходима разработка соответствующей процедуры принятия решений для повышения эффективности использования и ремонта СЭК ледоколов в условиях оптимального функционирования системы более высокого уровня

Определенные надежды на решение поставленных задач открывает опыт создания различного рода экономико-математических и организационно-технических моделей и систем, отражающий в той или иной степени специфику технической эксплуатации водного транспорта

Анализ различных систем и их эволюции, целей и задач отрасли позволил с учетом выдвинутой гипотезы сформулировать систему технической эксплуатации ледоколов при ограниченных ресурсах (ТЭЛОР) как совокупность взаимосвязанных организационно-технических и технологических мероприятий и средств, необходимых и достаточных при выделенных ресурсах для получения максимальной эффективности технической эксплуатации ледоколов с наибольшим технико-экономическим эффектом

Анализ и определение основных понятий системы ТЭЛОР в соответствии с теорией сложных технических систем позволяет представить ее в символической форме

= 5Г, БЕ, Е, 2, Тд, (2.1)

где (Л) - множество параметров, (Л"Л) - входов, - выходов, (5) - состояний, образующие структуру - (57) и обеспечивающие определенное поведение - (ВЕ) в условиях окружающей среды - (£) для достижения заданной цели - (2) в определенный период времени - (Тд)

Модель и структурная схема системы ТЭЛОР представлены на рис 1 и 2. Управление системой осуществляется по иерархической схеме Оно заключается в постановке целей, соответствующих выделенным ресурсам, создании условий их достижения Выбор действий для достижения поставленной общественно-полезной цели или желаемого результата определяется предложенными и научно-обоснованными системообразующими принципами

функционирования системы принципами целесообразности, предпочтительности, поэтапности и преемственности

Рис 1 Модель системы ТЭЛОР

Рис 2 Структура системы ТЭЛОР

Положенные в основу системы принципы реализуются путем экспертного опроса специалистов или на основе теорий полезности и принятия решений с учетом конкретных условий использования ледоколов, особенностей судоремонтного производства и технической эксплуатации В зависимости от целей системы и ее составляющих принимаемые критерии могут конкретизироваться

Развитие системы на основе ее методологических принципов осуществляется в определенном фазовом пространстве, характеризующемся соответствующим фазовым вектором состояния vs(t), который задается множеством векторов составляющих системы {оДО}» т-е

"ХО = {»*«}, (2 2)

-9-

где к =/,_/, г,м/~ соответственно, номер проекта, операции использования ледокола в процессе эксплуатации, способ и наименование ремонта, номенклатура оборудования для замены, технология замены, специализация СРЗ, концентрация производства, ресурсы и т д.

Изменение состояния системы, вызываемое как внутренними ее свойствами, так и взаимодействием с окружающей средой, определяется, таким образом, изменением во времени фазового вектора состояния, т е •

^ = и, («.(/)) = «.(»(/Ы'М'МО) (23)

ш

Уравнение (2 3) представляет собой обобщенное уравнение развития системы в векторной форме, а функции «,(0> »/О» и т д. - соответствующие потенциалы

Можно полагать, что всякое изменение состояния вызывается изменением потенциальной энергии, заложенной в системе. Величина этой анергии может служить мерой, а ее изменение во времени - функцией состояния параметров или их потенциалом

Основой при составлении модели является математическое описание организационно-технических и технико-экономических целей и применения системы, ограничений по ресурсам Учитываемые цели и ограничения формализуются как функции оптимизируемых параметров

Анализ математических моделей различных систем, рекомендаций стандартов по оптимизации параметров позволил определить структурную схему их оптимизации, исходя из вытекающего из назначения ледоколов основополагающего принципа, заключающегося в том, чтобы все суда были в исправном техническом состоянии и могли полноценно работать в нужном месте и в нужное время

Соответственно, в качестве параметров оптимизации нами предлагается использовать показатели и параметры, присущие системе ТЭФ, которые являются универсальными для всех типов судов и признаны всеми участниками процессов, происходящих внутри системы, присутствуют в официальной статистике всех уровней принятия решений.

Анализ математических моделей различных систем, рекомендаций стандартов и отраслевых нормалей по оптимизации параметров позволил определить структурную схему их оптимизации При этом входными данными служат следующие функции

1 Зависимость эффекта Э = (3h ,3q) от оптимизируемых параметров P,(i = 1, , U), объема ремонтных работ Q, времени введения t р, периода действия системы Тд, текущего времени t

3J=f3j(pi{i = \, ,u),Q,tp,Ta,t\}=\,2, ,Q

2 Зависимость затрат S = (S",,. на производство работ по обслуживанию и ремонту СЭК ледоколов, включая затраты на исследование, разработку, выполнение работ и эксплуатацию от тех же параметров-

Sk = Л„ м = Ъ••,и\Q,<р,Тд,t\к = 1,2,. ,р

3. Зависимость между параметрами системы Е={Е\, ,Е„), которые описывают технические возможности системы в виде ограничений при определении уровня развития системы

Я«=Лгг(Л. . Pu.QA*» = 1.2, ,Т

4 Ограничения Я = (#j, , Нр), в виде неравенств, описывающие производственные возможности, обеспеченность оборудованием и материалами, кадрами, финансовыми средствами и т д

Нп=/нп{Р\. ,Pu,Q,t\n = X2, ,1

Совокупность рассмотренных функций можно представить в виде целевой функции или математической модели ТЭЛОР

Ц -/ц^ь >3q,Si, ,3q,tр, Тдf tj.

Одной из сложных задач, реализуемых в настоящее время системой безопасного управления технической эксплуатацией ледокольного флота, является планирование ремонта с докованием или без такового, и тендерный подбор судоремонтных заводов-подрядчиков

При этом следует подчеркнуть, что определяющим является объем ремонта СЭУ, который составляет 70 - 85 % от всего объема ТО и ремонта, в отличие от транспортных судов, где это значение не превышает 30 %

Более точные пропорции показаны на примере СПБ Филиала ФГУП «Росморпорт» (табл. 1)

Эта задача состоит в назначении на планируемый отрезок времени конкретных судов, подлежащих ремонту, с учетом их последующей расстановки для использования в зимний период навигации Одновременно решается задача распределения бюджета денежных средств и необходимого ремонтного времени, выделенных на текущий год для ТО и Р, по каждому ледоколу

Таблица 1

Распределение затрат по видам ремонта

Объект и период ремонта Доковым Эпеетрочастъ СЭУ Доля работ по СЭУ и ЭЧ (среднее значение)за 4 года (%)

2004 - 2007 годы

Название л/к 04 05 06 07 04 05 06 07 04 05 06 07

С Демспев 1 73 22 4 1 53 1 03 06 07 04 07 07 1 0 25 37 5

И Крузенштерн 145 1 55 56 58 30 3 25 46 13 0 1 5 1 15 22 1 95 71

Ермак 17 4 37 3 И 7 86 65 12 1 60 90 48 21 7 70 153 53 2

Кару 32 40 40 88 3 55 150 40 14 0 20 95 60 50 72

К. Измайлов 1 2 02 4 1 07 10 23 66 3 75 3 5 38 160 05 86 7

К Зарубин 2 5 35 0 93 1 75 52 2 85 93 2 5 30 10 44 73 2

К. Сорокин 50 1 3 11 8 14 1 25 23 79 28 37 09 14 1 70 58 7

Решение задачи заключается в последовательном просмотре (переборе) набора данных тактико-технических характеристик судна (ТХС) с использованием информационной логистической поддержки (ИЛП), информации остальных наборов данных, определении перечня судов, требующих ремонта в планируемом периоде и, если возможно, расчете нормативных объемов, продолжительности ремонта и его стоимости.

