Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
Влияние периодичности технического обслуживания на надежностьлесовозных автомобилей 10
Обзор исследований в области определения периодичности существующих методов определения периодичности технического
Обзор методик по определению режимов движения лесовозных автомобилей на участках дороги 32
Выбор и обоснование комплексного показателя оценки состояния лесовозного автомобиля 35
Обоснование применения ГИС в качестве способа реализации методики 37
Выводы. Цели и задачи исследования 41
Глава 2. Моделирование движения лесовозного автомобиля 45
Влияние дорожных условий на режимы движения 45
Методы расчетов движения автомобилей 49
1. Расчеты без учета неустановившихся режимов движения 50
2. Расчеты с учетом неустановившихся режимов движения 52
Силы сопротивления движению.* 53
Уравнения неустановившегося движения 56
Решение дифференциальных уравнений движения автомобиля 60
Средняя скорость и производительность 63
Расчетная схема движения 63
Моделирование движения лесовозного автомобиля по кривым в плане 68
Выводы по второй главе 77
Глава 3. Методика назначения периодичности ТО 19
3.1. Исходные данные для расчетов методики назначения периодичности ТО 79
3.2. Гис- модель сети лесовозных дорог и дорог общего назначения 82
3.3. Природно-климатические условия с учетом сезонных колебаний 83
3.4. Реализация имитационной модели движения лесовозного автомобиля.85
3.5. Реализация методики назначения периодичности ТО 86
3.6. Реализация алгоритма определения периодичности ТО 91
3.7. Выводы по третей главе 96
Глава 4. Информационно-аналитическая ГИС, АРМ инженера лесозаготовительного предприятия «периодичность ТО» 98
4.1. Характеристика района и лесозаготовительного предприятия 98
4.2. Общие положения информационно-аналитической ГИС 99
4.3. Электронные карты лесосырьевой базы в среде Maplnfo 101
4.3.1. Топооснова информационно-аналитической ГИС 102
4.3.2. Границы лесосырьевой базы 103
4.3.3. Лесовозные и прочие дороги с разбивкой на элементарные участки..104
4.4. Базы данных по лесовозным автомобилям и их технические характеристики, реализованные в среде Maplnfo 106
4.5. Программные блоки, реализующие имитационные модели 110
4.6. Описание программы по выбору периодичности ТО 114
4.7. Выводы по четвертой главе 120
Основные выводы и результаты работы 121
Список использоанных источников 123
- Обзор исследований в области определения периодичности существующих методов определения периодичности технического
- Методы расчетов движения автомобилей
- Гис- модель сети лесовозных дорог и дорог общего назначения
- Общие положения информационно-аналитической ГИС
Введение к работе
Рост производительности и снижение себестоимости перевозок в значительной степени определяются техническим состоянием лесовозных автомобилей. Очевидно, что качество и организация технического обслуживания (ТО) и ремонта существенно влияют на работу лесовозного транспорта и себестоимость перевозок. Это обусловлено следующими причинами:
Во-первых, как важный фактор, влияющий на выпуск и работу лесовозных автомобилей на линии без потерь рабочего времени. Простые расчеты показывают, что при увеличении коэффициента выпуска на 1% себестоимость перевозок снижается на 0,25 - 0,3%. Наблюдения показали, что из-за технической неисправности лесовозных автомобилей суммарные потери к фактически отработанному времени составляют 6 - 7%, а в отдельных случаях превышают 10%. Следовательно, улучшение технического состояния лесовозных автомобилей, увеличение их выпуска на линию и снижение потерь рабочего времени при погрузке также приведет к снижению себестоимости лесовозных перевозок.
Во-вторых, как непосредственный элемент себестоимости лесовозных перевозок. Техническое обслуживание оказывает влияние на сокращение или увеличение межремонтных пробегов и пробегов между техническим обслуживанием лесовозных автомобилей. Качество ТО влияет и на такие элементы себестоимости лесовозных перевозок, как расходы на топливо и смазочные материалы.
В-третьих, как решающий фактор, определяющий пропускную способность и, следовательно, производительность обслуживания.
