Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса по утилизации —сельскохозяйственной и автомобильной техники
1.1. Анализ исследований по утилизации техники 13
1.2. Объекты утилизации 19
1.3. Проблемы вторичной переработки техники 26
1.4 Зарубежный опыт автомобильного рециклинга 34
1.5. Экологические аспекты утилизации 42
1.6. Правовые основы утилизации техники 49
1.7. Выводы к главе 1, цель и задачи исследований 57
Глава 2. Теоретическая оценка стратегий сбора техники на утилизацию
2.1. Задачи и функции предприятий по утилизации техники -- 63
2.2. Краткое знакомство с математическим аппаратом, 70
используемым при решении задач по утилизации техники
2.3. Стратегии сбора и транспортировки техники на утилизацию
2.4. Анализ транспортного обеспечения сбора и доставки —техники на утилизацию
2.5. Исследование стабильности транспортного 99
обеспечения технологических процессов сбора техники на утилизацию
2.6. Выбор стратегий сбора и транспортировки техники на утилизацию
2.7. Выводы к главе 2 114
Глава 3. Теоретические основы функционирования —предприятий по утилизации техники
3.1. Маршрутизация сбора техники на утилизацию 117
3.2. Выбор сборочных маршрутов движения при транспортировании техники на утилизацию
3.3. Определение параметров системы транспортного обеспечения сбора утилизируемой техники
3.4. Оценка неустановившихся периодов работы при доставке техники на утилизацию
3.5. Обоснование вместимости площадки-накопителя при сборе техники на утилизацию
3.6. Контроль качества изделий выбывшей из эксплуатации техники
3.7. Порядок проведения контроля состояния узлов и деталей утилизируемой техники
3.8. Выводы к главе 3 165
Глава 4. Методика экспериментальных исследований
4.1. Общие вопросы программы экспериментальных исследований
4.2. Методика дискретизации Марковских процессов с непрерывным временем
4.3. Методика оценки свойств стационарности потоков заявок в системе обслуживания
4.4. Методика статистического анализа экспериментальных данных
Глава 5. Результаты моделирования и оптимизации функционирования предприятий по утилизации техники
5.1. Структура парка подлежащей утилизации техники 180
5.2. Определение составляющий баланса времени сбора и транспортировки техники на утилизацию
5.3. Определение частоты нахождения транспортных средств на выполнении различных операций.
5.4. Оценка стабильности транспортного обеспечения сбора техники на утилизацию
5.5. Обоснование сборочных маршрутов движения 196
5.6. Выбор рациональных маятниковых маршрутов 202
5.7. Определение величины неустановившихся периодов работы при доставке техники на утилизацию
5.8. Обоснование вместимости площадки-накопителя 215
5.9. Определение трудоемкости разборки техники 218
5.10. Выбраковка изделий утилизируемой техники пригодных для повторного использования в качестве запасных частей
5.11. Выводы к главе 5 — 227
Глава 6. Оценка прибыли от внедрения системы утилизации техники
6.1. Совокупность эффектов получаемых при использовании рациональной системы утилизации техники
6.2. Расчет чистой прибыли предприятия по утилизации техники
6.3. Сравнение стратегий сбора и транспортировки техники — на утилизацию
Общие выводы 253
Заключение — 256
Литература 260
- Зарубежный опыт автомобильного рециклинга
- Анализ транспортного обеспечения сбора и доставки —техники на утилизацию
- Определение параметров системы транспортного обеспечения сбора утилизируемой техники
- Определение составляющий баланса времени сбора и транспортировки техники на утилизацию
Введение к работе
Актуальность темы. Утилизация выбывшей из эксплуатации техники является сложной и многосторонней проблемой. С одной стороны, это источник вторичных ресурсов, с другой - экологическая опасность, связанная с загрязнением окружающей среды.
