Содержание к диссертации
Введение
1 Теоретические аспекты внедрения ресурсосберегающих технологий 14
1.1 Ресурсосберегающие технологии: понятие и становление концепции... 14
1.2 Современные проблемы и особенности внедрения технологий ресурсосбережения на предприятиях железнодорожного транспорта 23
1.3 Анализ предрасположенности предприятий Восточно-Сибирской железной дороги - филиала ОАО «Российские железные дороги» к внедрению технологий бережливого производства 38
2 Организация системы технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава на железнодорожном транспорте 48
2.1 Существующие подходы и развитие систем технического обслуживания и ремонта на железнодорожном транспорте 48
2.2 Классификация потерь ресурсов в системе технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава 63
2.3 Экономическая оценка функционирования системы планово-предупредительного ремонта в Дирекции по эксплуатации
и ремонту путевых машин 77
3 Методика повышения эффективности организации системы технического обслуживания и ремонта путевых машин по техническому состоянию 96
3.1 Формирование рациональной структуры ремонтного предприятия в условиях внедрения системы технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава по техническому состоянию 97
3.2 Методика организации процессов мониторинга и диагностики технического состояния специального подвижного состава 101
3.3 Планирование и технология ремонта специального подвижного состава 120
3.4 Балльная оценка факторов, характеризующих техническое состояние специального подвижного состава 130
3.5 Экономическая оценка эффективности эксплуатации специального подвижного состава за счет перехода на новый способ
технического обслуживания и ремонта 137
Заключение 141
Список литературы
- Современные проблемы и особенности внедрения технологий ресурсосбережения на предприятиях железнодорожного транспорта
- Классификация потерь ресурсов в системе технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава
- Методика организации процессов мониторинга и диагностики технического состояния специального подвижного состава
- Балльная оценка факторов, характеризующих техническое состояние специального подвижного состава
Современные проблемы и особенности внедрения технологий ресурсосбережения на предприятиях железнодорожного транспорта
Они, безусловно, взаимосвязаны и взаимозависимы, однако каждая из перечисленных категорий имеет право на самостоятельное изучение. Предлагаемая диссертационная работа имеет непосредственное отношение, прежде всего, к ресурсосбережению.
Значимость решения задач ресурсосбережения нашла отражение в документах государственного уровня.
Основные задачи, поставленные первыми лицами государства, говорят о необходимости изменения модели организации производства, снижении затрат и увеличении производительности труда, что в условиях кризиса жизненно необходимо. Правительственный план повышения энергоэффективности отраслей экономики, утвержденный премьер-министром Российской Федерации в декабре 2009 г., определил начало эпохи модернизации основных производственных отраслей России. Самый большой раздел был отведен энергосбережению и ресурсосберегающим технологиям в сфере транспорта. На этот сегмент экономики направлен также Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», принятый в ноябре 2009 г. [7]. Среди основных принципов правового регулирования в этой области, нашедших свое отражение в законе, значатся эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов; поддержка, стимулирование и планирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности, а также системность и комплексность проведения этих мероприятий [8].
Начиная с 2009 г., основываясь на мнениях и результатах отечественных и зарубежных специалистов, на железнодорожном транспорте начался процесс внедрения инновационных энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий, для этого в ОАО «РЖД» разработана «Концепция применения технологии бережливого производства в ОАО «РЖД» и сейчас проходит ее планомерная реализация в подразделениях холдинга. Применяются основные инструменты бережливого производства такие, как картирование потока создания ценности (VSM) системы: организации рабочего места «5S», всеобщего обслуживания оборудования (ТРМ), «Канбан», быстрой переналадки оборудования (SMED); постоянных улучшений «Кайдзен», визуального, звукового контроля и предотвращения ошибок «Пока-екэ». Экономическая целесообразность данной работы подтверждается тем, что только за 2011 г. позволило сократить текущие расходы компании на 146 млн руб. [9].
