Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние проблемы и задачи исследования... 11
1.1 Условия лесозаготовительного производства и их влияние на эксплуатация машин 12
1.2 Параметры состояния и надежности лесозаготовительных машин 22
1.3. Управление надежностью на уровне элемента 33
1.4. Методология оптимизации надёжности машин 41
1.5. Ремонт и замена в парке машин 45
1.6. Выводы и задачи исследования 50
Глава 2 Сбережение запаса годности машины в процессе управления ее ремонтным обеспечением на уровне элемента 52
2.1. Варианты стратегий управления техническим состоянием машин на уровне элемента
2.2. Моделирование процесса ремонтного обеспечения элементов лесозаготовительных машин при использовании стратегии Сщ 57
2.2.1. Математический аппарат и алгоритм моделирования 54
2.2.2. Обоснование необходимого числа реализаций 67
2.3. Анализ уровня потерь годности элементов в критических для
эффективной профилактики экономических условиях при их
превентивных заменах «по состоянию» 70
2.3.1. Экспериментальные исследования динамики изменения состояния некоторых элементов лесозаготовительной техники 70
2.3.2. Оценка потерь от простоя машин по техническим причинам 91
2.3.3. Анализ издержек ремонтного обеспечения в зависимости от характеристик процесса управления техническим состоянием машин 100
2.4. Оптимизация параметров управления состоянием элементов машины . 110
2.4.1. Корректировка нормированных допустимых значений управляющих параметров при стратегии С)п ПО
2.4.2. Стратегия С],, с одним параметром управления техническим состоянием 116
2.5. Основные результаты и выводы по главе 2 125
Глава 3 Использование запаса годности лесозаготовительной машины 128
3.1. Индивидуальные и групповые решения в процессе управления состоянием машины 128
3.1.1. Годность, ресурсный отказ и капитальный ремонт машин 128
3.1.2. Машина, как объект групповых ремонтных воздействий 132
3.1.3. Модел ир ование процесса ремонтного сопровождения эксплуатации машины как системы 141
3.2. Трелевочный трактор ТТ-4 как система, исследуемая на эффективность групповых ремонтных воздействий 150
3.2.1. Структура системы и ее характеристики 150
3.2.2. Исследование показателей надёжности трелевочных тракторов типа ТТ-4 154
3.3 Стратегия использования запаса годности лесозаготовительных машин в современных условиях 163
3.3.1. Исследование оптимальных соотношений между ремонтом отдельных агрегатов трактора ТТ-4 и его капитальным ремонтом как групповой профилактикой 163
3.3.2. Групповая профилактика в виде попутной замены элементов для обеспечения гарантийной наработки 178
3.3.3. Сопоставление вариантов групповой профилактики машин по эффективности и условиям применения 194
3.4. Основные результаты и выводы по главе 3 201
Глава 4. Стратегия пополнения, обновления, модернизации и ремонта парка лесозаготовительных машин как фактор ресурсосбережения 204
4.1. Экономическая и производственная среда и их влияние на управленческие решения 204
4.2. Экономико-математическая модель 220
4.2.1. Постановка задачи 220
4.2.2. Затраты на замену и пополнение парка машин 224
4.2.3. Затраты на ремонт и модернизацию 227
4.2.4. Текущие издержки на ремонтное обеспечение 229
4.2.5. Инвестиции в инфраструктуру технического сервиса парка лесозаготовительных машин 233
4.3. Компьютерная программа ПОМР 235
4.4. Вопросы подготовка исходных данных 248
4.4.1. Сценарии развития производства 249
4.4.2. Производительность машин 250
4.4.3. Стоимость подержанных машин 255
4.4.4. Стоимость капитального ремонта и модернизации 257
4.4.5. Наработка и сроки проведения капитального ремонта 258
4.5. Апробация программы ПОМР на примере ОАО «Майсклес» 263
4.6. Исследование взаимозависимости характеристик технической эксплуатации трелёвочных тракторов и параметров стратегии ПОМР их парка 277
4.7. Основные результаты и выводы по главе 4 294
Выводы и рекомевдации по результатам работы 298
Список использованных источников
- Параметры состояния и надежности лесозаготовительных машин
- Оптимизация параметров управления состоянием элементов машины
- Модел ир ование процесса ремонтного сопровождения эксплуатации машины как системы
- Инвестиции в инфраструктуру технического сервиса парка лесозаготовительных машин
Введение к работе
При проектировании и изготовлении машин формируется определенный ресурс или запас их потенциальных возможностей, который расходуется по мере эксплуатации и возобновляется при обслуживании или ремонте. Показатели технической эксплуатации большинства типов машин весьма чувствительны к экономическим реалиям той среды, в которой они используются по назначению. Во многих случаях это обстоятельство объясняется технико-экономической природой надежности машины и реакцией ее показателей, таких как: «предельное состояние», «отказ», «ресурс», «срок службы и пр.» на условия, в которых используется ремонтопригодная техника.