Под утилизацией понимается комплекс научно обоснованных технических, технологических, организационно-экономических, правовых мероприятий, процессов, нормативов по частичной и полной переработке использованных технических средств производства и сопровождающих их ресурсов, которые обеспечивают ресурсосбережение и охрану природы.
Сельскохозяйственные предприятия технического сервиса машин и оборудования испытывают трудности в связи с уменьшением состава машинно-тракторного парка в хозяйствах и снижением платежеспособности производителей сельскохозяйственной продукции. Новым направлением деятельности таких предприятий является организация утилизации технических средств.
В Российской Федерации средний уровень использования вторичного сырья - 30 %. В результате имеют место значительные потери материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов, содержащихся в отходах, и одновременно продолжается интенсивное накопление неиспользуемых отходов в окружающей среде.
В особой мере это относится к отходам потребления в виде потерявшей потребительские свойства конечной продукции - автомобилям и сельскохозяйственной технике, их агрегатам и узлам. Они содержат такие хорошо рециркулируемые материалы, как черные и цветные металлы, термопласты, резину, стекло, эксплуатационные жидкости. Часть деталей, демонтируемых с утилизируемой техники, по своему техническому состоянию имеет достаточный остаточный ресурс и может быть повторно использована в качестве запасных частей. Цена таких запасных частей намного ниже, чем новых. Реализация вторичного фонда запасных частей выгодна, как для предприятий, занимающихся утилизацией техники, так и для их возможных потребителей.
К недостаткам в организации процессов утилизации выбывшей из эксплуатации техники также необходимо отнести отсутствие нормативно-правовой базы, регламентирующей данные отношения. В настоящее время «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года», утвержденная 22 ноября 2008 года распоряжением Правительства РФ №1734-р, предусматривает разработку нормативно-правовой базы в области утилизации транспортных средств.
Общая характеристика работы
Народнохозяйственная проблема. Совершенствование технологических процессов и организации утилизации техники в системе технического сервиса агропромышленного комплекса.
Гипотеза. Решение указанной народно-хозяйственной проблемы возможно путем создания сети предприятий по утилизации техники на базе технического сервиса агропромышленного комплекса, осуществляющих сбор
и подготовку к переработке материалов, отслуживших срок технических средств.
Цель работы. Обеспечение рационального функционирования предприятий по утилизации техники. Научно-методическое обоснование полученных в исследованиях выводов и рекомендаций.
Объекты исследования. Сельскохозяйственная и автомобильная техника и ее компоненты, подлежащие утилизации, предприятия технического сервиса агропромышленного комплекса.
Предмет исследования. Технологические, организационные, экологические и правовые аспекты, связанные с функционированием предприятий по утилизации техники.
Методы исследований. При выполнении теоретических исследований использовались методы математического моделирования, матричного исчисления, теории графов, цепей Маркова, теории массового обслуживания, дифференциального исчисления, линейного программирования.
Экспериментальные исследования проводились на основе натуральных пассивных экспериментов, выполняемых в производственных условиях. Для обработки результатов экспериментов использовались статистические методы оценки.
Достоверность результатов исследований. Теоретические исследования, проводимые на основе современных математических методов, проверялись аналитическими расчетами с использованием статистических и экспериментальных данных. Выводы и рекомендации подтверждаются согласованием результатов аналитических и экспериментальных исследований с расхождением не более 7 %. Проведено сопоставление принципиальных подходов к процессам утилизации техники у нас в стране и за рубежом. Результаты исследования прошли широкую апробацию в печати и на научно-практических конференциях.
Научная новизна заключается в разработке следующих теоретических положений:
концепции обоснования функционирования предприятий по утилизации техники на базе технического сервиса агропромышленного комплекса, основанной на взаимосвязанном рассмотрении в одной технологической линии вопросов сбора, транспортировки и подготовки утилизируемых технических средств, к глубокой переработке всех ее компонентов;
методики по оценке и выбору стратегий сбора вышедшей из эксплуатации техники;
обоснование методов транспортного обеспечения процессов утилизации технических средств и решение вопросов маршрутизации;
методики контроля состояния изделий утилизируемой техники с целью определения годных из них для вторичного использования в качестве запасных частей.