Считаем необходимым, прежде всего, выполнить обзор теоретических и практических исследований, проведенных зарубежными и отечественными специалистами в области внедрения технологий бережливого производства.
На протяжении всей истории развития человечество стремилось минимизировать производственные потери, увеличить результативность использования всех видов ресурсов с целью получения максимальной прибыли или иного результата.
Современные научные представления в области энергосбережения и ресурсосберегающих технологий зародились в работах Ф. Тейлора, Г. Форда, Г. Эмерсона. Основной идеей, изложенной в работах данных исследователей, является утверждение, что управлять производством необходимо при помощи науки, а именно посредством проведения экономических, технических и социальных экспериментов, учитывая факторы управленческого процесса. Данная методология впервые была применена Ф.У. Тейлором в 1895 г. К моменту своей смерти в 1915 г. он завоевал репутацию главного «врага рабочих», после того как в 1911 г. его пригласили отстоять свою систему управления перед комитетом палаты представителей США. Будучи одним из самых критикуемых организационных теоретиков он оказался также и одним из самых влиятельных [10].
С позиции ресурсосбережения Ф. Тейлор интересен тем, что он является разработчиком метода изучения трудовых процессов, заключающихся в расчленении процесса физического труда на составные части и последующем анализе этих частей. Целью Ф. Тейлора было создание системы научной организации труда, базирующейся на экспериментальных данных, анализе процессов физического труда и его организации [11].
Позднее значительный вклад в развитие работ Ф. Тейлора внес американец Г. Эмерсон, который исследовал принципы трудовой деятельности применительно к любому производству. По методологии подхода к управлению Г. Эмерсон сильно отличался от Ф. Тейлора. Он не стремился к строгой систематизации идей. Из всех инструментов «научного менеджмента» он применял только хронометраж и поощрительные системы. В технических методах рационализации он не изобрел нового. Г. Эмерсон свою философию менеджмента изложил в популярной книге «Двенадцать принципов эффективности», которая в СССР была издана в 1931 г. под названием «Двенадцать принципов производительности». В этой книге автор впервые изложил систему научной организации и управления коллективным трудом, отметив необходимость комплексного подхода к решению сложных задач организации и управления производством с учетом их эффективности [12].
Необходимо отметить взгляд Г. Эмерсона на всемирную историю с позиции менеджмента, которая предстает не как простое нагромождение фактов и событий. С точки зрения менеджера он смотрел на хронологию событий как на историю производительности и непроизводительности, неорганизованности и бесполезной траты сил. Историю у Г. Эмерсона творят не полководцы, политические деятели или цари, а предприимчивые и деловые люди. Исходными ресурсами такого взгляда выступали не завоевания, крестовые подходы или освободительные движения, а (с точки зрения этого знаменитого индустриального инженера) постройка египетских пирамид и оросительной системы Нила, изобретение письменности и создание календаря -это, в первую очередь, результат успешного функционирования исторических предприятий и только во вторую очередь - историческое событие. Они оказывались успешными или разорительными в той степени, в какой авторы таких предприятий могли правильно употребить один или несколько принципов эффективности [13]. На наш взгляд, именно Г. Эмересон в своих работах перешел от рассмотрения вопросов ресурсосбережения к оценке эффективности использования ресурсов, т. е. к менеджменту эффективности.
Классификация потерь ресурсов в системе технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава
Системное изучение видов потерь, как и любого иного явления, базируется на полной или целенаправленной классификации.
Как известно, жизненный цикл машины это период времени от начала ее проектирования до завершения утилизации, включающий взаимосвязанные стадии (проектирование, производство, хранение, монтаж, наладка, эксплуатация, в том числе модернизация, ремонт, техническое и сервисное обслуживание) [69]. Поскольку в данной работе речь идет о проблемах эффективного функционирования системы технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава (ТОиР СПС), необходимо изучение периода (времени) эксплуатации машины, именно в этот период происходит не только восстановление работоспособности узлов и агрегатов, но и модернизация.