Превентивные ремонтно-обслуживающие работы, замены деталей, узлов, машин составляют основу существующей ремонтной политики, которая сформировалась в дорыночных условиях при действовавших в тот период соотношениях цен на сырьевые ресурсы и машины для их добычи (выращивания, уборки, заготовки). Именно для тех условий была создана концепция планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта машин: упреждающие допуски, нормативы и регламенты.
Идеология предупредительных замен деталей и ремонта машин была на тот период вполне оправдана, поскольку потери материальных и технических ресурсов при профилактике с лихвой компенсировались дополнительными доходами более надежно действующего производства.
Сейчас условия изменились. В особенно невыгодные условия попали сырьевые отрасли, в том числе лесопромышленная. В этих отраслях за каждую единицу недоиспользованного технического ресурса, потерянную при предупредительных ремонтах машины и ее составных частей приходится расплачиваться в 5 и более раз, чем прежде, объемом производимой продукции. И это не временная, а долгосрочная тенденция, о чем свидетельствует мировая практика таких развитых стран как США, Канада, Германия, Франция.
В нынешних экономических условиях требуются новые подходы к формированию методологии технической эксплуатации и ремонта машин [80, 168].
Техническое сопровождение эксплуатации машин, в том числе и машин лесопромышленного комплекса, можно рассматривать как инструмент управления запасом их потенциальных возможностей, заложенных при изготовлении и пополняемых (восстанавливаемых) при обслуживании и ремонте. Известный учёный в области ремонта машин А.И. Селиванов называл этот запас «годностью». В дальнейшем и мы будем применять этот термин. Определение момента для проведения работ по восстановлению технического состояния машины зависит от различных факторов, часто противоречащих друг другу. Эта противоречивость является исходной предпосылкой для поиска оптимальных решений среди множества возможных.
Достаточно ясно, что потребность в техническом сопровождении, включая ремонт одной и той же машины, будет оценена различными субъектами по разному. Эти различия связаны: с инвариантностью режимов использования и обслуживания машины; с наличием или отсутствием возможности замены на аналогичную (или более совершенную) новую (или подержанную) машину; от качества технического обслуживания и ремонта и других причин. Более того, оператор, не знакомый детально с её устройством и знающий только два состояния: «исправное» и «неисправное», оценит потребность в техническом обслуживании и ремонте другим образом, чем механик, рассматривающий машину как комплекс агрегатов. При этом они могут разойтись в оценке важности различных аспектов технической и экономической политики.
Поэтому разработка научных основ технической политики, которую необходимо использовать при эксплуатации ремонтопригодной техники на современном этапе развития экономических отношений, является важной народнохозяйственной задачей, определяющей актуальность работы.
Данная работа посвящена формированию научно обоснованных теоретических предпосылок к избирательному подходу применения стратегий технического сопровождения и совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта лесных машин с целью повышения эффективности их эксплуатации. Предлагаемые подходы основаны на разработке новых концептуальных и рецептурных технических решений на задачи, поставленные перед лесопромышленным комплексом в связи с изменившимися экономическими и организационными условиями его развития.
При выполнении работы решались на разных иерархических уровнях (деталь- машина-парк машин) следующие основные задачи:
1. Обоснование целесообразности избирательного подхода к
использованию различных стратегий технического сопровождения
эксплуатации лесозаготовительных машин с учетом экономических условий
производства.
2. Исследование влияния технико-экономических факторов на параметры
управления надежностью машин и их элементов и установить критические
зоны их значений для эффективной технической эксплуатации
лесозаготовительных машин.
3. Исследование процесса использования в современных условиях
групповых ремонтных процедур для трактора, который рассматривается как
система элементов и разработка экономико-математической модели
формирования наиболее эффективного комплекса мероприятий
технического сопровождения, обеспечивающего минимум затрат за срок его
службы.