Важным резервом для обеспечения высокой технической готовности лесовозных автомобилей и снижения себестоимости перевозок являются: улучшение качества технического обслуживания и эксплуатационного ремонта; применение рациональных режимов и механизации процессов технического об-
служивания; применение рациональных форм организации производства и оплаты труда рабочих и др.
Режим обслуживания является основой технологии и организации технического обслуживания автомобилей. От того, когда необходимо направлять лесовозный автомобиль на обслуживание, зависит потребность в местах обслуживания, постах, рабочей силе и эксплуатационных материалах. От того, какие операции необходимо выполнять при том или ином обслуживании, зависят квалификация и специальность рабочих, тип применяемого оборудования, его количество, обустройство постов и линий и, наконец, сама технология, и организация производства работ. Отсюда ясна важность разработки и применения в лесной промышленности обоснованных режимов технического обслуживания лесовозных автомобилей, без знания которых невозможна рациональная и производительная организация технического обслуживания на лесозаготовительных предприятиях (ЛЗП).
При разработке режимов технического обслуживания использовался следующий алгоритм. Во-первых, проводились исследования с целью создания обоснованных рекомендаций по режимам ТО, т.е. объёмам и периодичности, для определённых, заданных, наиболее характерных условий эксплуатации распространённых моделей автомобилей. Во-вторых, на основании проведённых исследований разрабатывались классификация условий эксплуатации и достаточно простая методика и рекомендации, которые позволили бы каждому ЛЗП корректировать режимы, применительно к конкретным условиям эксплуатации с целью поддержания лесовозных автомобилей в надлежащем техническом состоянии при минимальных затратах на техническое обслуживание и ремонт.
Работа по исследованию состояния лесовозного парка проводилась на одном из крупнейших в России лесозаготовительных предприятиях ОАО «Запка-реллес» на лесовозных автомобилях в условиях реальной эксплуатации.
При выполнении настоящей работы рациональные режимы технического обслуживания определялись с помощью метода имитационного моделирования.
Принципы этого метода, подробно изложены в первой и третей главах диссертации. В соответствии с этим методом под оптимальным, т. е. лучшим режимом технического обслуживании понимается такой режим, который обеспечивает надежную работу автомобиля при минимальных затратах материальных средств и рабочей силы на техническое обслуживание и ремонт, отнесённых на единицу пробега или транспортной работы, а также наименьшие простои автомобиля в обслуживании и ремонте.
На периодичность технического обслуживания различных узлов и агрегатов автомобиля влияет много факторов. Поэтому объективные рекомендации по режимам технического обслуживания могут быть получены на основании результатов массовых наблюдении и анализа значительного учетного материала обработанных с использованием приемов математической статистики и теории вероятности. Только в этом случае можно избежать ошибок и получить обоснованные результаты.
Актуальность темы. Лесной сектор сохраняет лидирующее положение в экономике Республики Карелия. На его предприятиях производится около 60% всей промышленной продукции. Определяющую роль в лесозаготовительном процессе играет вывозка древесины автомобильным транспортом (38% от всех трудозатрат). Следовательно, поддержание лесовозной техники в надлежащем состоянии, повышение эксплуатационной надежности автомобилей является первоочередной задачей лесозаготовительных предприятий.
Опыт последних лет показывает, что значительное время машины простаивают в неработоспособном состоянии в ходе проведения технического обслуживания (ТО) и устранения отказов (42%), при этом расходуется большое количество средств на запасные части. Кроме того, ухудшение технического состояния лесовозной машины является основанием для направления ее в капи-
тальный ремонт, хотя ресурс работоспособности отдельных агрегатов и узлов полностью не исчерпан. Следовательно, существующая система ТО и ремонта (Р) машин требует значительного совершенствования.
В этом плане первоочередной задачей следует считать разработку новых методик назначения режимов ТО и Р, учитывающих особенности эксплуатации машин в конкретных природно-производственных условиях. Поставленная таким образом задача на современном уровне может быть решена на основе применения новых информационных технологий, методов математического моделирования и оптимизации.