Значимость для теории определяется необходимостью разработки научного обеспечения, концептуальных основ функционирования предприятий по утилизации техники.
Значимость для практики. Рациональное функционирование предприятий по утилизации техники проявляется в виде реальной экономии денежных средств и ресурсов за счет многократного использования изделий и материалов утилизируемых технических средств, обеспечения экологической безопасности для природы и здоровья человека, освобождения территории от отработавших ресурсов. А также в обеспечении оптимальной загрузки материальной базы технического сервиса АПК, возлагая на нее выполнение функций по технологической утилизации сельскохозяйственной и автомобильной техники.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Концепция функционирования предприятий по утилизации
сельскохозяйственной и автомобильной техники на базе предприятий
технического сервиса агропромышленного комплекса.
2. Методика оценки и выбора стратегий сбора техники на утилизацию.
3. Методика транспортного обеспечения доставки техники на
утилизацию.
-
Методика выбраковки изделий утилизируемой техники, пригодных для дальнейшего использования в качестве запасных частей.
-
Совокупность математических моделей для оптимизации параметров системы утилизации технических средств.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научном семинаре «Чтения академика В. Н. Болтинского» (Москва, 27-28 января 2005 года), Международной научной конференции «Инновационные технологии в сельском хозяйстве» (Москва, 20-22 ноября 2007 года), Всероссийской научно-практической конференции «Демография - общество - человек в условиях формирования новой экономики» (Екатеринбург, УрГЭУ 24-26 ноября 2007 года), Международной научно-практической конференции, посвященной 140-летию со дня рождения В. П. Горячкина «Инновации в области земледельческой механики» (Москва, 12-13 февраля 2008 года), Международной научно практической конференции «Научные проблемы развития автомобильного транспорта» (Москва, 2-4 апреля 2008 года), Международной научно-практической конференции «Научные проблемы автомобильного транспорта» (Москва, 9-10 апреля 2009 года), 4-й Межрегиональной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс: состояние, проблемы и перспективы развития» (Чебоксары, 9 апреля 2010 года), Международной научно-технической конференции «Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей» (Санкт-Петербург, 15-16 апреля 2010 года), Международной научно-практической конференции «Научные проблемы автомобильного транспорта» (Москва, 20-21 мая 2010 года), Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО МГАУ «Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии» (Москва, 7-8 октября 2010 года).
Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в монографии, 2 учебных пособиях, 28 печатных работах. Семнадцать работ опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, шести глав, общих выводов, заключения, списка литературы из 228 наименований, изложена на 311 страницах, включая 31 рисунок и 30 таблиц.
Зарубежный опыт автомобильного рециклинга
Для разработки проектов предприятий, предназначенных для утилизации выбывшей из эксплуатации техники, необходимо иметь представление о парке таких технических средств, поскольку их марочный состав, техническое состояние принципиально влияют на материальный состав получаемого при переработке вторичного сырья и применяемые технологии утилизации.
Объем и номенклатура получаемых в процессе утилизации материалов определяется наличием различных материалов в исходном образце машины и технологическими возможностями их извлечения во время утилизации.
Среди сельскохозяйственной техники наиболее продолжительным жизненным циклом характеризуются тракторы. В настоящее время большинство машин характеризуется увеличенными жизненными циклами, в связи с кризисным состоянием мировой экономики. Такая ситуация сильно отразилась на отраслях тракторного и сельскохозяйственного машиностроения. Тракторный парк страны состоит в основном из машин, работающих за пределами нормативных сроков службы.