К подгруппе системы ТЭ судов, как одной из ресурсоемких, относят подсистему ТО и Р СЭК ледоколов

Результирующим элементом модели является блок-схема алгоритма (рис 3 ), сформированная с учетом оценки СЭК ледоколов, как основного элемента системы их ТО и Р, и параметров оптимизации

В третьей главе выполняется разработка модели выбора технологии ТО и Р СЭК ледоколов, анализируются и выбираются рациональные технологии ТО и Р СЭК ледоколов, в том числе рассматривается опыт реновации СЭК ледоколов, как один из способов оптимизации подсистемы ТО и Р для этого вида судов

Важное значение для обеспечения оптимального функционирования системы имеет разработка рекомендаций по формам практической реализации различных технологических мероприятий в рамках существующей системы технического обслуживания и ремонта Естественно, эффект может быть достигнут лишь в случае получения реальной информации о техническом уровне эксплуатируемых в бассейне ледоколов и их СЭК, операциях их технического обслуживания и ремонта в процессе их жизненного цикла

Рис 3 Блок-схема алгоритма решения задачи расстановки ледоколов для ТО и Р

Для каждого типа СЭК ледоколов на определенных этапах их жизненного цикла можно рекомендовать несколько технологий совершенствования как устройства самого СЭК, так и технологий его технического обслуживания и ремонта Их выбор зависит от многих факторов

• экологических (действующих норм и состава выбросов вредных веществ объектов горения от главных и вспомогательных дизельных, а так же котельных установок),

« конструктивно-технологических (габариты, масса, тип комплектующих СЭК и т д ),

• экономических (себестоимость, долговечность, надежность, расход топлива, масла и дополнительных материалов, расхода и стоимости запчастей и др)

Учесть все эти факторы и таким образом оценить и выбрать оптимальную для конкретных условий комплектацию СЭК является сложной многовари-

антной задачей, требующей анализа системы показателей, всесторонне характеризующих объект исследования

Поэтому, исходя из принятых логических принципов функционирования системы более высокого уровня - в данном случае ледокола, целесообразна разработка соответствующей методики в рамках рассматриваемой подсистемы Любое системное исследование в лучшем случае предусматривает создание общей модели изучаемого процесса, явления или объекта, Анализ такой модели позволяет находить решения оптимизационных задач с высокой степенью достоверности, применительно к конкретным условиям Однако, составление общих моделей - задача исключительной сложности, так как требует досконального знания механизмов изучаемых явлений и процессов, полного выявления взаимосвязей объектов, составляющих систему Вместе с тем, положительный результат может быть достигнут и при неполном знании или даже незнании некоторых механизмов явлений, оказывающих влияние на процедуру выбора наиболее рациональных технологических мероприятий на каждом этапе жизненного цикла в рамках действующей системы ТО и Р, включая принятие решения о модернизации (реновации) СЭК

ф2

г О!

ф. -► ТТО и Р = ДЭ,К,Т ,П) —► т —► Бз -►

/ Фз к

Рис 4 «Черный ящик» к задаче оценки и выбора мероприятий по повышению эффективности СЭК и его системы ТО и Р

Для этого изучаемую или анализируемую систему, включающую ряд подсистем, представляют в виде так называемого «черного ящика» (рис 4), имеющего

• входы (факторы, оказывающие влияние на эффективность СЭК и его системы ТО и Р), Фь Ф2, Ф3 - факторы, характеризующие, соответственно, экономику технологии, качество внедряемой системы, выявленное, в процессе эксплуатации, организацию технического обслуживания, изготовления и установки элементов системы на судно,

• выходы (параметры оптимизации, функции цели), Оь 02, - соответствующие комплексные обобщенные показатели, характеризующие СЭК, или его схему технической эксплуатации с точки зрения их эффективности, затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонт

В общем виде функциональная зависимость, положенная в основу модели, составляет основное содержание рассматриваемой кибернетической системы «черного ящика» применительно к задаче оценки и выбора технологии ТО и Р СЭК ледоколов

Входы «черного ящика», характеризуемые определенными значениями разбиты на три группы показателей организационные, эколого-эконо-мические и эксплуатационные Каждому выбору уровней входа соответствует определенное значение выходов, которые через соответствующие показатели характеризуют уровень сравниваемых технологий При этом к оценочным показателям предъявляются требования интегральности, единственности, безразмерности.

Определение численных значений частных показателей производилось путем присвоения баллов для качественных показателей, например, методом экспертного опроса, а для количественных показателей - по нормативно-техническим документам

Выбранные частные показатели ранжированы путем расчета их коэффициентов весомости в соответствии с требованиями ГОСТ 23554 2 81

Каждому уровню входов модели отвечают определенные значения выходов, которые через соответствующие потенциалы р, оценивают уровень сравниваемых технологий В качестве одного из основных вопросов описания качества функционирования рассматриваемой системы является введение количественной характеристики технологии в виде числа, которое давало бы возможность оценить ее в целом Такое число должно количественно характеризовать насколько эффективно она обеспечивает достижение целей системы

Анализ сущности показателей технологии ТО и Р, математических моделей, методик оценки и ее выбора, позволил принять в качестве целевой функции следующую зависимость

(2 4)

или при поэтапной комплексной оценке

- 15-

= п{\Пс1цк, (2 5)

где р,, ёц, (1,^ - безразмерные числа (потенциалы), характеризующие у-ю технологию по всем показателям с учетом их веса, у-ю технологию по комплексу показателей и /-й показатель у-й технологии ТО и Р СЭК ледоколов, пяпк- соответственно, всех показателей и в комплексе, X - шкалирующий коэффициент, учитывающий вес г-го показателя

Полученное значение Ц является обобщенным показателем эффективности анализируемых технологий В окончательном виде указанные показатели приведены к безразмерному виду с помощью номограммы, построенной на основе, так называемой кривой желательности Харрингтона

Сама кривая желательности принята следующей при с1 = 1,00 - уровень значений показателя У„ обеспечивающий максимально возможный положительный эффект при внедрении технологии, 1,00 > с!> 0,80 - реально достигнутый наибольший положительный эффект, 0,80 > с1 > 0,60 - допустимый и довольно высокий уровень показателя У, 0,60 > с1> 0,37 - допустимый и достаточный уровень показателя У,; 0,37 > с/ > 0 — реально достигнутый наихудший уровень показателя У, и с! - 0 - значение У„ при котором сравниваемая технология заведомо не приемлема для практической реализации

С использованием вышеуказанной методики в качестве одной из наиболее рациональных определена реновация СЭК ледоколов, как один из способов оптимизации подсистемы ТО и Р для этого вида судов.

Известно, что подавляющее большинство ледоколов перешагнуло свой нормативный срок службы (табл 2) Однако техническое состояние их корпусов в отличие от элементов СЭК находится на приемлемом для эксплуатации уровне При такой ситуации возможным решением проблемы по продлению срока службы (ЖЦ) ледоколов может стать их реновация, что позволило бы продлить их срок службы от пяти до пятнадцати лет

В данной главе приведены итоги анализа первого опыта по обновлению действующих ледокольных судов, которым стал выполненный ОАО ЦКБ «Айсберг» предконтрактный проект модернизации дизель-электрических ледоколов «Ермак» мощностью 26500 кВт, постройки 1974 г и «Семен Дежнев» мощностью 4000 кВт, постройки 1971 г.