Цель работы - повышение эксплуатационной эффективности лесотранс-портных машин, на основе внедрения методики назначения периодичности ТО, учитывающей реальные условия эксплуатации, с использованием ГИС-технологий.
Научная новизна.
Разработана модель природно-производственной базы предприятия ОАО «Запкареллес», куда входят характеристики природно-климатических условий с учётом сезонных колебаний, основные характеристики лесосырьевой базы, ГИС-модель сети лесоб*>зных дорог и дорог общего назначения.
Разработана методика создания баз данных по лесовозным автомобилям предприятия на примере ОАО «Запкареллес».
Обосновано применение ГИС-технологий для создания методики назначения периодичности ТО.
Построена имитационная математическая модель процесса возникновения отказов при эксплуатации лесотранспортных машин, отличающаяся применением ГИС-технологий.
Разработана методика назначения периодичности ТО, отличающаяся от других тем, что в ней учитывается реальные условия эксплуатации определенного автомобиля конкретной марки с применением ГИС-технологий.
6. На основе имитационной математической модели построено программное обеспечение автоматизированной системы принятия решения по выбору периодичности ТО лесовозного автомобиля, которое позволяет научно обосновать и значительно упростить процесс выбора периодичности ТО. Объектами исследования являлись лесовозные автомобили, технологические процессы их эксплуатации, методики назначения периодичности ТО.
Для решения поставленной цели были использованы методы: системного анализа, имитационного математического моделирования и математического программирования. В процессе решения теоретических задач и обработки результатов экспериментов применялись прикладные программные пакеты Map-Info, MapBasic, Excel, Word, Curve Expert.
Научные положения и результаты, выносимые на защиту:
Информационно-аналитическая ГИС, позволяющая реализовать расчеты периодичности ТО в зависимости от условий эксплуатации и применительно к конкретному лесовозному автомобилю
Методика назначения периодичности ТО для лесовозных автомобилей
Результаты исследований подвижного состава лесозаготовительного предприятия ОАО «Запкареллес»
4. Рекомендации по назначению периодичности ТО для ОАО «Запкареллес»
Практическая значимость. Использование созданной информационно-
аналитической автоматизированной системы (ИААС) «АРМ инженера лесоза
готовительного предприятия «Выбор периодичности ТО»» позволяет научно
обосновать и значительно упростить процесс выбора периодичности ТО. Кроме
того, программа, для ЭВМ, реализующая разработанную методику может ис
пользоваться для определения: скорости движения на каждом участке, разви
ваемой мощности двигателя, количества переключений на каждой передаче, а
так же интенсивности использования каждой передачи, что позволит более
точно оценивать конструктивное совершенство машин, дать рекомендации по
обоснованию конструктивных решениях при проектировании, а также реко-
мендации по выбору марок машин для эксплуатации в конкретных условиях имеющейся лесосырьевой базы. Разработанная методика может быть использована для ЛЗП других регионов, как Карелии, так и Российской Федерации, а так же в других отраслях народного хозяйства. Методика ИААС «АРМ инженера лесозаготовительного предприятия «Выбор периодичности ТО»» внедрена в ОАО «ЗАПКАРЕЛЛЕС».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: международной конференции «Новые технологии и устойчивое управление в лесах северной Европы» (10.. 11 ноября 2001), седьмой Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов (19..21 сентября 2002), международной научно-технической конференции «Лесопромышленная логистика и информационные системы лесного комплекса» (17.. 18 июня 2003), научных семинарах кафедры тяговых машин.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей.
Реализация работы. Разработанная ИААС «АРМ инженера лесозаготовительного предприятия «Выбор периодичности ТО»» внедрена в ОАО «ЗАПКАРЕЛЛЕС», в учебный процесс на кафедре тяговых машин.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 132 с, 33 рисунка, 11 таблиц. Список использованных источников включает 107 наименований.
Обзор исследований в области определения периодичности существующих методов определения периодичности технического
Техническая подготовка автомобилей к эксплуатации — это комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на поддержание высокой технической готовности подвижного состава и повышение безопасности дорожного движения. Основными являются мероприятия по ТО, ремонту и хранению лесовозной техники. Основное требование, предъявляемое к технической подготовке лесовозных автомобилей к эксплуатации в целом, состоит в том, чтобы при ограниченных затратах труда и средств обеспечить наибольшую вероятность того, что в необходимый момент на автомобиле можно выполнить поставленную задачу [59].