4. Разработка имитационной модели, позволяющей описывать
закономерность изменения затрат на обновление и пополнение парка машин,
а также на их техническое сопровождение в зависимости от динамики
изменения их технического состояния и состояния экономической среды, в
которой эти машины эксплуатируются.
5. Исследование зависимости параметров предлагаемой системы технического обслуживания и ремонта как инструментов управления запасом потенциальных возможностей парка машин от различных сценарных особенностей развития производственных структур отрасли.
В процессе работы над диссертацией были разработаны следующие положения, обладающие научной новизной, а именно:
Разработаны научные основы совершенствования организации технической эксплуатации лесозаготовительных машин, базирующиеся на системном подходе к использованию запаса их годности или ресурса при изменяющемся в рыночных условиях паритете цен на лесоматериалы и используемую для их производства технику.
Определены граничные условия, обеспечивающие минимальные потери при проведении превентивных ремонтных работ, связанных с недоиспользованием ресурсных возможностей машины и ее элементов.
3. Создана экономико-математическая модель, позволяющая
определять наиболее приемлемые для различных экономических условий
параметры ремонтной политики и формировать на перспективу парк машин,
обеспечивающий заданную динамику заготовки лесоматериалов.
4. Исследовано влияние динамики изменения цен на машины и
лесоматериалы, а также дисконтного фактора на сроки службы машин, при
которых минимальна доля времени, затрачиваемого на производство
продукции, эквивалентной по стоимости издержкам на техническое
обслуживание и эксплуатацию.
5. Разработаны научно обоснованные рекомендации:
по сближению допускаемых и предельных значений контролируемых параметров состояния отдельной детали, агрегата или и машин в целом;
по сокращению объемов групповых превентивных замен агрегатов;
по сокращению необходимых закупок новых машин за счет оптимизации сроков их службы, ремонта и модернизации.
6. Созданы предпосылки для совершенствования выходных параметров машин нового поколения на этапе их проектирования.
Практическая ценность работы заключается в создании и разработке:
методики обеспечения разработок новых и корректировок для современных условий существующих нормативов допустимых и предельных значений параметров технического состояния элементов лесозаготовительных машин;
комплекса критериев позволяющих определять сроки и объемы проведения групповых ремонтных процедур, обеспечивающих минимальные эксплуатационные затраты на единицу продукции за срок службы;
компьютерной программы, предназначенной для расчетов технико-экономических параметров при составлении бизнес-планов и планов по техническому перевооружению лесозаготовительных предприятий.
предпосылок повышения конкурентоспособности вновь проектируемых машин за счёт повышения показателей их надёжности и ремонтопригодности.
Результаты теоретических экспериментальных исследований по снижению потерь годности элементов машин при их ремонте использовались Онежским и Алтайским тракторными заводами, Великолукским и Соломбальским машиностроительными заводами, Екатеринбуржским заводом лесного машиностроения, Ковровским экскаваторным заводом и ООО «Лестехком» (г. Йошкар-Ола). В соответствии с рекомендованной методикой ими были скорректированы допустимые и предельные значения параметров
деталей машин, подлежащих ремонту. В результате этого был более полно использован их технический ресурс, снизились материальные затраты и при этом не наблюдалось увеличения числа отказов и претензий со стороны заказчиков.
Результаты исследований по определению условий снижения потерь при групповых ремонтных воздействиях (капитальных ремонтах) использовались ОАО «ЦШЖМЭ» при разработке бизнес-планов и различного рода рекомендаций предприятиям лесопромышленного комплекса.
Разработана и утверждена в 2003 г. Министерством промышленности, науки и технологий Российской Федерации компьютерная программа «Оптимизации стратегии пополнения, обновления, модернизации и ремонта парка лесозаготовительных машин». Программа предназначена для формирования оптимальных параметров технической политики лесозаготовительных предприятий и позволяет быстро просчитывать различные варианты перспективного развития технической базы лесозаготовок и определять оптимальное направление для поддержания в работоспособном состоянии парка машин в различных экономических условиях.