Увеличение периода активной эксплуатации тракторов и других технических средств производства происходит в связи с уменьшением поставок машин и уменьшением спроса на них из-за отсутствия финансовых возможностей у сельскохозяйственных предприятий. Поэтому фактическая длительность жизненного цикла для тракторов составляет в 1,5...2,0 раза больше по сравнению с нормативной. Более 50% всех машин находится в стадии ожидания списания и утилизации. Эти процессы начнутся сразу после появления возможности приобретения новой техники. Поставляемая на производства техника, запасные части, ремонтные материалы должны быть утилизированы по истечению сроков использования техники и других ресурсов. Значит поставки, скорректированные на срок службы — определяют объемы утилизации. По сельскохозяйственной технике ежегодное выбытие из эксплуатации должно составлять 10... 12% парка. Массу металла от подлежащей утилизации техники необходимо увеличить вдвое, за счет запасных частей используемых при ремонтах на 80... 100% и дополнительных ресурсов металла на ремонт техники во время ее жизненного цикла.
Производственные мощности предприятий по утилизации техники находятся в прямой зависимости от индустрии производства новых машин, отставая в развитии на срок, равный длительности жизненного цикла машин. Отставание исчерпает себя при полном насыщении рынка и стабилизации производства. Отсюда вытекает, что параметры предприятий системы утилизации техники определяются ежегодным выпуском новых машин [102]. В связи с этим можно утверждать, что индустрия утилизации имеет большие перспективы роста и совершенствования технологичности.
Анализ баз данных по каждому региону России, поведенный агентством «Автостат» в первой половине 2009 года, позволяет оценить долю автомобилей выпущенных до 01.01.1999 года в парке транспортных средств страны. Данные по долевому составу транспорта со сроком службы более 10 лет показаны на рисунке 1.1.
Согласно данных рисунка 1.1 в пяти федеральных округах доля автомобилей старше 10 лет составляет 50 ... 60%, а в СФО и ДФО соответственно 68 и 83%. Такая картина указывает на достаточно тяжелое состояние сложившееся у нас в стране с автотранспортом. Поэтому в ближайшие годы можно ожидать дополнительного увеличения потока транспорта на утилизацию.
Сложность в организации сбора и транспортировки техники на утилизацию заключается, прежде всего, в большом разнообразии утилизируемой техники, ее различном состоянии и не равномерном распределении по территории региона, обслуживаемого конкретным предприятием по утилизации. Кроме того, большое количество техники подлежащей утилизации является разукомплектованной.
Особенностью утилизируемой у нас в стране техники является различная степень ее укомплектованности. Это влияет на состав получаемого вторичного сырья. Так как система, включающая предприятия по утилизации техники явна недостаточно развита, и не справляется с поставленными перед ней задачами, то большая часть техники попадает к «серым» утилизаторам. Они, как правило, используют ее в виде источника получения запасных частей для ремонта. Также демонтированные агрегаты, узлы и детали становятся сырьем для производства контрафактных запасных частей, имитирующих новые.
Главной особенностью работы таких неофициальных предприятий является отсутствие какой-либо заботы об окружающей среде, поскольку неиспользованные и нереализованные материалы, в том числе и экологически опасные попадают на свалки бытовых отходов, а зачастую на ближайший пустырь или в лес. Из остатков такого автомобиля усилиями сборщиков вторичного сырья в дальнейшую переработку попадут лишь черный и цветной металлы. Наиболее опасная часть отходов (отработанное масло, шины, электролит и аккумуляторы, пластик стекло) останется не утилизированной.
Укрупненный материальный состав автомобилей подлежащих утилизации в зависимости от его состояния показан в таблице 1.1. Более существенное различие в материальном составе утилизируемой техники видно при детальном ее рассмотрении. Доля различных компонентов в общей массе автомобиля представлена в таблице 1.2. [17].
Самый распространенный тип транспортных средств — легковой автомобиль - состоит из ряда вторичных ресурсов и не перерабатываемых отходов, многие из которых являются экологически опасными (свинец, цинк, нефтепродукты, полимеры, резина). Поэтому немаловажным фактором является безопасная переработка таких отходов, а не их захоронение.