Проблемам надежности лесовозных машин в лесном хозяйстве уделяется за последние годы большое внимание. Важность проблемы надежности определяется массовостью применения лесовозных машин в лесной промышленности и увеличивающимися затратами на их техническое содержание, возросшей сложностью изделий и интенсивностью их использования, эксплуатацией большинства изделий в технологической взаимосвязи с другими. Кроме того, в механических системах большая часть связей носит последовательный характер и отдельные элементы и устройства, как правило, не дублируются. Поэтому отказ в работе одной детали или устройства, иногда сравнительно малоценных, может привести к длительной остановке машины в целом.
Проблема обеспечения и повышения надежности является технико-экономической. Ее техническое содержание состоит в разработке конкретных требований и осуществлении конструктивно-технологических мероприятии в сфере производства, обеспечивающих увеличение надежности лесовозного автомобиля, а в сфере эксплуатации - обеспечивающих реализацию надежности при минимальных затратах (применение рациональной системы технического обслуживания и ремонта, создание и совершенствование производственной базы лесозаготовительных предприятий, дорожное строительство и др.).
Следствиями недостаточной эксплуатационной надежности лесовозных автомобилей (в широком смысле этого понятия) являются сравнительно невысокое использование подвижного состава, выражаемое коэффициентом техническом готовности, а также большие затраты на его техническое обслуживание и ремонт.
Понятие надежности связано с целым комплексом признаков, свойств того или иного изделия, характеризующих его качества, т. е. определяет пригодность к эксплуатации и способность выполнять заданные функции. Спецификой надежности как свойства является то, что она характеризует и позволяет оценивать, на сколько быстро происходит изменение качества лесовоза при его работе в определенных условиях эксплуатации. Поэтому в самом общем виде под надежностью изделия понимается его способность сохранять качество при определенных условиях эксплуатации, т. е. «...надежность — это качество, развернутое во времени» [29].
Теория надежности изучает общие методы и приемы, которых следует придерживаться при проектировании и эксплуатации лесовоза для получения максимальной эффективности [29]. Для этого теория надёжности изучает свойства конструкции лесовозной техники, устанавливает закономерности и причины возникновения отказов и неисправностей, методы их прогнозирования, обращая существенное внимание на влияние внешних и внутренних воздействий на процессы, происходящих в автомобилях, и классификацию условий их эксплуатации. Изыскивает способы повышения надежности изделий при конструировании, изготовлении, а также способы поддержания надежности во время эксплуатации и хранения; определяет оптимальную систему профилактики и ремонта изделия; разрабатывает методики сбора, учета и анализа статистических сведении, характеризующих надежность; рассматривает количественные показатели надежности и исследует связь между ними и экономической эффективностью; разрабатывает методы проведения испытания на надежность и контроля надежности.
Теория надежности использует и стимулирует совершенствование современного математического аппарата, а именно теории вероятностей, математической статистики, методов статистических испытаний, теории информации и др.
Положительной чертой теории надежности является синтез наук производства и эксплуатации лесовозных автомобилей. Действительно, изучение свойств конструкции, влияющих на надежность, и сама ее оценка имеют, по крайней мере, двоякое значение.
Во-первых, зная показатели надежности и закономерности их формирования, представляется возможным для данной конструкции машины разрабатывать наиболее эффективные правила эксплуатации, обеспечивая реализацию потенциальных возможностей существующей конструкции. Во-вторых, рассматривая влияние свойств конструкции данной или других машин на показатели надежности, можно устанавливать причинную связь между ними и разрабатывать конкретные конструктивные мероприятия, позволяющие управлять надежностью.
Применительно к лесовозному транспорту теория надежности по существу объединяет разделы целого ряда наук - техническая эксплуатация и ремонт, конструирование, расчет автомобилей и экономика автомобильного транспорта, имея целью обеспечение путем поддержания и восстановления работоспособности, максимальной эффективности использования подвижного состава лесовозного транспорта. Поэтому правильное взаимодействие между теорией надежности и указанными науками, разумное сочетание традиций и новых решений имеет большое значение для их развития и совершенствования.