Результатом стала выдача заключений о технической и экономической целесообразности реновации этих судов По мнению ЦКБ, стоимость работ по реновации ледокола «Ермак», в процентном отношении, к стоимости

вновь строящегося аналогичного ледокола обошлась бы заказчику в объеме около 12,7 %, а по ледоколу «Семен Дежнев» - в объеме около 12,0 %

Таблица 2

Фактические сроки использования ледоколов СПб филиала ФГУП «Росморпорт»

Название ледокола кВт Год постр Нормативный срок использования Фактический срок использования Превышение нормативного срока

Ермак 30447 1974 20-25 лет 32 года 7 лет

К Сорокин 18270 1977 29 лет 4 года

Мудьюг 9560 1982 24 года -

Семен Дежнев 4500 1971 37 года 12 лет

И Крузенштерн 4500 1964 42 года 17 лет

К Измайлов 3920 1976 30 лет 5 лет

К Зарубин 4650 1978 28 лет _

Тор 10160 1964 42 года 17 лет

Ю Лисянский 3970 1965 41 год 16 лет

Кару 5500 1958 48 лет 23 года

В главе приведен характерный пример реновации выполненной в 2005 -2006 гг для дизельной электростанции линейного ледокола «Ермак» Причем, основная дилемма состояла в выборе оптимального варианта проведения реновационных работ СЭУ с наименьшими материальными затратами и так же в выборе СРЗ-подрядчика, отвечающего высокому уровню соответствия требованиям компетентности и качества

Однако при выполнении этой многомиллионной по стоимости работы возникла серьезная проблема по выбору СРЗ-подрядчика для выполнения реновационных работ И главная причина этого состояла в том, что у заказчика и СРЗ-подрядчика отсутствовали модели решения тендерных задач, которые сейчас разработаны и предложены автором в данной работе

В четвертой главе выполнено теоретическое обоснование предложенных методик оптимизации управления ТО и Р судов ледокольного флота и их СЭК Обоснование проводится на основе базы статистических данных СПБ Филиала ФГУП «Росморпорт» Сформулированы модели решений оптимизационных задач в подсистемах ТО и Р Показана системная организация и использование ИЛП в модели оптимизации ТО и Р СЭК ледоколов Создаются теоретически обоснованные инструменты оценки уровня тендерной конкурентоспособности СРЗ-участников тендера и рекомендуются решения по выбору наиболее рационального подрядного предложения Предлагаются математические процедуры получения и обработки тендерной информации в системе ТО и Р СЭК ледоколов Производится выбор и математическая обработка интегри-

- 17-

рованной статистической информации прошлых периодов о ремонте и обслуживании СЭК ледоколов

Особенностью предлагаемой модели является системно-технологический характер постоянного формирования процесса принятия решения по организации движения работ ТО и Р на конкретном судне или группе ледокольных судов. Сбалансированность методов и средств в предлагаемой модели достигается за счет рационального использования «Реквизитов набора данных» конкретных судоремонтных баз для каждого водного бассейна дислокации ледоколов, подлежащих ТО и Р

Обращено особое внимание на необходимость присутствия высокой значимости коэффициента технологического соответствия СРЗ-подрядчика современным требованиям качества в особенности для ТО и ремонта СЭК ледоколов, которые в значительной мере уникальны не только по составу, характеристикам, но и по возрасту В предлагаемой автором модели включен инновационный аспект при принятии решения о реновации СЭК ледоколов выработавших свой ЖЦ

На базе исследования результатов мониторинга СРЗ по пяти критериям соответствия и с учетом поправочных коэффициентов, предлагается разработанная автором оценочная шкала соответствия качественной среды в виде понижающих или повышающих коэффициентов, используемых в тендерных решениях при выборе заводов-подрядчиков Коэффициенты влияют на принятие тендерного решения, т к они увеличивают или уменьшают привлекательность показателей Ор, Тр, Бр

Дополнение данного алгоритма процедурами сортировки и включение ограничений по нормативным параметрам

• объемам ремонта Онр,

• стоимости ремонта 8нр,

• времени ремонта Тнр,

позволяет сформировать унифицированный алгоритм для принятия решения по выбору оптимального подрядчика, которое для объективности будет взвешиваться дополнительными критериями Ь, Ь, Ь.

Для того, чтобы проблема точного математического решения не вышла за пределы оптимума, используются показатели, которые в меньшей степени подвержены неопределенности, неизмеримости или несоизмеримости в предложениях конкурентов Поэтому теоретически обоснован, разработан и использован унифицированный инструмент оценки тендерных предложений на основе шка-

лы желательности Харрингтона Шкала желательности устанавливает связь между физическими и психологическими параметрами

Из большого количества оценочных показателей для СРЗ, выбраны качественные критерии

• 1\- коэффициент соответствия (соответствие СРЗ современным требованиям оснащенности специальным оборудованием и объектами инфраструктуры, коюрые должны соответствовать принятым международным стандартам и размерениям, предназначенным для обслуживания судов),

• 1г - состояние системы управления качеством на предприятии на всех этапах процесса ТО и Р (соответствующие сертификации СРЗ по системам качества в рамках международных стандартов серии ISO 9000),

• - уровень информационного обеспечения и документооборота (наличие системы электронного документооборота, корпоративных сетей, БД по проведенным ремонтам и типу ледокольного флота заказчика, проведение маркетинговых Интернет исследований и т п)

Выбранные критерии соответствия одинаковы для всех конкурирующих в тендере СРЗ, имеют понятные и современные оценочные измерители и позволяют при принятии тендерных решений производить объективную коррекцию выбора подрядчика

Возможности использования разработанного алгоритма для выработки оптимального тендерного решения рассматриваются на примере решения актуальной прикладной задачи для ТО и Р СЭК ледокола «Кару»

Метод решения.

Пусть А = {ai, а2, , а„} - множество заводов-подрядчиков, допущенных к тендеру,

L = {1,, 12, . , 1т} - множество критериев по которым оцениваются предложения подрядчиков;

С = (с У = 1 *-т — оценка по критерию I, предложения завода а, V U ■/j = \,n

Оценки могут принимать как числовые значения (например, стоимость ремонта) так и быть экспертными высказываниями (типа «хорошо», «удовлетворительно» и т д) Кроме того, возможны лингвистические (нечеткие) высказывания экспертов типа «по критерию /; предложение завода ах «значительно лучше» чем завода ар и т п Поэтому для принятия решения по выбору завода - подрядчика целесообразно применить метод нечеткого отношения предпочтения

Применив функцию Харрингтона к исходным данным получим

V-,] = И (',. о У ) -19-

Уровень соответствия требованиям предложения завода а} по критерию /,

Составим т таблиц (по числу критериев) нечетких отношений предпочтения. Содержимое таблиц определяется по формуле

„I = ( 1 = )}(; = Г^Г)

0 х " [ 0, иначе * } = \,п)\4 '

Полученные отношения предпочтения (по всем критериям) сворачиваются в одно с помощью коэффициентов веса

IV , У1 У , = 1

(-1

ц/у = ц(а,,а;)= I (/,; = 1,л)

1 = 1

При равновесных критериях

= (г = 1.т)

т

Если критерии упорядочены по степени их значимости, то можно принять

™ , = - (' = 1 , М )