ТОиР - совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания, ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему [70].
ТОиР - комплекс организационных и технических мероприятий по техническому обслуживанию, ремонту и контролю, проводимых с целью профилактики через установленное количество часов работы оборудования в определенной последовательности по заранее составленному плану-графику и направленных на предупреждение преждевременного износа деталей, сопряжений узлов, агрегатов, машин и содержание их в работоспособном состоянии [71].
К специальному самоходному подвижному составу относятся несъемные подвижные единицы на железнодорожном ходу - мотовозы, дрезины, специальные автомотрисы для перевозки необходимых для производства работ материалов или доставки работников предприятий железнодорожного транспорта к месту работы, а также самоходные железнодорожностроительные машины, имеющие автономный двигатель с тяговым приводом в транспортном режиме [72].
Классификация затрат, связанных с периодом эксплуатации СПС - основа для изучения фактических данных, сопоставления и анализа результатов наблюдения для выявления резервов роста производительности СПС, определения необходимых затрат по элементам в процессе эксплуатации, выявления источников снижения затрат, не добавляющих ценности для потребителя - организации, осуществляющей эксплуатацию машины.
В последние годы различные публикации, посвященные локомотивному и другим хозяйствам ОАО «РЖД», содержат новое для производственников понятие - стоимость жизненного цикла [73].
Дело в том, что на протяжении многих десятилетий при изготовлении и эксплуатации новых единиц подвижного состава главное внимание уделялось их техническим параметрам - мощности, тяговой характеристике, осевой формуле, нагрузке на ось, максимальной и длительной скоростям, коэффициенту полезного действия и др. При этом оговаривался срок службы, который далее, наряду со стоимостью, применялся для назначения размеров ежегодных амортизационных отчислений. Цена новой тяговой единицы формировалась с учетом себестоимости ее изготовления, установленной рентабельности заводов-изготовителей, допустимой величины тарифов за перевозки и других общегосударственных экономических показателей. Например, при заказе локомотива (разработке требований и заданий) технические параметры были ориентированы, прежде всего, на повышение критического, а следовательно, и среднего веса составов по важнейшим магистралям, а также на ускорение грузопотока за счет реализации более высоких скоростей, сокращение удельного расхода энергоресурсов для тяги поездов. Для повышения безопасности движения, сокращения числа вынужденных остановок локомотива из-за повреждений его оборудования в исходные требования включались и показатели надежности, например, удельное число неплановых ремонтов (допущенных по вине завода-изготовителя), увеличенные межремонтные пробеги. В соответствии с учетной политикой ОАО «РЖД» и классификатором статей управленческого учета затрат на текущий момент времени не производится и не представляется возможным производить расчет стоимости жизненного цикла железнодорожного подвижного состава [74]. Классификация затрат на железнодорожных предприятиях построена согласно следующих основных критериев:
1. Расходы по обычным видам деятельности филиалов ОАО «РЖД» формируются по следующим видам деятельности: грузовые перевозки, предоставление услуг инфраструктуры, предоставление услуг локомотивной тяги, пассажирские перевозки в дальнем следовании, пассажирские перевозки в пригородном сообщении, ремонт подвижного состава, строительство объектов инфраструктуры, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, предоставление услуг социальной сферы, прочие виды деятельности.
2. Расходы по обычным видам деятельности признаются по местам их возникновения и в зависимости от отношения к производственному процессу делятся на непосредственно вызываемые этим процессом (производственные) и общехозяйственные (управленческие), т. е. расходы по обслуживанию производства и управлению. В свою очередь расходы, непосредственно вызванные процессом производства, подразделяются на специфические (прямые производственные) и общепроизводственные расходы.
3. Распределение между обычными видами деятельности предприятия общепроизводственных и общехозяйственных (управленческих) расходов производится в соответствии с порядком ведения раздельного учета доходов, расходов и финансовых результатов по видам деятельности, тарифным составляющим и укрупненным видам работ ОАО «РЖД» [75].