Следует подчеркнуть, что автомобильный транспорт и промышленность имеют значительный опыт и многолетние традиции в исследованиях, характерных для современной теории надежности: установление сроков службы автомобилей и отдельных агрегатов; разработка технико-эксплуатационных показателей автомобилей; определение межремонтных пробегов, режимов технического обслуживания, прогрессивных нормативов технической эксплуатации и проектирования и т. д.
Методы расчетов движения автомобилей
На сегодняшний день известно достаточно большое число моделей, предназначенных для воспроизведения движения автомобилей, т. е. для расчетов движения. Каждая из них представляет собой комплекс, состоящий из расчетной схемы, ряда уравнений и логических условий. Они различаются между собой степенью приближения к реальному процессу движения, которые зависит от числа и характера упрощений, вводимых в расчетную схему.
Все предложенные модели можно разделить на две группы: не учитывающие неустановившиеся режимы движения и учитывающие их.
Модели первой группы строятся на допущениях, что автомобиль в пределах данного участка дороги движется с некоторой постоянной скоростью и двигатель работает при постоянном открытии дросселя, что позволяет использовать при расчетах движения сравнительно простые алгебраические уравнения. Так как дорога при этом делится на участки с постоянным сопротивлением движению, то эпюра расчетных скоростей получается ступенчатой (при переходе с участка на участок скорость изменяется мгновенно). При расчетах движения по этим моделям может быть учтено лишь незначительное число факторов, влияющих на скорость движения и другие показатели, а именно: мощность двигателя, полный вес автомобиля, передаточные числа трансмиссии и ее к. п. д., сопротивление движению и радиус качения колес. Модели второй группы строятся на основе дифференциальных уравнений движения. При расчетах по ним воспроизводятся разгон и замедление автомобиля, что дает возможность получить плавный, т. е. более близкий к действительному, график изменения скорости. При расчетах движения по этим моделям может быть учтено большее число факторов, влияющих на движение, чем в первом случае. Однако достигается это значительным увеличением трудоемкости расчетов.
Ниже рассмотрены некоторые способы выполнения расчетов движения. В расчетах без учета неустановившегося режима движения считают, что в пределах каждого участка дороги автомобиль движется с некоторой постоянной скоростью, то подобные расчеты более известны как расчеты по методу постоянных скоростей.
Расчеты по методу постоянных скоростей могут производиться графическим и аналитическим способами. В первом случае [75] необходимо располагать динамической и топливно-экономической характеристиками автомобиля.
Таким образом, зная тип двигателя, его максимальную мощность и соответствующие ей обороты пц, передаточные числа и к. п, д. трансмиссии и радиус качения ведущих колёс, можно, задавшись сопротивлением дороги q , определить скорости движения лесовоза на каждой передаче в зависимости от его полного веса.
Для определения средней скорости дорога делится на участки с одинаковыми (в выбранных диапазонах) сопротивлениями движению, подсчитывается суммарная длина участков для каждого диапазона и определяются отношения этих сумм к общем длине дороги. Необходимость учёта переходных режимов (разгонов, замедления, переключений передач) значительно усложняет модель движения. Движение автомобиля состоит из разгонов и замедлений, чередующихся в том или ином порядке, и периодов движения с постоянной скоростью. Причем, каждый из этих видов движения характеризуется определенным дифференциальным уравнением, структура и тип которого определяется составом взаимодействующих сил, зависящих от типа продольного профиля и плана дороги (прямолинейный или криволинейный), от режима работы двигателя (постоянный или переменный) и т. д.
До последнего времени методы расчетов движения строились таким образом, чтобы максимально упростить получающиеся дифференциальные уравнения и их решение. Это определялось, как стремлением снизить трудоемкость расчетов и недостаточным знанием ряда закономерностей движения и работы агрегатов.