£ V

1-1

Окончательно предложения СРЗ ранжируются по формуле

f (а 1)= f' J = ^ ~ *ир „ - ц „ ) (у = 1. " )

1*1= 1 л

Очевидно, выбирается предложение с наибольшим значением ц, (рис 5) Кроме того, при выборе исполнителя ремонтных работ должен быть использован механизм «оценки соответствия» конкурентов по дополнительным критериям

Можно осуществить классификацию предложений по нечеткой шкале Харрингтона на «очень хорошее», «хорошее» и т д

Более того, от ранга критерия можно перейти к метрической шкале Я (рис 6), которую мйжно использовать, например, для начисления премии за качество или сокращение сроков ремонта

В итоге предлагается программная реализация разработанного унифицированного алгоритма, которая позволяет из множества известных подходов применить метод выбора альтернативного оптимального решения при наличии основных показателей и дополнительных критериев, имеющих различные типы шкал измерений. Базовые подходы и решения для применения, которые лежат в основе такой программы, изложены в диссертации

I >

1

0 а

Рис 6 Классификация предложений по метрической шкале

Пятая глава содержит рекомендации по совершенствованию технической эксплуатацией СЭК ледоколов, касающиеся разработанных в работе оптимизационных моделей Оценка модели и методик эффективности использования основных инструментов принятия тендерных решений по ТО и Р, как главного системного элемента технической эксплуатации ледоколов Формирование алгоритмов управления технической эксплуатацией СЭУ ледоколов СПБ Филиала ФГУП «Росморпорт», на основе примеров расчетов сделанных в работе при использовании предлагаемых оптимизационных моделей

Анализ структуры и размеров затрат на ТО и Р компонент СЭК для каждого судна в отдельности, за предшествующий статистический период, позволяет сделать заключение, что необходимо ускорить инновационные решения по улучшению финансирования процесса ТЭ для всего ледокольного флота России

Системный подход к созданию оптимизационной модели ТО и Р СЭК ледоколов позволил выявить взаимосвязанность всех этапов и процессов техни-

ческого обслуживания и ремонта. Причем практическая реализация каждого этапа интегрированной логистической цепочки для всех видов обеспечения ТО и Р вписывается в жесткие условия существующего рынка судоремонта в России

Результаты исследований подтверждают, что предложенный математический подход к разрешению тендерных ситуаций является характерным как для конкретного предприятия, так и для отрасли в целом В этой связи предлагаются к внедрению в практику транспортной отрасли разработанные автором подходы.

Автором, на базе сделанных в диссертации исследований и обобщении имеющихся опытных данных, предлагается учебный курс для обучения специалистов в области морской деятельности. Предлагается разработать и внедрить в практику персонала по ТО и Р, обслуживающих СЭК ледоколов, компьютерные обучающие системы с использованием систем ИП и интерактивных электронных технических средств по технической эксплуатации и ремонту элементов СЭК.

Предложенное моделирование и разработанный автором математический аппарат позволяет создать интерактивную электронную документацию и включить ее в систему ИП липа, принимающего тендерное решение или решение по ТО и Р. Ответственность и стоимость подобных решений составляет от миллиона до десятков миллионов рублей на каждое ремонтируемое судно

В диссертационном исследовании приведены примеры тендерных расчетов по конкретным СЭУ ледоколов. Примеры доказывают и позволяют рассматривать предложенные автором методы как новации для формирования современного уровня управления технической эксплуатацией СЭК ледокольного флота

В диссертационной работе выявлены и исследованы ряд характерных особенностей возникновения синергетического эффекта при комплексной разработке и системном использовании средств математического моделирования сложных наукоемких объектов, которыми, безусловно, являются современные ледокольные суда.

Синергетика весьма полезна при изучении самоорганизации в сложных больших системах, к которым принадлежит система ТЭ судов, включая подсистему их ТО и Р. Для синергетического подхода характерен отказ от учета показателей микроструктуры, существенны лишь макропараметры, определяющие принятие решения Именно этот подход используется в данном исследовании

В диссертации показано, что для уменьшения неорганизованности человеко-машинной системы (сложный объект с обслуживанием его человеческим персоналом) необходимо определенное количество и качество информации, обеспечиваемое средствами интегрированной логистической поддержки. Снижение уровня влияния человеческого фактора на принятие решения, связанного с большими деньгами, используемых в составе крупных сложных наукоемких систем, однозначно позитивно, тем более при управлении большими системами

Практика принятия тендерного решения экспертами СПб Филиала ФГУП «Росморпорт», до разработанной автором интегрированной логистической модели, носила многовекторный характер, с большим влиянием человеческого фактора. Причем, влияние человеческого фактора зачастую вносило субъективную оценку элементов риска по основным показателям принятия тендерного решения Это приводило к неэффективности использования выделенных материальных ресурсов на ТО и Р, что в свою очередь дезорганизовывало планирование работы и расстановку ледоколов в навигационный период.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате выполненных исследований получены следующие научные и практические результаты.

1 Определены предметная и проблемная области действующей модели технического обслуживания и ремонта СЭК ледоколов.

2. Впервые научно обосновано, что реновация СЭК ледоколов - одан из способов оптимизации их подсистемы ТО и Р.

3 Определены основные показатели технической эксплуатации применительно к судам ледокольного флота Q, Т, Б.

4 Предложена системная организация и использование интегрированной информационной поддержки в модели оптимизации ТО и Р СЭК ледоколов и обоснованы способы оптимизации ТО и Р компонент СрК.

5. Разработана методика математического прогнозирования ожидаемых результатов в системе ТО и Р ледоколов и их СЭК, с использованием интегрированной логистической поддержки их ЖЦ

6 Создан теоретически обоснованный инженерный метод для оценки уровня конкурентоспособности и принятия решения при выборе наиболее рационального подрядного предложения от СРЗ - подрядчиков на ремонт СЭК конкретного ледокола

7 Проведено совместное опытное внедрение и модернизация существующей системы технической эксплуатации ледоколов в СПБ Филиале ФГУП «Росморпорт» и ЗАО «Канонерский Судоремонтный завод» в С-Петербурге, на основе предложенных автором оптимизационных моделей Предложения автора по совершенствованию технической эксплуатации СЭК ледокольных судов обеспечили ФГУП «Росморпорт» экономический эффект в размере 1 237 040,00 руб.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе на кафедре «Материаловедения и ТЭФ» ГМА имени адм С О Макарова и в других отраслевых вузах в виде курса лекций по дисциплинам, предусмотренным специальностью инженера-судомеханика Также результаты исследования могут быть использованы при переподготовке и курсах повышения квалификации плавсостава и менеджеров судоходных компаний

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК-

1 Алексеев К А. «Техническое обеспечение парома «Георг Отс» на линии Санкт-Петербург - Калининград» // Морской флот - 2006. - № 6. -С 64-67

2. Алексеев К А «Реновация - способ продления эксплуатации ледоколов» // Морской флот. - 2007.-№ 1. - С 45 - 47.

3. Алексеев К А, Блинов Э.К, Коломиец С. Д. «Управление безопасной технической эксплуатацией судов ФГУП «Росморпорт»» // Морской флот. -2007 -Ко 2,- С. 20 - 22.