Анализ транспортного обеспечения сбора и доставки —техники на утилизацию
Одной из основных задач деятельности предприятий по утилизации выбывшей из эксплуатации техники, является оказание услуг по сбору и доставке легковых и грузовых автомобилей, специальной и сельскохозяйственной техники, вывоз отходов технического обслуживания, выезд бригад для выполнения сопутствующих работ на объектах и т.д.
Хорошо организованный сбор и транспортировку техники на утилизацию можно реализовать взаимосвязанным функционированием предприятий и частный лиц имеющих такую технику, транспортных средств обеспечивающих ее доставку, приемных пунктов и площадок предварительного хранения. Сложность в организации таких процессов заключается, прежде всего, в большом разнообразии утилизируемой техники, ее различном состоянии и не равномерном распределении по территории региона, обслуживаемого конкретным предприятием по утилизации техники.
Кроме того, большое количество техники подлежащей утилизации является разукомплектованной. Разная степень разукомплектованности влияет на состав получаемого вторичного сырья и соответственно на применяемые технологии утилизации. В этом случае сбор и транспортировка техники не требует выполнения требований по ее сохранности. При погрузке такую технику даже дополнительно могут деформировать для обеспечения максимально возможного использования грузовместимости транспортных средств. Сбор такой техники может происходить в разных местах по мере заполнения транспортного средства.
Иные требования предъявляются при транспортировке полнокомплектной техники находящейся в хорошем состоянии, которая рассматривается также как источник получения запасных частей для вторичного их использования. Такая техника транспортируется с соблюдением требований по ее сохранности.
Особым случаем является сбор и транспортировка крупной специальной и сельскохозяйственной техники. Так например подлежащей утилизации зерноуборочный комбайн, как правило находящейся в довольно удаленных сельскохозяйственных предприятиях, не пригодный к самостоятельному передвижению или буксировке, является сложным объектом для утилизации. В таких случаях целесообразно использовать бригаду, обеспечивающую первичную подготовку техники к утилизации непосредственно на местах ее сбора. Для этого как правило необходимо провести частичную резку или демонтаж изделий на части подлежащие погрузке и транспортировке на специальных автомобилях. В зависимости от различных условий могут быть выбраны различные стратегии сбора и транспортировки утилизируемой техники. Рассмотрим три такие стратегии: «А» - Сбор и транспортировка укомплектованной выбывшей из эксплуатации техники; «В» - Сбор и транспортировка разукомплектованной выбывшей из эксплуатации техники; «С» - Сбор и транспортировка крупногабаритной и сложной техники подлежащей частичному предварительному демонтажу.
Воспользуемся теорией цепей Маркова и составим модель функционирования такой системы, рассматривая в качестве состояний системы предложенные нами стратегии. В зависимости от того какую технику мы собираем и транспортируем система может находится в одном из состояний «А», «В», «С» или на приемном пункте утилизируемой техники «О». Выбор стратегии для нас будет событием случайным. В рассматриваемом случайном процессе, вероятность каждого последующего состояния связана только с предыдущим. Поэтому мы имеем дело с Марковским процессом без последействия, т.е. простой цепью Маркова [96]. Взвешенный ориентированный граф (орграф) такой упрощенной модели показан на рисунке 2.3.
Исследуя цепь Маркова соответствующую рассматриваемому нами технологическому процессу можно отметить, что она является : а) эргодической, так как орграф, описывающий ее, сильно связный (т.е. из любого состояния орграфа можно достичь любое другое); б) регулярной, т.е. существует такое число К, что переход из любого состояния цепи в любое другое состояние совершается ровно за К шагов.
Признаком регулярных цепей также является то, что все элементы матрицы, получаемой в результате возвышения в степень переходной матрицы Р, положительны.