Так как достоверность и точность результатов моделирования движения, т. е. степень приближения их к показателям реального процесса, зависят от того, насколько точно определены основные законы и параметры, влияющие на течение процесса, то ниже произведен анализ взаимодействующих при движении автомобиля сил. На основе этого анализа составлены дифференциальные уравнения движения, свободные от ряда ограничений, которые до сего времени вводились при расчетах, и даны решения этих уравнений, что необходимо не только для качественного анализа отдельных фаз движения, но и для контрольных ручных расчетов, являющихся непременным элементом моделирования на заключительном его этапе — при отладке программы.
Существуют следующие виды сопротивления движению [20, 75]: сопротивление движению, зависящее от конструкции, параметров и состояния подвижного состава; сопротивление движению, зависящее от конструкции, параметров и состояния пути; сопротивление движению, зависящее от среды, в которой происходит движение; сопротивление движению от уклона пути; сопротивление движению от поворота; сопротивление движению от ускорения. Первые три вида сопротивлений действуют в течение всего процесса движения, изменяясь, однако, во времени. Остальные - лишь на отдельных участках пути. Это приводит к разным вариантам уравнений, характеризующих движение транспортных средств, и обусловливает возможность применения разных способов их решения.
При теоретических и экспериментальных исследованиях движения автомобилей необходимо более подробно, чем это указано выше, дифференцировать отдельные виды сопротивлений и изучать взаимодействие характеризующих их сил в иной последовательности. Например, сопротивление движению, зависящее от конструкции, параметров и состояния подвижного состава, принято подразделять на сопротивление в трансмиссии автомобиля, которое оценивается ее к. п. д., и на сопротивления в элементах подвески и движению колес. В свою очередь, сопротивление движению колес, являющееся результатом их взаимодействия с опорной поверхностью, рассматривается не только с учетом конструкции, параметров и состояния шин и пути, но и режима движения.
Гис- модель сети лесовозных дорог и дорог общего назначения
Задача информационной системы ГИС (Блок 6) заключается в обеспечении хранения, обновления и предоставления всей информации, необходимой для реализации методики. Специфика реализации методики определения периодичности ТО с помощью ГИС-технологий определяет наличие двух типов информации, с которыми работает система, — графической информации и тематической информации.
К графической информации в данном случае относится цифровая карта Суоярвского района, дающая представление о расположении территории лесхоза, а также о дорогах находящихся на территории лесхоза. Она является основой для необходимых расчётов, обеспечивающих наглядное представление о тех или иных аспектах управления парком лесовозных машин на ЛЗП.
К тематической информации относятся цифровые и текстовые данные, касающиеся общей характеристики дорог, а также вся необходимая информация о наличии, состоянии, использовании парка машин.
Вся необходимая тематическая информация хранится в базе данных, пакета программ Maplnfo, и организована в виде таблиц. Таблицы приводятся в главе 4.
Исходя из данных по каждой дороге, находящихся в базе данных, системой автоматически рассчитываются величины, на основе которых моделируется движение лесовозного автомобиля. Данные по каждой из дорог ЛЗП могут быть выведены на экран или на печать в виде таблиц. Обновление данных должно производиться по мере поступления новых данных по строящимся или уже построенным дорогам.
Таким образом, информационная подсистема обеспечивает автоматизацию всего цикла работы с информацией, касающейся парка машин ЛЗП а также лесовозных дорог и дорог общего назначения, и в полной мере снабжает исходными данными систему поддержки принятия управленческих решений. Как показали наблюдения, проведенные в ОАО «Запкареллес» объем и характер текущего ремонта значительно меняются в зависимости от времени года и состояния дорог. Ухудшение проезжаемости дорог сопровождается увеличением числа поломок подвески, сцепления, шпилек крепления полуосей и дисков колес и других деталей агрегатов и механизмов. В таблице 3.1 приведены поправочные коэффициенты учитывающие влияние сезонного изменения объема текущего ремонта ряда узлов и деталей автомобилей работающих в тяжелых дорожных условиях [39]. Влияние климата на трудоемкость обслуживания автомобиля очевидно: в теплом мягком климате оно упрощается и облегчается, в холодном климате, в условиях ненастья, бездорожья, морозов, наоборот, усложняется. Последнее отрицательно отражается на качестве обслуживания и долговечности автомобилей.