4 Алексеев К.А, Блинов Э.К., Вихров Н М «Судоремонт на современном

этапе» И Морской флот. -2007.-№6.-С 51-54 Публикации в других изданиях

5. Алексеев К.А., Осипов Г.С. «Система поддержки принятия решения по выбору завода - подрядчика на ремонт ледоколов» И Эксплуатация морского транспорта. - 2008 - № 2 (52) - С 20-24

ГМА им адм С О Макарова Санкт-Петербург, Косая линия, 15-а Заказ № 174 Усл-печ л - 1,5 Тираж 100 экз

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИИ.

Введение.

ГЛАВА 1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ЛЕДОКОЛЬНОГО ФЛОТА

1.1. Структурные подразделения Минтранса РФ, обеспечивающие управление технической эксплуатацией флота.

1.2. Особенности функционирования и развития подсистемы управления эксплуатацией энергетических установок судов водного транспорта.

1.3. Место ледоколов и их энергетических установок в системе эксплуатации водного транспорта и СПб филиала

ФГУП «Росморпорт».

1.4. Анализ состояния изученности проблемы эффективности технической эксплуатации СЭК судов российского флота.

1.5. Общая характеристика проблемы, определение цели и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ЛЕДОКОЛОВ.

2.1 Система ТО и Р СЭК ледоколов как организационно-техническая система.

2.2. Показатели и целевые функции подсистемы технической эксплуатации СЭК судов ледокольного флота.

2.3. Показатели затрат на техническое обслуживание и ремонт СЭК ледоколов.

2.4. Стратегия развития морского транспорта и задачи системных исследований.

2.5. Алгоритм решения задач ТО и Р СЭК ледоколов в рамках стратегии развития морского транспорта.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ОПЫТА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЭЛОР СЭК ЛЕДОКОЛОВ СПБ ФИЛИАЛА ФГУП «РОСМОРПОРТ».

ЗЛ Разработка модели выбора технологии и методика ее использования. 3.2. Анализ и выбор рациональных технологий ТО и Р СЭК ледоколов.

3.3 Анализ опыта реновации СЭК ледоколов.

3.4 Анализ опыта реновации вспомогательных СЭК ледоколов.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ОПЫТА ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМНЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТО И Р СЭК ЛЕДОКОЛОВ СПБ ФИЛИАЛА ФГУП «РОСМОРПОРТ».

4.1. Модель системы ТО и Р СЭК ледоколов и методологические принципы ее функционирования.

4.2. Системная организация и использование интегрированной логистической поддержки в концептуальной модели оптимизации

ТО и Р ледоколов.

4.3. Выбор и обоснование критериев в системе интеллектуальной поддержки принятия управленческого решения при отборе участников тендера для ТО и Р СЭК ледоколов.

4.4. Математическое обеспечение системы интеллектуальной поддержки принятия решений по выбору завода - подрядчика на ремонт и обслуживание ледоколов.

4.4.1. Математическая обработка базовой статистической информации по ремонту судов ледокольного флота.

4.4.2. Описание метода решения.

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННЫХ АЛГОРИТМОВ И МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЭК ЛЕДОКОЛОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ЕЁ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ.

5.1. Оценка эффективности системы интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений по тендеру по ТО и Р СЭК ледоколов.

5.2. Предложения по формированию системы технической эксплуатации ледокольного флота СПБ Филиала ФГУП «Росморпорт», на основе применения разработанных в работе оптимизационных моделей.

Актуальность. Переход отрасли на новые формы хозяйствования поставил перед судовладельцами на первый план проблему обеспечения рентабельности их флота. В особо сложных условиях оказались ледоколы, оставшиеся в собственности государственных компаний, в которых перестройка хозяйственных механизмов происходит в условиях ограниченных ресурсов и стареющего флота, когда риск отказов в процессе технической эксплуатации энергетических комплексов ледоколов не редко находится в области, превышающей допустимый уровень, и не соответствует требованиям обеспечения безопасности плавания. Это требует изменения методологии системы технического обслуживания и ремонта энергетических комплексов ледоколов, занимающей превалирующее положение в суммарных расходах на их техническую эксплуатацию. Требует придания этой системе более гибкого формализованного характера функционирования, позволяющего минимизировать неплановые расходы бюджетных средств за счет совершенствования не только технологических процессов в системе, но организационных форм ее функционирования. Современная система ТО и Р должна легко приспосабливаться к меняющейся структуре управления и поставленным перед ледокольным флотом задачам, легко перестраиваться на новейшие технологии ТО и Р, интегрированные в современную морскую практику, учитывать специфические характеристики энергетических комплексов ледоколов на всех этапах их жизненного цикла, частных сервисных и судоремонтных предприятий, предлагающих свои услуги на рынке, должна отвечать требованиям международных стандартов качества.

Определенные возможности для реализации указанных требований открывает внедрение систем информационной логистической поддержки оператора с оперативной обратной связью, интегрированных в подсистему ТО и Р и позволяющих обеспечивать адаптацию системы к любым внешним условиям с минимизацией отрицательных последствий «человеческого фактора» на всех этапах жизненного цикла судна.

Другим аспектом актуальности проблемы оптимизации процессов ТО и Р СЭК ледокольных судов с применением современных научных технологий, является разработка методов перехода от детерминированных или интуитивно принимаемых решений к научно обоснованным решениям. В современных условиях такие решения должны приниматься в результате анализа интегрированной базы данных по научно-обоснованным алгоритмам, целью которых является минимизация отрицательных последствий «человеческого фактора» при ТО и Р.

Целью исследования является теоретическое обобщение и разработка методологических основ совершенствования функционирования системы ТО и Р СЭК ледоколов, разработка и оптимизация составляющих которой на основе системного подхода позволяла бы при ограниченных плановых бюджетных ресурсах прогнозировать и обеспечивать поддержание функциональной готовности ледоколов к решению стоящих перед ними задач с наибольшим технико-экономическим эффектом; создание предпосылок для исключения вредного влияния «человеческого фактора» при подготовке тендерных требований к подрядным организациям, принятии решений по выбору и внедрению наиболее обоснованных для каждого периода жизненного цикла ледокола технологических схем ТО и Р их СЭК, повышения тем самым их качества, эксплуатационной надежности и эффективности использования

Объектом исследования являются СЭК ледоколов и их элементы на различных этапах жизненного цикла ледоколов во взаимосвязи с системой их ТО и Р, обеспечивающей качество их функционирования, эксплуатационную надежность и эффективность использования.

Предмет исследования составляют показатели эффективности технической эксплуатации СЭК ледоколов и их элементов во взаимосвязи с функциональными и технологическими характеристиками и технологиями ТО и Р СЭК ледоколов и их элементов в рамках решения ниже приведенных основных логически связанных задач исследования:

• анализ действующей системы ТЭ судов ледокольного флота, установление взаимосвязи параметров характеризующих эффективность этой системы с изменением технического состояния СЭК ледоколов и организационными и технологическими процессами системы ТО и Р;

• научно обосновать и разработать методологические основы системного подхода к ТЭ СЭК ледоколов как системе при ограниченных ресурсах, осуществить выбор методологических принципов функционирования системы ТО и Р с разработкой наиболее важных для современного этапа математических моделей и алгоритмов;

• научно обосновать методологию разработки и выбора наиболее рациональной технологии ТО и Р СЭК ледоколов как подсистему при ограниченных ресурсах с разработкой ее математической модели;

• разработать наиболее рациональные технологии ТО и Р СЭК, отвечающие разработанным системным принципам на примере ледоколов СПб филиала ФГУП «Росморпорт», выполнить оценку результатов апробации разработанных алгоритмов;

• научно обосновать методологию выбора организационных форм функционирования системы, включающих обоснованные инструменты по оценке тендерной конкурентной способности потенциальных подрядчиков -сервисных фирм и СРЗ, как подсистему ТО и Р с разработкой её математической модели для оценки тендерных ожиданий, а также алгоритма решения указанных задач.