Последовательность степеней Р{ матрицы Р определяет t —шаговые переходные вероятности. Поэтому, чтобы определить переходную матрицу цепи Маркова (или орграф состояний системы) в следующий (после начального) момент времени, необходимо возвести матрицу Р в квадрат, затем - в куб и т.д. При возведении матрицы Р последовательно в / -ю степень можно видеть, что строки получаемых при этом матриц стремятся к одному и тому же вектору, т.е. принимают одни и те же значения.
Такой вектор w=(wj, wi, ..., w,, ..., w„) называется стационарным или вероятностным вектором неподвижной точки. Он единственный и характеризует установившееся положение системы. Матрица, состоящая из таких векторов, называется стационарной. В общем виде стационарная матрица W имеет вид: Если t достаточно велико, то вероятность нахождения в состоянии щ в момент t близка к wt независимо от выбора начального состояния. Значения матрицы W позволяют нам определить средние величины времени пребывания системы в каждом из состояний. Вероятности перехода могут быть определены на основании анализа состояния техники выбывшей из эксплуатации в конкретном регионе и времени рейса транспортных средств [17, 113].
Выше приведенные рассуждения справедливы для случая когда техника подлежащая утилизации распределена равномерно по территории региона ее сбора. Поэтому модель мы называли упрощенной. В реальной ситуации плотность распределения техники по территории региона различна. Прежде всего, она зависит от сосредоточенности населенных пунктов и соответственно производственных предприятий, являющихся источником получения утилизируемой техники. Так наибольшее количество, а соответственно и плотность распространения утилизируемой техники в городах и крупных населенных пунктах. Снижается плотность в пригородах и наибольшее ее падение наблюдается в сельской местности и наиболее удаленных периферийных районах.
Рассмотрим в качестве состояний системы местонахождение утилизируемой техники по плотности ее распределения. Выделим три зоны местонахождения техники: «1» — в городе или крупном населенной пункте (высокая плотность); «2» — пригороде или небольшом населенном пункте (средняя плотность); «3» — сельской местности или удаленные районы (низкая плотность).
Если мы теперь попытаемся в комплексе рассмотреть в качестве состояний системы симбиоз стратегий («А», «В», «С») и плотности распределения техники по территории («1», «2», «3»), то основное требование к простой цепи Маркова (отсутствие последействия) не будет выполняться. В этом случае в качестве математической модели процесса сбора и транспортировки техники мы вынуждены будем принять сложную цепь Маркова. Теория таких цепей достаточна сложна и может вызвать у нас определенные затруднения. Поэтому воспользуемся приемом, основанным на переходе от сложной цепи к так называемой расширенной цепи Маркова.
Сущность этого приема заключается в том, что ценой увеличения числа состояний, а следовательно, и размерности матрицы перехода мы заменяем сложную цепь Маркова полностью адекватной, т.е. эквивалентной, или соответствующей ей простой цепью. Полученную путем такой замены простую цепь Маркова (ее называют расширенной цепью) легко проанализировать уже известными нам методами. Все свойства цепи рассмотренные в упрощенной модели справедливы будут и для расширенной цепи.
Определение параметров системы транспортного обеспечения сбора утилизируемой техники
Для достижения поставленной цели в нашем случае достаточно получить траектории решений дифференциальных уравнений и по ним сделать необходимые выводы.
Считаем, что в начале смены транспортные средства находятся на предприятии по утилизации техники, поэтому воспользуемся следующими начальными условиями: Pj(0) = 1; Рг(0) = 0; Рз(0) = 0; Р4(0) = 0; Р5(0); Рб(0) = 0; Р7(0) = 0; Р8(0) = 0; Р9(0) = 0; Р10(0) = 0;.
Значения вероятностей нахождения транспортных средств в различных состояниях при установившемся режиме работы, могут быть также определены следующими образами. Нахождением стационарного решения рассматриваемой однородной системы алгебраических уравнений или при помощи определения стационарной матрицы [90, 168]. В этих случаях мы получаем средние значения доли времени пребывания системы в каждом из состояний, с учетом вероятностного характера факторов влияющих на них.