Любая из классификаций учета расходов должна позволить организации правильно оценить эффективность использования каждой железнодорожной подвижной единицы, дать возможность выявить и использовать резервы.
В настоящее время на железнодорожных предприятиях, осуществляющих эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава, ис 66 пользуется классификация, в основе которой лежит подразделение расходов на три группы: эксплуатация, инвестиции и подсобно-вспомогательная деятельность (рисунок 5) [75].
Методика организации процессов мониторинга и диагностики технического состояния специального подвижного состава
Нами предложен следующий алгоритм функционирования процесса мониторинга технического состояния путевой техники, который начинается только после внесения технических и паспортных данных в электронную базу данных участка ТСиД и оснащения контрольно-диагностическим комплексом «Портал-СПС-01». Более подробно данная процедура представлена на рисунке 19.
После осуществления приемки новых СПС, полученных от заводов изготовителей или передачи на баланс организации уже эксплуатируемой путевой техники, производится оценка технического состояния всех узлов и механизмов, замена масла, при необходимости - восстановление (ремонт) отдельных узлов или агрегатов. После проведения этих работ полученные данные вносятся в электронную базу. Далее контроль над состоянием СПС ежедневно осуществляют машинисты, а также машина оснащается контрольно-диагностическим комплексом «Портал-СПС-01», предназначенным, главным образом, для мониторинга технического и выявления предотказного состояний отдельных узлов и агрегатов машины.
Алгоритм внесения вновь поступившей и эксплуатируемой путевой техники в электронную базу данных и организация процесса мониторинга технического состояния СПС Бригада, эксплуатирующая СПС, строго выполняя требования должностной инструкции на стоянках и в пути следования, обязана производить техническое обслуживание машины, соблюдая установленные требования нормативных документов и локальных актов, [72, 101,71, 102] а именно: 103 1. Контролировать в установленном порядке работу устройств безопасности и радиосвязи, узлов и агрегатов машины, проверять их состояние, в том числе противопожарное. 2. Проверять состояние деталей экипажной части и буксового узла колесных пар, крепление рабочих органов машины в транспортном положении при стоянках на промежуточных станциях. 3. Производить запись в бортовой журнале (при условии, что машина не оборудована компьютером) обо всех выявленных недостатках и нарушениях в работе узлов и механизмов СПС и предоставлять дежурному по предприятию по окончании работ.
После получения бортового журнала дежурный по предприятию вносит данные, касающиеся несоответствий в работе узлов и агрегатов, в программу «Электронный паспорт СПС».
Если машина оборудована компьютером, то данные вводятся непо средственно в электронную базу данных и автоматически передаются инженеру по мониторингу участка ТСиД. Дальнейшая обработка замечаний производится сотрудниками участка ТСиД. Более подробно предложенный нами алгоритм осуществления ежедневного взаимодействия с машинистами представлен на рисунке 20.
Анализ ежедневных замечаний машинистов позволяет оперативно реагировать и предупреждать возникновение отказов, а также способствует накоплению статических данных в электронной базе участка ТСиД. Отметим, что при оборудовании СПС компьютером необходимо обучение машинистов работе с программой «Электронный паспорт СПС», после чего необходимо внести дополнение в должностную инструкцию, таким образом регламентировать данный вид диагностики и процесс отслеживания технического состояния машины. Далее необходимо реализовать алгоритм наблюдения за техническим состоянием узлов и агрегатов СПС с помощью КДК «Портал-СПС-01».
Контрольно-диагностический комплекс (КДК) «ПОРТАЛ-СПС-01» - инновационная система контроля над технологическими процессами (в том числе происходящими в дизельном двигателе), позволяющая визуализировать основные показатели (как функционирования дизельного двигателя, так и вспомогательных систем), собирать и накапливать полученные данные в различных участках (единиц техники) с последующей их передачей заинтересованному получателю.