Методологической основой диссертационного исследования является интегрированный комплекс научных методов, ориентированный на достижение сформулированной цели исследования. В работе используются методы техноэкономического анализа, экспертных оценок, теории принятия решений и др. Анализ основных закономерностей процессов, происходящих на всех этапах ЖЦ ледоколов и их СЭК, обеспечивается на основе теории комплексного системного подхода по исследованию больших сложных объектов.

Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем:

• разработаны 2 научные методики, математические модели функционирования, прогнозирования и оценки эффективности функционирования системы ТО и Р СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла;

• исследована и обработана количественная информация по показателям объема, трудоемкости и стоимости ТО и Р СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла;

• произведён статистический анализ банка данных по функционированию СЭК ледоколов, находящихся на балансе СПб филиала ФГУП «Росморпорт» с целью определения показателей эффективности;

• разработаны алгоритмы функционирования системы ТО и Р при ограниченных ресурсах;

• разработан комплекс административно-организационных и технологических мероприятий направленных на повышение эффективности функционирования системы ТО и Р ледоколов.

Научная новизна работы заключается в разработке информационного и алгоритмического обеспечения системы ТЭ ледоколов направленных на совершенствование подсистемы принятии административно-организационных и технологических решений при ТО и Р СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла в виде методик, математических моделей и алгоритмов обеспечения функционирования системы, оценки её эффективности и прогнозирования ожидаемых результатов.

Достоверность научных результатов обеспечивается использованием апробированного практикой комплекса методов исследования (математического моделирования, системного и корреляционного анализа, статистического распознавания, обработки данных) и апробацией разработанных при реализации моделей рекомендаций на реальных объектах, с сопоставлением прогнозных результатов с результатами экспериментальных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

• информационное, методическое и алгоритмическое обеспечение функционирования системы ТО и Р СЭК ледоколов в условиях ограниченных бюджетных ресурсов,

• информационно-статистический банк данных в виде методик, математических моделей и показателей функционирования СЭК ледоколов на всех этапах их жизненного цикла позволяющего минимизировать затраты на их ремонт и обслуживание,

• теоретически обоснованные инструменты по оценке тендерной конкурентной способности потенциальных СРЗ - подрядчиков и обоснование выбора научно обоснованных показателей оптимизации их роли при принятии тендерных решений,

• математическое обеспечение системы анализируемых параметров оптимизации тендерных ожиданий в подсистеме ТО и Р СЭК ледоколов,

• комплекс технологических мероприятий позволяющих повысить эффективность и качество функционирования СЭК ледоколов, повысить их эксплуатационную надежность и эффективность использования.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате формирования задачи исследования было констатировано, что существуют проблемы построения подсистемы ТО и Р в рамках системы ТЭФ, которая должна соответствовать Требованиям международных и национальных стандартов качества, действующих в России. Практическая парадигма реализации этих Требований конкретно изложена в известном Международном Кодексе Управления Безопасностью (МКУБ), который ратифицирован Россией. Так же перспективные идеи реализации морских стандартов для флота России заложены в РД «Комплексная система ТО и Ремонта судов» и других руководящих документах, которые были учтены автором в его работе. Приходиться констатировать, что в отечественной практике технической эксплуатации судов эти стандарты качества для ТО и Р еще не получили должного развития, соизмеримого с развитием систем ТО и Р в различных отраслях мировой и национальной экономики. Практика управления ТО и Р в отечественных и зарубежных судоходных компаниях существенно отличается своими качественными показателями. Особенно это заметно и присутствует в отставании по применению передовых наукоемких управленческих технологиях в организации морских операций с применением ледоколов.

В представленном диссертационном исследовании были поставлены задачи, в рамках совершенствования системы ТЭФ, разработаны и внедрены новые наукоемкие технологии в компоненты управления процессами ТО и Р. По мнению автора представленные в работе новации, позволяют усовершенствовать управление процессами принятия решений в подсистеме ТО и Р судов, для всех собственников и судовладельцев ледокольного флота. Автором было принято во внимание, что в России уже выстраиваются условия по интегрированию наукоёмких технологий в схему управления сложными процессами, в том числе так же и в систему ТЭФ. Причём речь идёт о качественных технологиях соответствующих международным стандартам качества, и в частности соответствующих требованиям МКУБ.

Указанный международный Кодекс ратифицирован Россией несколько лет назад, однако до сих пор полностью не достигнуто его глубокое внедрение в хорошую морскую практику менеджмента судоходных компаний. Сделанная работа позволяет частично восполнить этот пробел и усилить безопасность управления системой ТЭФ судов ледокольного флота.

Мы уже говорили, что одно из основных мест в системе ТЭФ занимает подсистема управления ТО и Р. Установлено, что основой такой подсистемы управления является интегрированная логистическая цепочка связей в виде системообразующих компонентов таких, как - техническое состояние — изменение технического состояния — фактические профилактические свойства системы - уровень безопасности — затраты на функционирование системы - сравнение с целевыми значениями - принятие решения об изменении конфигурации системы (или целевых значений) - изменение технического состояния в условиях новой конфигурации системы ТО и Ремонта. Причем, эта интегрированная цепочка обладает рядом характерных особенностей возникновения синергетического эффекта при комплексной разработке и системном использовании предлагаемых в диссертации наукоемких технологий.

Выполненные в диссертации исследования позволяют более глубоко, на профессиональном уровне, проанализировать существующие трудности и недостатки в подсистеме ТО и Р ледокольного флота и предложить решения выхода из них. Общепризнано, что ледокольные суда это особый класс морских судов специального назначения, которые используются в экстремальных ледовых условиях и низких температурах.

Установлено, что до сих пор не проводилось сколько ни будь серьезных научных исследований процессов ТО и Р для судов ледокольного класса. Поэтому сейчас, когда международной морской общественностью серьезно обсуждаются проблемы судоходства в ледовых арктических водах, проблематика применения ледоколов и всего, что связано с этим является приоритетным и актуальным. Не даром ведущие классификационные общества мира, включая Российский морской регистр судоходства, активно

133 включились в работу по разработке Правил и Требований в рамках проблемы «винтеризации» морских судов, предназначенных для применения в Арктике.

В работе констатируется, что размеры материальных средств, трудовых и технологических ресурсов инвестируемых для поддержания хорошего технического состояния ледокольного флота страны, должны быть соизмеримы количеству ледоколов плавающих под флагом России. Сделан вывод, что сочетание стабильной финансовой вертикали и эффективного системного интегратора, в виде предлагаемых тендерных решений, создают необходимые предпосылки, конечной целью которых является создание цивилизованного российского рынка судоремонта. Предлагаемые в работе элементы решений поставленных задач, позволяют уменьшить величину негативного влияния человеческого фактора на процесс проведения объективных тендеров по выбору СРЗ-подрядчика.

Научная актуальность и прикладная новизна результатов исследования определяются рядом представленных ниже положений.

1. Определены предметная и проблемная области действующей модели технического обслуживания и ремонта СЭК ледоколов.

2. Впервые научно обосновано, что реновация СЭК ледоколов - один из способов оптимизации их подсистемы ТО и Р.

3. Определены основные показатели технической эксплуатации применительно к судам ледокольного флота О, Т, S.