Величину неустановившихся периодов работы транспортных средств можно оценить по кривым полученным при решении системы дифференциальных уравнений (3.30). Их величину нам позволит определить точка пересечения касательных, проведенных к кривым. Первой из точки соответствующей начальным условиям или точки перегиба кривой и второй из состояния соответствующего установившемуся режиму работы транспорта [26].
В начальные (неустановившиеся) периоды времени работа по сбору и транспортировке техники на утилизацию представляет собой нестационарный пуассоновский поток, для которого характерны свойства ординарности и отсутствия последействия, но не стационарности. Плотность потока заявок на обслуживание в нем не постоянна.
В этом случае для решения практических задач по обоснованию оптимальности транспортного обслуживания утилизируемой техники закон распределения времени Т между смежными событиями определяется по зависимости (3.29).
Процесс сбора и транспортировки техники на утилизацию в начале смены или после продолжительных перерывов в работе представляет собой неустановившийся процесс работы с изменяющимися показателями описывающими его.
Для эффективной работы участка по утилизации техники, необходима постоянная обеспеченность его выбывшей из эксплуатации техникой. Поэтому необходимы площадки-накопители, на которых содержится некоторый запас техники, чтобы обеспечить бесперебойную работу по ее утилизации. Актуальность этого вопроса возрастает с увеличением неравномерности поступления техники при ее сборе и транспортировке.
Возникает вопрос. Каким должен быть запас техники, чтобы обеспечить бесперебойную работу? Если сделать его слишком большим, то ритмичность гарантирована, но чрезмерно загромождаются площади и растут затраты на хранение. При малых же вместимостях площадок-накопителей, велика опасность потерь рабочего времени из-за простоев участка по утилизации техники.
Что понимать, в данном случае, под состояниями системы. В систему входят транспортные средства обеспечивающие сбор и доставку выбывшей из эксплуатации техники, площадки-накопители для ее временного хранения и участки по утилизации техники. Нет необходимости включать в систему все эти элементы, а нужно лишь учесть их влияние путем введения соответствующих вероятностных связей. Тогда под событием будем понимать количество техники на площадке-накопителе:
Шагом (этапом) процесса можно считать цикл, который проходит техника от сбора и транспортировки, до работ по утилизации. Система будет менять свое состояние за один шаг (этап). На рассматриваемом отрезке времени можно пренебречь износом технических средств, т.к. он ничтожно мал по сравнению с их сроком службы. Тогда вероятность перехода системы в каждое последующее состояние будет зависеть только от предыдущего. Значит можно считать, что процесс описывается с помощью дискретной Марковской цепи [96].
Из логической постановки задачи следует, что в системе возможны любые переходы из одного состояния в другое и она является эргодической. Подтверждением этому также может служить нахождение стационарной матрицы возведением в степень переходной матрицы системы [90], которая в нашем случае имеет характерную симметричную трех диагональную ленточную форму. Каждая строка такой стохастической матрицы, которая приведена ниже, представляет вектор, описывающих одно из состояний системы и сумма элементов которого равна единице.
Определение составляющий баланса времени сбора и транспортировки техники на утилизацию
Бесперебойная работа предприятия по утилизации техники может быть обеспеченна при постоянном наличии утилизируемой техники. Поэтому необходимы площадки-накопители, на которых содержится некоторый запас техники.
Рассмотрим пример работы площадки-накопителя рассчитанной на шесть единиц техники. Если вероятность доставки техники на площадку-накопитель г і—0,8 , а поступления ее на участок утилизации г2=0,7, то Р[В(+1)] = 0,24 и Р[В(-1)]=0,14, а Р(А0)=0,76 и P(Aif)=0,86. Тогда переходная матрица (3.38) имеет вид:
Для рассматриваемого примера вероятность того, что площадка — накопитель пуста составляет 3%, а соответственно заполнена полностью 43%. При изменении вместимости площадки-накопителя , например до 12 единиц техники, эти значения изменяются не значительно, соответственно до 1% и 42%.