На рисунке 21 представлена схема размещения периферийных контроллеров на примере мотовоза.
Представленная выше схема подразумевает установку следующих датчиков: расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости ДВС, давления масла ДВС, датчика числа оборотов коленчатого вала, термопар для определения температуры выхлопных газов в каждом цилиндре ДВС, датчики давления и температуры масла во всех системах гидропередачи, температуры смазки в осевых редукторах и других (таблица 9).
Данный счетчик подключается к электрическому питанию 24 В, производимому генератором, установленном на двигателе внутреннего сгорания. Соответственно, подсчет наработки времени осуществляется при работающем двигателе. Но в большинстве случаев, согласно заводским электрическим схемам, счетчик мотто-часов подключается к бортовому питанию машины через «массу» (между кузовом машины и двигателем), таким образом, отсчет астрономического времени происходит и при неработающем двигателе, но включенном бортовом питании.
Технические характеристики двигателей внутреннего сгорания, приводимые заводами-изготовителями, рассчитываются из условий номинальной частоты вращения коленчатого вала и номинальной мощности. К примеру, для большинства серий двигателей ЯМЗ номинальная частота вращения коленчатого вала - 2100 оборотов в минуту. Исходя из номинальных режимов работы, производители двигателей рассчитывают ресурс и наработку до проведения планово-предупредительных ремонтов, так как наибольшую работу совершают стационарные установки (дизель-генераторы, и т. п.), работающие близко к номинальным частоте вращения и мощности.
Наработка может быть непрерывной величиной (продолжительность работы в часах, километраж пробега, и т. п.) и дискретной (число циклов, срабатываний, запусков и т. п.) [103]. Фундаментальное понятие работы двигателя - это количество циклов, произведенных составляющими его системами. Именно количество совершенных циклов определяет наработку на отказ того или иного механизма.
Существующая на специальном подвижном составе система подсчета наработки двигателей внутреннего сгорания с применением счетчика мотто-часов СВН 2-02 не позволяет проводить мониторинг технического состояния узлов и деталей и прогнозировать наработку на отказ, так как двигатели функционируют в различных режимах по частоте вращения и отбору мощности.
Для определения наработки двигателя на специальном подвижном составе, оснащенном контрольно-диагностическим комплексом «Портал-01-СПС» (рисунок 23), используется электронная система подсчета циклов совершенных двигателем. Определение цикла - оборота коленчатого вала двигателя - осуществляется двумя способами: Первый - подключение гальванической развязки к фазе переменного напряжения штатного генератора двигателя.
Балльная оценка факторов, характеризующих техническое состояние специального подвижного состава
Реформирование железнодорожной отрасли требует применения комплексного управления надежностью, рисками, стоимостью жизненного цикла с использованием методологии обеспечения безотказности, готовности, ремонтопригодности и безопасности. Это даст возможность снизить стоимость жизненного цикла подвижного состава при обеспечении высокой надежности и требуемого уровня безопасности перевозочного процесса. Ретроспективный анализ развития систем технического обслуживания и ремонта подвижного состава на железнодорожном транспорте Российской Федерации показал, что до недавнего времени управление жизненным циклом путевой техники ограничивалось реактивными мерами воздействия, что отмечено, в частности, в концепции внедрения методологии УРРАН в ОАО «РЖД». Система технического обслуживания и ремонта должна стать преимущественно превентивной. С этой целью в мировой и отечественной практике разрабатываются и реализуются методы постоянного мониторинга-оценки технического состояния, расчета остаточного ресурса работоспособности и прогнозирования возникновения неисправностей сложных технических систем. При этом понятно, что нельзя (во всяком случае пока) обеспечить абсолютную безотказность эксплуатации таких технически сложных комплексов, как железнодорожный транспорт. Однако управление жизненным циклом подвижного состава должно быть направлено на обеспечение максимально возможного уровня безопасности и экономически эффективной эксплуатации.