4. Предложена системная организация и использование интегрированной информационной поддержки в модели оптимизации ТО и Р СЭК ледоколов, и обоснованы способы оптимизации ТО и Р компонент СЭК .

5. Разработана методика математического прогнозирования ожидаемых результатов в системе ТО и Р ледоколов и их СЭК, с использованием интегрированной логистической поддержки их ЖЦ.

6. Создан теоретически обоснованный инженерный метод для оценки уровня конкурентоспособности и принятия решения при выборе наиболее рационального подрядного предложения от СРЗ - подрядчиков на ремонт СЭК конкретного ледокола.

7. Проведено совместное опытное внедрение и модернизация существующей системы технической эксплуатации ледоколов в СПБ Филиале ФГУП «Росморпорт» и ЗАО «Канонерский Судоремонтный завод» в С.-Петербурге, на основе предложенных автором оптимизационных моделей. Предложения автора по совершенствованию технической эксплуатации СЭК ледокольных судов обеспечили ФГУП «Росморпорт» экономический эффект в размере 1 237 040,00 руб.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе на кафедре «Материаловедения и ТЭФ» ГМА имени адм. С.О. Макарова и в других отраслевых ВУЗах в виде курса лекций по дисциплинам, предусмотренным специальностью инженера-судомеханика. Так же результаты исследования могут быть использованы при переподготовке и курсах повышения квалификации плавсостава и менеджеров судоходных компаний.

1. Алексеев К.А. «Техническое обеспечение парома «Георг Отс»» -журнал «Морской флот» вып. №5, 2006 г.

2. Алексеев К.А. «Реновация как способ продления эксплуатации ледоколов» журнал «Морской флот» вып. №6, 2006 г.

3. Алексеев К.А., Блинов Э.К., Коломиец С.Д. «Безопасная техническая эксплуатация судов ФГУП «Росморпорт» журнал «Морской флот» вып. №2, 2007 г.

4. Алексеев К.А., Вихров Н.М., Блинов Э.К. «Судоремонт на современном этапе» журнал «Морской флот» вып. №6 за 2007 год.

5. Алексеев К.А., Осипов Г.С. «Система поддержки принятия решения по выбору завода — подрядчика на ремонт ледоколов».// Сборник «Эксплуатация морского транспорта».- №6(52) С.5 - 7 е.- ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2008 г.

6. Александровская JI.H. и др. «Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем» М.: Логос, 2001. -206с.

7. Александровская JI.H. и др. «Статистические методы анализа безопасности сложных технических систем» М.: Логос, 2001. -232с.

8. Афанасьева Г.Ф., Смольник А.Ю. «Алгоритм определения нормативной потребности в ремонте флота пароходства» в кн. «Техническое обслуживание и ремонт морских судов». Сб. научных трудов Ленинград, изд. Транспорт, стр. 21-27 (ЦНИИМФ), 1984.

9. Арикайнен А.И. «Судоходство во льдах Арктики» Москва: Транспорт, 1990.

10. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. «Планирование эксперемента при поиске оптимальных условий» М. Наука 1976, 279 с.

11. Блинов Э.К. «ТЭФ и современные методы судоремонта» Л., «Судостроение» 1988 г.,

12. Блинов Э.К. и Розенберг Г.Ш. «Техническое обслуживание и ремонт судов по состоянию» Л., «Судостроение» 1992 г., справочник.

13. Барзилович Е.Ю. «Модели технического обслуживания сложных систем» М.: Высш. Шк., 1982.-231с.

14. Бржежинский Ю.И. «Методические основы разработки структуры управления баз технического обслуживания флота». В книге «Техническое обслуживание и ремонт морских судов». Сборник научных трудов Ленинград, Транспорт, с. 69-77. (ЦНИИМФ). 1984 г.

15. Будницкий Ю.А. и др. «Морские пассажирские суда» Л. Судостроение, 1989.

16. Богачёв В.Ф., Гацак М.П. «Организационные формы управления трансфером новых наукоёмких технологий. История управленческой мысли и бизнеса». Сборник статей VII международная конференция — Москва, МГУ 2004.

17. Вентцель Е.С. «Введение в исследование операций». Москва, «Советское радио», 1964 г., стр.254.

18. Виноградов И.В. «Суда ледового плавания» Москва: Оборонгиз НКАП. Главная редакция литературы по судостроению, 1946.

19. ГОСТ Р 51901-2002. «Управление надежностью. Анализ риска технологических систем» М.: Стандартинформ, 2002.- 26 с.

20. ГОСТ Р 51901. 6-2005. «Менеджмент риска. Программа повышения надежности» М.: Стандартинформ, 2005.- 35 с.

21. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. «Введение в теорию массового обслуживания».- М.: Наука, 1967.-304 с.

22. Гальперин М.М. Система технического обслуживания и ремонта морских судов. -М.: Транспорт, 1981. -300с.

23. Плетнёв Ю.В., Гацак М.Л., «Использование Интернет-маркетинга для продвижения новых морских технологий». III международная конференция по морским технологиям: Тезисы и доклады СПб «Моринтех», 1999.

24. Гацак M.J1. «Продвижение наукоёмких технологий на базе коммуникационной трансформации предприятия. Управление и информационные технологии на транспорте». Тезисы и доклады. Международная научно-техническая конференция Транском-2001 — СПб: СПГВУК, 2001.

25. Гацак М.Л., Ерофеев В.И., Кирюхин И., Саськов К. «Информационная поддержка заказчика при выборе рационального состава сложного изделия». Сборник статей, конференция «Военное кораблестроение» -СПб 2004.

26. Ефремов Л.В. «Практика инженерного анализа надежности судовой техники» Л., Судостроение, 1980.-175 с.29. «Техническое обслуживание и ремонт морских судов», «Сборник научных трудов», издательство «Транспорт» 1984 год.

27. С.Н. Драницын «Теоретические основы технической эксплуатации морского флота» Труды, ЦНИИМФ вып. 164, 142 е., 1976 г.

28. С.Н. Драницын «Основные принципы определения потребности флота в техническом обслуживании и ремонте». В книге «Техническое обслуживание и ремонт морских судов». Сборник научных трудов Ленинград, Транспорт, с. 92-101. (ЦНИИМФ). 1984 г.

29. С.Н. Драницын, Н.Н. Князев, Ю.И. Бржежинский «Показатели технической эксплуатации морского флота». В книге «Техническое обслуживание и ремонт морских судов». Сборник научных трудов Ленинград, Транспорт, с. 92-101. (ЦНИИМФ). 1984 г.

30. Драницын С.Н. «Теоретические основы технической эксплуатации морского флота». // Труды ЦНИИМФ.-1978.- вып. 231. -Л.: Транспорт. 143с.

31. Драницын С.Н. «Основные направления развития технической эксплуатации морского флота» //Труды ЦНИИМФ.- вып. 242.- Л.: Транспорт. -13с.

32. Демьянченко В.Я., Лившиц С.Г. «Атомный ледокол «Россия» //Судостроение 1984 - №8.

33. Демьянченко В.Я., Лившиц С.Г. «Состояние зарубежного судостроения в 1976-1980 годах» // Судостроение за рубежом 1981 -№3 (171).

34. Жиглявский А. А., Ермаков С.М. «Математическая теория оптимального эксперимента» М.: Наука, 1987.- 320с.

35. Калявин В.П. «Основы теории надежности и диагностики» СПб.: Элмор, 1998. -215 с.