Например, если лесовозный автомобиль проезжает в одном направлении несколько раз, то используя данную величину, это можно учесть. Для того чтобы реализовать методику назначения периодичности ТО необходимо реализовать имитационную модель возникновения отказов (см. рис 3.1 Блоки 14-18), создать БД по отказам за заданный срок эксплуатации (Блоки 16, 17). и реализовать алгоритм принятия решений по выбору периодичности ТО (см. рис. 3.1 Блоки 19-21).
Для установления связи между средней наработкой на отказ и полезным эффектом от эксплуатации лесовозного автомобиля был выполнен анализ влияния производительности автомобиля на среднюю наработку на отказ. П - средневзвешенная производительность лесовозного автомобиля, м . Анализ производился на примере парка лесовозных автомобилей предприятия ОАО «Запкареллес». Автомобильный пар лесовозных машин насчитывает 64 шт. Основу статистических данных об эксплуатации парка лесовозных автомобилей составляют данные за 2000 и 2001 гг. При установлении закономерностей изменения параметров технического состояния чаще всего приходится иметь дело с вероятностными или статистическими связями, заключающимися в том, что определенному значению одной случайной величины х соответствует не одно, а несколько значений другой случайной величины у і, у2, ..., у„ которая, таким образом, имеет некоторую вариацию или рассеивание. Причина вариации кроется в неоднородности объектов наблюдений (лесовозных автомобилей, агрегатов, деталей) и практической невозможности создания для всех объектов абсолютно идентичных условий работы.
Корреляционная связь является частным, но весьма важным случаем статистической связи и выражается в том, что на изменение одной случайной величины (х) другая величина (у) реагирует определенным изменением своего распределения и, естественно, среднего значения (у), т. е. ух = fix). Приведенное уравнение является уравнением регрессии у на JC или корреляционным уравнением. В уравнении регрессии х и у лишь условно можно назвать аргументом и функцией.
Таким образом, функциональная связь определяет свое значение для каждой единицы совокупности, а корреляционная проявляется в среднем для всей совокупности явлений.
С помощью корреляционно-регрессионого анализа решается два важных вопроса: во-первых, устанавливается аналитическая зависимость между аргументом JC и функцией у (например, средней наработки на отказ и производительностью лесовозного автомобиля); во-вторых, определяется теснота, т. е. сила связи между ними.
Зависимость представленная уравнением 3.4 справедлива только для предприятия ОАО «Запкареллес» и автомобилей, которые эксплуатируются в условиях данного предприятия. При наличии данных на любом ЛЗП о наличии отказов и выработке лесовозных автомобилей построить подобную зависимость не составит труда.
Общие положения информационно-аналитической ГИС
Программное обеспечение информационно-аналитической ГИС «Периодичность ТО» реализована в среде Maplnfo на языке MapBasic. Данная ГИС имеет следующие компоненты. система ввода (Блок 1)- программное обеспечение получения данных, источниками которыми являются данные ОАО «Запкареллес». графическая и тематическая базы данных (Блоки 2-8) — наборы (файлы) данных, хранящиеся на магнитных носителях. В графических базах данных хранится топологическая основа, в тематических - нагрузка карты и данные о лесовозных автомобилях и дорогах предприятия, которые относятся к пространственным данным, но не могут быть непосредственно нанесены на карту (описания территорий и объектов); система визуализации - программное обеспечение вывода на монитор имеющейся информации в виде карт, таблиц, схем и т.д. происходит в среде Maplnfo; Программный блок, реализующий имитационную модель движения лесовозного автомобиля (Блок 9); Блок, имитационного моделирования возникновения отказов (Блок 10); Программный блок, реализующий определение периодичности ТО (Блок 11); система вывода — программное обеспечение представления результатов работы в виде, удобном пользователю. Они могут быть выведены на монитор, распечатаны на принтере, плоттере, записаны на магнитных носителях или отправлены по сети во внешние компьютерные системы.