Авторское исследование предрасположенности предприятий ВСЖД к внедрению технологий бережливого производства показало взаимное влияние степени готовности железнодорожных предприятий и персонала к преобразованиям. Выявлены основные причины, препятствующие этому в ОАО «РЖД» и на предприятиях ВСЖД в частности. В результате анализа соответствующих документов удалось обнаружить наличие категорий устранимых потерь в производственных процессах предприятия: простои, дефекты, брак, излишние запасы (процессные и межоперационные), наличие беззаказной продукции (потери перепроизводства), излишнее время ремонтов и переналадок оборудования, излишнюю транспортировку.
Проведено аналитическое сопоставление систем современных технологий Лин с другими известными системами производственного менеджмента, по фактору ресурсосберегающих технологий, что показало - везде есть идеи, схожие с Лин. Но, на взгляд автора, принципиальным отличием Лин-концепции является то, что в ее основе лежит набор конкретных действий и методик, внедрив которые, предприятие достаточно быстро может начать генерировать улучшения.
Уточнен термин Lean production (авторское дополнение выделено курсивом): Lean production - совокупность средств и методов управления ресурсосбережением на производстве.
В результате исследования системы технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава как резерва экономической эффективности и конкурентоспособности предприятий железнодорожного транспорта, а также авторского расчета финансовых затрат выделяемых на функционирование действующей системы ТОиР на примере конкретного предприятия, автор пришел к следующим выводам и предложениям.
Считаем, что действующая система технического обслуживания и ремонта на железной дороге при отсутствии единого порядка учета данных жизненного цикла СПС не позволяет проводить анализ эффективности ее функционирования. Тем самым у предприятий отсутствует возможность оценки эффективности эксплуатации специального подвижного состава с позиции добавления ценности. Перечисленные недостатки свидетельствуют об отсутствии интегрированного подхода к оценке результативности системы ТОиР, традиционно ограничивающейся констатацией числа неисправностей и отказов, что подтверждает и сформулированная технико-экономическая модель функционирования системы технического обслуживания и ремонта СПС (рисунок 12).
Непрерывный мониторинг, периодическая безразборная диагностика и расчет остаточного ресурса работоспособности как отдельных узлов и агрегатов, так и подвижной единицы в целом позволяет оперативно принимать управленческие решения, оценивать их экономические последствия, своевременно определять корректирующие и предупреждающие меры.
На основе проведенных исследований предлагается ряд теоретических дополнений и изменений:
Функционирование системы технического обслуживания и ремонта СПС рассмотрено автором с точки зрения потерь, использована классификация Тайити Оно, в которую Джеффри Лайкер, наряду с Джимом Вумеком и Дэниелом Джонсом включил восьмой вид потерь. Автором дополнен этот список девятым видом потерь - недоиспользование ресурса эксплуатируемой продукции.
Трансформирована классификация учета расходов на функционирование системы технического обслуживания и ремонта специального подвижного состава (рисунок 9).
Принципиальным отличием представленной схемы учета расходов, возникающих при эксплуатации специального подвижного состава, является классификация потерь по признаку «источник возникновения» и категории «степень минимизации». Необходимо заметить, авторское исследование ограничено группой затрат второго рода, которые, в свою очередь, подразделяются на потери, возникающие по причинам, зависящим от менеджмента и исполнителей.
Определен оптимальный уровень соотношения финансовых затрат на процесс эксплуатации и ремонта путевой техники, (рисунок 12). При этом будет достигнут наивысший уровень надежности и использования СПС, увеличены финансовые затраты на эксплуатацию СПС, включающие в себя элементы мониторинга, контроля, обслуживании и наладки по второстепенным параметрам, а также процедур периодической диагностики «по регламенту». Автором получено подтверждение, что не менее 50 % всех ремонтов и технических обслуживании выполняются без фактической их необходимости (рисунок 32).