Результаты исследований по формированию стратегии пополнения, обновления, модернизации и ремонта парка машин, как факторы ресурсосбережения, использовались ОАО «Кареллеспром» ЗАО «Онегалеспром», ОАО «Майсклес», ОАО «Луковецкий ЛПК», ОАО «Волоколамский ЛИХ», ОАО «Шаховской ЛИХ» и другими при разработке планов по развитию предприятий и их техническому перевооружению.
Реализация результатов работы на ряде предприятий лесопромышленного комплекса подтверждены соответствующими актами, приведенными в приложении.
Результаты работы используются в учебном процессе МГУЛ при подготовке инженеров по специальностям 1704 и 2301 на кафедрах «Колёсные и гусеничные машины» и «Технология машиностроения и ремонта».
Параметры состояния и надежности лесозаготовительных машин
Характеристики технического состояния и надежности лесозаготовительных машин определяют свойства той среды, в которой разворачиваются сценарии управления запасом потенциальной годности изделий с целью наилучшего его использования. Поэтому анализу работ, в которых изложены результаты изучения этой среды, а также самим методам изучения, нами уделено немалое внимание.
Организационные формы технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) техники в лесозаготовительных предприятиях складывались на протяжении многих лет. Подавляющая часть этих работ выполняется на месте эксплуатации машин, рассредоточенных по производственным участкам небольшими группами. При таком рассредоточении техники на лесозаготовках вынужденно содержится большое количество маломощных РММ, гаражей и площадок для безгаражного хранения техники. Лесопункты и мастерские участки по тем же причинам недостаточно обеспечены стационарными и передвижными ремонтно-обслуживающими средствами.
Характеризуя службу технического обслуживания и ремонта в ретроспективе, следует отметить, что парк лесозаготовительной техники, который поддерживался в работоспособном состоянии этой службой, изменялся количественно и качественно, а трудоемкость обслуживания каждой единицы техники постоянно увеличивалась. Только за семидесятые годы мощность парка увеличилась на 11%, а трудозатраты на ТО и ТР парка, отнесенные на 1000 м вывозки, стали больше на 15%. В 1982 г. по сравнению с 1960 годом эти трудозатраты увеличились уже на 22,6%. В 80-х годах удельный вес трудозатрат на ТО и ремонт в общих затратах на лесозаготовках составлял около 26 % (более 115 чел. дн. на 1000 м3). В некоторых предприятиях значения этого показателя достигали 34%. На техническом обслуживании и ремонте машины простаивали около 30% рабочего времени.
Коэффициент технической готовности трелевочных тракторов и автомобилей в течение ряда лет по отрасли составлял соответственно 0,74 и 0,71. В 1977 году каждый трелевочный трактор простоял в ремонте и его ожидании 97 дней, а челюстной погрузчик - 104 дня.
Около 60% всех расходов на ТО и ТР автомобилей, тракторов и машин на их базе составляла заработная плата.
За основное направление повышения технической готовности техники и эффективности ее эксплуатации на лесозаготовках была принята централизация технического обслуживания машины, в том числе с применением агрегатного метода ремонта. Большое внимание уделялось концентрации лесотранспортных машин в укрупненные автохозяйства.
В 1982 году 38% объема работ по ТО и ТР выполнено централизовано, 22% - с использованием агрегатного метода.
Капитальный ремонт лесозаготовительной техники выполнялся более чем на 70-ти ремонтных предприятиях отрасли, размещенных в многолесных зонах России. Большинство ремонтных заводов представляли собой небольшие предприятия с годовым объемом выпуска товарной продукции менее 5 млн. руб. (в ценах 70-80-х годов), низким уровнем специализации и слабой технической оснащенностью.
Ресурс капитально отремонтированных машин составлял 50-60% от ресурса новых, а наработка на отказ в 2-2,5 раза меньше. Расход запасных частей у капитально отремонтированных машин был в 5 раз больше, чем у новых.
В конце 80-х годов усилиями ученых и конструкторов были разработаны и внедрены современные технологии и оборудование для ремонта машин, восстановления их деталей, обкатки и испытаний, как агрегатов, так и машин в сборе.
Большой объем работ по организации и совершенствованию технического уровня ремонтных работ в отрасли провели ученые и специалисты таких организаций как ЦНИИМЭ, СПКТБ «Союзлесреммаш», МГУ Л, ВЛТА и ЛТА. В их числе И.В.Воскобойников, В.Н.Андреев, В.В.Балихин, И.Г.Беккер, В.В.Быков, Ю.М.Кулагин, В.П.Копчиков, Ф.П.Попов и др.