36. Каштелян В.И., Рывлин А .Я., Фадеев О.В. и др. «Ледоколы» Л. Судостроение, 1972.

37. Коваль Г.М. «Состояние и проблемы современного ледоколостроения». //Судостроение 1976, №7.

38. Л.А. Ликвер, И.В. Чешев «Техническая эксплуатация морских судов». В книге «Техническое обслуживание и ремонт морских судов». Сборник научных трудов Ленинград, Транспорт, с. 77-92. (ЦНИИМФ). 1984 г.

39. Логачёв С.И., Чугунов В.В. «Мировое судостроение. Современное состояние и перспективы развития» СПб.: Судостроение, 2001.

40. Лившиц С.Г. «Современное состояние и перспективы развития ледокольного флота зарубежных стран». // Судостроение за рубежом. -1986.-№9.

41. Мандрик В.В. «Математические методы планирования потребности пароходства в СЗЧ». Труды ЦНИИМФ «Судовые энергетические установки», Вып. 214, с. 11-24, 1976 г.

42. Никитин A.M. «Управление технической эксплуатацией судов». Санкт-Петербург издательство Политехнического университета 2006 год, 360 е.

43. Никитин A.M. «Основы моделирования процессов технической эксплуатации судовых технических средств» // Сб. научных работ аспирантов, соискателей и курсантов ГМА им. адм. Макарова. -СПб., ГМА. 2000. с. 40-50.

44. Никитин A.M. Рубцов М.С. «Оценка эффективности технического обслуживания по состоянию» //Сб. Эксплуатация морского транспорта. СПб.: Наука, 2003. - С. 230-238.

45. Овсянников М.К., Петухов В.А. «Эксплуатационные качества судовых дизелей». JL: Судостроение, 1982. -204 с.

46. ОСТ 24.060.20-74 Дизели. «Требования к разработке планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта». Министерство тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения. М.: Изд-во стандартов, 1974.- 15с.

47. Половко A.M., Гуров С.В. «Надежность технических систем и техногенный риск» СПб.: СПГ Лесотехническая академия, 1998. -119 с.

48. Пересыпкин В.И., Цой Л.Г. «Арктические ледоколы России, состояние и перспективы развития» // Тр. VI междунар. конф. по судам и морским конструкциям в холодных регионах ICETECH 2000. СПб., 2000.

49. Рапопорт Л.И., Чапкис Д.Т. «Техническое обслуживание морских судов». -М.: Транспорт, 1972. -168 с.

50. РД 31.20.50-87 «Комплексная система ТО и ремонта судов. Основное руководство».- М.: Мортехинформреклама, 1988. -218 с.

51. РД 31.20.01-97. «Правила технической эксплуатации морских судов» -М.: Мортехинформреклама, 1997.- 42 с.

52. РД 31.20.30-97. «Правила технической эксплуатации судовых технических средств и конструкций» СПб.: ЦНИИМФ, 1997. -343 с.

53. Рябинин И.А. «Надежность и безопасность структурно-сложных систем. -СПб»: Политехника, 2000. -248 с.

54. Стефанович А.Н. «Суда ледового плавания» М.: Морской транспорт. 1958.

55. Следзюк А.К., Кучиев Ю.С. «Новый этап в освоении Северного морского пути» // Судостроение. 1976. - №2.

56. Симонов Ю.А., Коваль Г.М. «Тенденции развития ледоколов и транспортных судов ледового плавания» // Судостроение. 1989. - №7.

57. Хартман К. и др. «Планирование эксперимента в исследованиях технологических процессов» М.: Мир, 1977. -552 с.

58. Цой Л.Г. «Состояние и перспективы развития морских ледоколов // Архитектурно-конструктивный тип, мореходные и ледовые качества транспортных судов»: Сб. науч. Трудов ЦНИИМФ. СПб., 1992.

59. Цой Л.Г., Максутов Д.Д., Зимин А.Д. «Флот Арктики и его будущее» // Судостроение. 1993. - №11-12.

60. B.C. Яценко «Техническая эксплуатация морского флота», издательство «Транспорт». 344 е., 1971 год.

61. У. Черчмен, Р. Акоф, Л. Арноф «Введение в исследование операций», перевод с английского. Изд. «Наука», гл. редакция физико-математической литературы, Москва, 488 е., 1967.

62. Ahlqvist I., Fagelko В. Integrated management tools for reliability centered operation and maintenance. Finland: Wartsila, NSD, 2001.-17p.

63. Anderson D. Reducing The Cost Of Preventive Maintenance. www.oniqua.com., -14p.

64. August J. Applied reliability centered maintenance. US, Oklahoma, PennWell, 1999.-6p.

65. Barringer H. Life cycle cost and good practices. NPRA Maintenance conference. San Antonio, Texas, 1998. -Юр.

66. Barringer H. How To Use Reliability Engineering Principles For Business Issues, www.barringerl .com., -22p.

67. Barringer P. Process Reliability: Do You Have It?—

68. What's It Worth To Your Plant To Get It. AIChE National Spring Meeting, New Orleans, 2002. -16p.tb

69. Barringer P. Life Cycle Cost & Reliability for Process Equipment. 8 energy week Conference. US, Houston, 1997. -35p.

70. Barringer H. Process Reliability Concepts. SAE 2000 Weibull User's Conference, 2000, Detroit, Michigan. -14p.

71. Conachey R. Development of RCM Requirements for the Marine Industry.

72. ABS, Houston, USA, 2004.- 12p.

73. Lt. Cdr. D.M. LONG, M PHIL, FBIM, RN; The Soviet merchant fleet its growth, strategy, strength and weaknesses. Lloids of London press Ltd. P. 143. 1986 год.

74. Guidelines for Environmental Management of the ISM CODE for the Norwegian Shipowners' Association. 1998. 32p.

75. Guidance Notes on Reliability-Centered Maintenance. ABS, Houston, 2004.

76. Interim Guidelines for the Application of Formal Safety Assessment (FSA) To The IMO Rule-Making Process. IMO, MSC/Circ.829, MEPC/Circ335, Nov. 1997.-27 p.

77. IEC 60300-1 International Standard/ Dependability manegment- Part 1: Dependability manegment systems. Geneva, 2003. lip.

78. IEC 60300-1 International Standard/ Dependability manegment- Part 1: Dependability manegment systems. Geneva, 2003. -lip.

79. Harris J. Moss B. Practical RCM analysis and its infirmation requirements. Maintenance, 9-4. 1994. -8p.

80. Mokashi A.J. and other. Shipbord Maintenance- possible Future Trends. Safety Science Momitor, issue 1, vol. 6, 2002. -10 p.

81. MIL-STD-882D Departmet of Defense/ Stadard Practice For System Safety. USA, 2000.-105p.

82. Machinery Planned Maintenance and Condition Monitoring/ Lloyd's Register, Ship Right, 2004.

83. NORSOK STANDARD Z-016. Regulatory Management &Reliability Technology. Oslo, 1998. 41p.

84. NORSOK STANDARD. Common Requirements. Life Cycle Cost For Systems and Equipment. O- CR-OOl.Oslo, 1996. -58 p.

85. Ruxton T. Formal safety assessment of ships. The Institute of marine engineers, London, 1996. -10 p.

86. Vath Jorn. Condition monitoring methods and models for optimisation. NTNU, 21-11-2004. -20p.

87. Vessels operating in low temperature environments». American Bureau of Shipping. P. 89. 2006 y.