Система Maplnfo является одной из самых распространенных и доступных в нашей стране. Она позволяет отображать различные данные, имеющие пространственную привязку. Она относится к классу Desktop GIS.
Отличительная особенность Maplnfo - универсальность. Система дает возможность создавать интегрированные геоинформационные технологии Intergraph и Maplnfo для DOS, Windows, Windows NT, UNIX, геоинформационные системы, цифровые картографические системы, программные и технические средства формирования и анализа геоинформационных баз данных.
Форма представления информации в системе может иметь вид таблиц, карт, диаграмм, текстовых справок. Система дает возможность проводить специальный географический анализ и графическое редактирование. При этом система команд и сообщения представляются как на русском языке, так и на других языках. Модули системы включают обработку данных геодезических измерений, векторизацию и архивацию карт, схем, чертежей, преобразования картографических проекций, совмещение пространственных данных.
Возможность компьютерного дизайна и подготовки к изданию разнообразных картографических документов позволяет получать различные технологические решения для территориальных и отраслевых информационных систем. Программные комплексы функционируют на различных платформах. Система Maplnfo включает специализированный язык программирования MapBasic, позволяющий менять и расширять пользовательский интерфейс системы. Система дает возможность напрямую использовать данные электронных таблиц типа Excel, форматы dBase и т.д.
В качестве общей информации, выступают картографические данные о топографической основе территории ОАО «Запкареллес», а вернее той части предприятия на котором проводился эксперимент. Они представляют собой данные о населенных пунктах, границах района, границах лесхоза, границах лесничества, гидрографии, рельефе, автомобильных дорогах и т.д. Важным моментом здесь является определение степени детальности и картографической точности необходимой для проектируемой ГИС информации. Как правило, точность карт на твердых носителях составляет десятые доли миллиметра карты (конечно, если она специально не искажена). То есть положение объектов на карте масштабом 1:1000000 отображается с точностью до нескольких сотен метров, на карте масштабом 1:100000 - до нескольких десятков метров. Если ГИС охватывает территорию республики, области или края, удовлетворительным будет масштаб 1:500000 - 1:200000. ГИС-проект, охватывающий средний по размерам район, может базироваться на карте масштабом 1:100000 -1:50000. Топооснова (Блок 4, рис. 4.2) была получена путем цифрования лесохозяй-ственных планшетов масштабом 1:200000. Координатная система Гаусс-Крюгера Пулково 42, графическая проекция для шестой зоны.
В настоящее время разные участки дороги на территории ЛЗП выполнены из различных материалов: асфальтобетонное, гравийное (щебневое) и т. д. Покрытие дороги оказывает значительное влияние на надежность лесовозного автомобиля. Также на надежность лесовозного автомобиля оказывает состояние покрытия дороги в разные времена года. Для того чтобы рассмотреть, как дорожное покрытие оказывает влияние на лесовозный автомобиль, дорогу разбиваем на элементарные участки в соответствии с продольным профилем дороги.
1. Проведенный анализ на ЛЗП показывает, что значительное время (42%) машины простаивают в неработоспособном состоянии в ходе проведения ТО и устранения отказов, при этом расходуется большое количество средств на запасные части (4000руб/1000км). Существующая система технического обслуживания и ремонта машин в лесной промышленности требует совершенствования.
2. На ЛЗП необходимо вести статистику неисправностей лесовозной техники, с помощью которой возможна организация прогнозирования возникновения отказов.
3. Назначение периодичности ТО и ТР лесовозных автомобилей на ЛЗП целесообразно осуществлять автоматизировано на основе использования ГИС-технологий, так как их применение позволяет учесть рельеф местности, характер и тип дорог, уклоны, климатические условия и другие факторы.
4. Созданная информационно-аналитическая автоматизированная система (ИААС), основана на имитационной модели движения лесовозного автомобиля по дорогам в конкретных условиях производственной базы ЛЗП и математической модели, связывающей режим эксплуатации с процессом возникновения отказов. Имитационное моделирование позволяет прогнозировать надежность лесовозных автомобилей на необходимый срок эксплуатации, не расходуя при этом значительных средств на проведение эксперимента.