В процессе эксплуатации машин в основном ставится задача поддержания надежности на высоком уровне и управления их техническим состоянием.
Анализу надёжности лесозаготовительных машин посвящено достаточно много работ, в том числе касающихся восстановления безотказности и долговечности за счет ремонтных процедур [23], [46], [78], [80].
Оптимизация параметров управления состоянием элементов машины
Задача корректировки нормативных допустимых значений управляющих параметров состояния огромна по своим масштабам и может показаться вообще трудновыполнимой в обозримые сроки. Есть, однако, одно облегчающее обстоятельство. Это обстоятельство связано с приблизительной локальной линейностью зависимости оптимальных допускаемых значений контролируемого параметра состояния от относительной величины потерь при простое АГ =АҐ V =0,13+0,1 1С?\р . (2.30) Из рисунка 2.23 очевидно, что этой линейностью можно воспользоваться в области следующих значений нормированных потерь (?пр, связанных с простоем отказавшей машины 0,3 С?пр 1,5, (2.31)
При этом дисперсия процесса, а значит и тип закона распределения Vc для этого интервала Ср, не очень сильно сказывается на линейном характере интересующей нас зависимости Yd=f(Cnp). Используя указанную особенность, можно прибегнуть к пропорциональным пересчетам некоторой части имеющихся нормативных данных. А именно таких, для которых в действующей документации предусмотрен упреждающий допуск на предельное значение контролируемого параметра 0,2 АУП = АГ 0,35 (2.32) Алгоритм пересчета таков:
1 .Определяется действующий упреждающий допуск AYn=l,0-Yd где / д действующее допустимое при ремонте значение контролируемого параметра в долях предельного.
2. Определяется среднее значение потерь от Спр простоя, связанного с отказом элемента при действующем упреждающем допуске AYn с учётом уравнения (2.30), т.е. го _AY%-0,13 С"р 0,11 3. Вычисляется, исходя из приведённого в разделе. 2.3.2. анализа, скорректированное значение нормированных потерь при отказе элемента Спр. В рассмотренном нами случае С" =С"хО,4б .
4. Вычисляются по формуле (2.30) скорректированная величина упреждающего допуска на предельное значение параметра состояния Д7Я =0,13 + 0,11. 5 .Вычисляется рекомендуемое относительное допускаемое значение контролируемого параметра ?? = 1,0 - AY о п 6. Вычисляется скорректированное значение управляющего параметра в абсолютных величинах Данный алгоритм эквивалентен пересчету нормированных допускаемых значений параметра состояния по следующей формуле "р о 0,87-(0,87-У,0)—; 1д 1п СПР (2.33) Для рассмотренного варианта скорректированное допустимое значение контролируемого параметра Yd =7 0,47(1 + 0)] (2.34) Несколько примеров таких пересчетов для деталей лесозаготовительных машин приведено в таблице 2.12.
Повторим, однако, что предлагаемая корректировка допускаемых значений контролируемых параметров состояния носит приближенный характер. И в первую очередь потому, что она опирается на действующие, далекие от совершенства, нормативы и усредненные значения Ср. Для более точной и ситуационной оптимизации в рамках стратегии Сгш следует использовать программу «Богерник» и более дифференцированные исходные данные.
Подсчитать уменьшение потерь при превентивной замене элемента можно в долях общей годности элемента (АҐ) или в долях технического ресурса (AR0). 7 = у;-у; = дг0-дг0=дй0-дд (2.з5)
Эти разности определяют экономический эффект более полного использования запаса годности элемента в складывающихся экономических условиях по сравнению с базовыми, отраженными в действующей технической документации.
В табл. 2.13 приведены результаты корректировки Yd для нескольких вариантов, различающихся значениями а и v, описывающих случайный процесс изменения параметра состояния и их среднее значение Y$ . В этой же таблице приведены средние значения допустимых изменений параметров деталей по первым четырем примерам табл. 2.12, в которых Y 1, до корректировки У и после корректировки 7.
Модел ир ование процесса ремонтного сопровождения эксплуатации машины как системы
Пусть в начальный момент (/=0) элементы машины (1-й, 2-й, і-й; j-й) новые и обладают исходной годностью, равный единице Г —1 и соответствующими характеристиками надежности, в том числе исходным техническим ресурсом R}, R2, ...Rt,..., и т.д.
Перед началом работы машины планируется проведение профилактических осмотров через интервалы наработки Тп, в процессе которых осуществляется диагностирование элементов и определяется их остаточный ресурс ARt в единицах ожидаемой наработки до ресурсного отказа.
Оценка технического состояния машины производится также и в момент отказа какого-либо ее элемента tK.
Предположим, что первым отказал і-й элемент с наработкой тіз принадлежащей определённому распределению наработок этого элемента до ресурсного отказа. Это распределение описывается интегральным F(TJ)=P(TI) 1, либо дифференциальным p(Ti)=F (Ti), законом.
Композиция законов распределения наработок элементов до их ресурсных отказов будет определять поток отказов машины как системы
Как было сказано выше, ресурсный отказ проявляется в момент tK. С этого момента машина будет неработоспособна и пользователь понесёт издержки Wi, связанные как с необходимостью восстановления (замены) отказавшего элемента Csi , так и с потерями продукции Спр1 из-за простоя машины, т.е. Wrd+Cnpt . (3.14)
Для принятия решения о содержании ремонто-обслуживающих работ производится количественная оценка текущего технического состояния всех неотказавших элементов машины (поскольку отказавший элемент должен быть заменен или отремонтирован в любом случае) и вычисляется запас годности машины rz по формуле (3.11). Результат сравнения фактической изношенности и того значения Ггп, при котором уже допустим капитальный ремонт, определяет оптимальное содержание последующих ремонто обслуживающих работ и послеремонтное состояние машины. Повторим, что если rj. rz/7, то производится замена (ремонт) только отказавшего элемента (текущий ремонт), если Г Г1Я , то производится капитальный ремонт машины. После капитального ремонта заново перепланируются моменты Гп проведения следующих осмотров машины, а у её элементов модифицируются распределения F(T) наработок до ресурсного отказа в соответствии с уровнем восстановления q исходной надёжности при ремонте. Здесь q представляет собой отношение средней величины послеремонтного ресурса R1 к исходному (доремонтному) R(q = =). В общем случае q R оценивается комплексом показателей: наработкой на отказ, затратами на техническую эксплуатацию в доремонтном и послеремонтном периодах, товарным видом и пр. Будем далее считать стоимость ремонта пропорциональной его качеству с коэффициентом Kq и стоимости нового изделия (машины или элемента).
Тогда, пронормировав все затраты и издержки при технической эксплуатации в единицах стоимости новой машины, получим следующие выражения для нормированных значений издержек W0: при превентивном капитальном ремонте машины с качеством q К=йКя; (3.15) при аварийном капитальном ремонте машины Wl=qKq(l+Cnp); (3.16) при аварийном ремонте отказавшего і-го элемента (агрегата) Wai=qKqri(l+Cnp) (3.17) где /І— «весомость» і-го элемента. К моменту отказа элемента или к моменту профилактического контроля технического состояния машины ее составные части (неотказавшие элементы) будут иметь остаточный ресурс случайной величины.
Если хотя бы для одного элемента такая величина достаточно мала, машину ждет в ближайший период наработки новый отказ, с новыми потерями.
Поэтому целесообразно одновременно с элементом, достигшим своего предельного состояния, заменить и некоторые другие наименее долговечные элементы. Затраты на попутную замену j-го элемента совместно с отказавшим і-м элементом определяются по формуле W qKiYjO-fiy), (3.18) где Pij - коэффициент, учитывающий уменьшение трудоемкости совместных замен.
Поскольку для машины, состоящей из п элементов, возможно большое число сочетаний попутных замен (ремонтов), то в принципе возможен учет их различий по трудоемкости и стоимости и в дальнейшем мы будем об этом говорить. В данном случае мы пойдем на упрощения, и будем считать коэффициенты Pij одинаковыми и равными среднему значению всех рассмотренных вариантов.
После наработки Тп, соответствующей сроку проведения очередного профилактического контроля, производится оценка технического состояния машины и по результатам анализа величин изношенности ее составных частей определяется содержание ремонтно-обслуживающих работ.
Инвестиции в инфраструктуру технического сервиса парка лесозаготовительных машин
Целью функционирования системы, в которую входит парк лесозаготовительных машин, является производство продукции, приносящей прибыль. Не теряя общность, можно говорить в каждой конкретной задаче об определенном виде лесоматериалов и об определенном типе машин, предназначенных для выполнения той или иной технологической операции. Например, о трелевочных тракторах некоторого класса. Если предстоит обосновать оптимальные параметры стратегии пополнения, обновления, Модернизации и ремонта (ПОМР) всего комплекса лесозаготовительных машин, придется решить ряд параллельных задач. При этом будет предполагаться, что машины разных типов и классов не взаимозаменяемы [69], [70].
Пусть на основании маркетинговых исследований известна динамика платежеспособного спроса в натуральной форме W(t) на данный вид лесоматериалов по годам некоторого периода t2 — tj = Л, который будем считать расчетным (рис. 4.8). Суммарную производственную мощность парка рассматриваемых машин (дальше, просто машин) обозначим Y(t), их необходимое число N(t), производительность одной машины y(t). Считая производительность единичной машины, зависящей от времени, мы предполагаем возможность ее снижения в зависимости от возраста или увеличения в связи с заменой на новую, более современную (модернизированную), соответствующую уровню технического прогресса на момент списания старой в момент tc. Величина tc характеризуется распределением tc(t) со средним значением Тс и коэффициентом вариации vc. В каждый момент времени производственная мощность парка Y(t) должна обеспечивать спрос W(t), т.е.
Чтобы обеспечить необходимый прирост производственной мощности парка и его количественного состава, компенсируя одновременно снижение производительности стареющих машин y(t) и их выбытие в соответствии с плотностью распределения срока службы/ , парк пополняется за счет закупок новой техники с интенсивностью u(t). Тогда зависимость минимально необходимой производственной мощности парка от времени и инструментов управления примет следующий вид: Y{t)=Nfic{t)y{f)+{ u{t-r)Qc(T)y(T)dT, (4.13) Здесь: - Ni- наличие машин в момент ti\tj= to+ Ті І2 , средний возраст машин парка в момент tit который в первом приближении совмещается с моментом 0 + Ті, t„ = 0; Qc(to) = 1 t Qc(t) =1-Fc(t) = 1- $fc(r)dT- функция долговечности . (4.14) О
Заметим, что если расчетный период начинается с нуля (N0 = .0) или в момент // известно распределение машин парка по возрастам, первое приближение может быть превращено в точное решение.
Изменение годовой производительности среднесписочной единицы парка машин одной марки происходит, главным образом, из-за колебаний их среднего возраста, связанного с темпами поставок и списания. При этом предполагается, что мгновенная (сменная) производительность, т. е. производственная мощность машины, от ее возраста практически мало зависит. Все дело в простоях по техническим причинам, которые тесно коррелированы с интенсивностью отказов, наработкой и возрастом.
Зависимость производительности машины от возраста выразим следующим образом
Интенсивность восстановления V(TV t) в пополняемом, в соответствии с (4.13) парке машин, может быть определена с использованием известного интегрального уравнения, к которому нам постоянно приходится обращаться [86]. nTv,t) = J[foQc(tl+t)h(tl+t) + 1 Jn(/-r)2e(r)A(r /r. (4.16) Здесь: Tv = t для машин, поступивших в парк после момента tj, принимаемого за 0 и Tv=t+ti для машин, имевшихся на момент ti\ N(t) - численность парка в год Л V(Tvj)=f(t)+\g{t)h{T)dT (417) о f(t) и g(t) плотность распределения наработки до первого ремонта данного вида и между ремонтами соответственно. Ниже будут рассмотрены возможности использования соотношений (4.15...4.17) при установлении зависимостиy(t) для практических расчетов.
Хотя теоретически интенсивность выбытия машин из состава парка зависит от функции распределения срока службы Fc(t), фактически неизвестной переменной является только математическое ожидание этого распределения. Вид самой функции и дисперсию можно считать известными, поскольку они могут быть установлены при анализе рассеивания фактических сроков службы вокруг нормативного уровня. Это рассеивание обусловлено многими организационными причинами, в том числе разбросом годовых наработок машин и коррекцией в связи с этим типовых нормативных рекомендаций, но, главное, случайными аспектами производственной необходимости. Так что практически инструментами управления в (4.13) выступает искомая функция закупок новых машин u(t), средний срок их службы до выбытия из парка Тс, а также параметры модернизации и ремонта, определяющие степень устойчивости машины к снижению ее производительности y(t) в связи со старением.