Пользуясь аналогичными примерами при варьировании значениями г} и г2, видно, что при Р[В(+1)] Р[В(-1)] — наибольшую вероятность имеет состояние Ао (площадка-накопитель пуста), а при P[B(+1)J Р[В(-1)] — состояние Ak (площадка-накопитель заполнена полностью). Характер изменения вероятностей Р(А0) и P(A/J при варьировании соответственно г/ и г2 показан на рисунках 5.12 и 5.13. Полностью надежную работу системы обеспечивает двукратный запас производительности сборочно-транспортного отдела по отношению к производительности подачи техники на участок по утилизации (
Зависимость вероятности того, что площадка-накопитель полна от вероятности поступления техники на участок утилизации при п=6 и гі=0,9.
Необходимая вместимость площадки-накопителя определяется из экономических требований к надежности системы. Задаваясь при этом рациональной величиной Р(0) — вероятности безотказной работы данного элемента технологической линии, а также значениями ВерОЯТНОСТеЙ Г] и г2 [18].
Значения трудоемкости по отдельным операциям, входящим в технологический процесс утилизации были получены путем прямых хронометражных наблюдений за ходом разборки различных видов техники. Трудоемкости разборки различных видов техники представлены в таблицах 5.12. ..5.14.
Воспользуемся выражением (3.54) и умножим матрицу N на единичный вектор-столбец, тогда результатом будет вектор-столбец М = [9,05, 9,05, 9,05, 8,05]. Данный результат указывает нам на то, что в каком бы из невозвратных состояний (Сз, С4, Cs, Св) мы не находились, необходимо произвести в среднем около девяти (8,8) контрольных операций, чтобы получить изделие пригодное для дальнейшего использования в виде запасных частей.
Воспользуемся выражением (3.54) и умножим матрицу N на единичный вектор-столбец, тогда результатом будет вектор-столбец М = [4,525, 4,525, 4,525, 3,525]. Данный результат указывает нам на то, что в каком бы из невозвратных состояний (S3, S4, S3, SG) МЫ не находились, необходимо произвести в среднем четыре — пять (4,275) контрольных операций, чтобы получить изделие пригодное для дальнейшего использования в виде запасных частей. Зная продолжительность контрольной операций можно оценить время на выявление одной , а далее и всех пригодных для дальнейшего использования изделий. Так время затрачиваемое на контроль одной детали в среднем составляет 0,03 часа. Тогда для выявления одной детали пригодной для дальнейшего использования в виде запасной части в среднем будет затрачено 0,1275 часа. За восьми часовую смену один рабочий сможет отобрать 8 / 0,1275 63 таких детали, перебрав в целом 63-4,25 268 шт. Учитывая время выполнения контрольной операции можно также произвести оценку затрат труда на данный процесс.
При помощи данной методики можно оценить количество необходимых операций контроля состояния изделий в зависимости от вероятностей гь г2, и Гз. Необходимо отметить, что при постоянном значении вероятности гі количество операций по дефектованию практически не зависит от соотношения между вероятностями г2 и г3. Например, при гі=0,2, г2=0,2, г3=0,6 и ri=0,2, г2=0,4, г3=0,4 контрольных операций потребуется соответственно 8,8 и 7,85. Разница между этими значениями составляет 10,8%. При других значениях вероятностей эта разница находится также в пределах 10... 12%. Значит можно считать, что основным фактором влияющим на количество операций дефектации , является вероятность гь что изделие пригодно для дальнейшей эксплуатации. Зависимость количества таких операций от
показана на рисунке 5.14. Характер кривых подтверждает выше высказанные утверждения. Уменьшение вероятности ri менее 0,05 ведет к резкому увеличению количества контрольных операций. Так при Г]=0,02, Г2=0,38 и г3=0,60 количество операций равно 82. По зависимости, показанной на рисунке 5.14 можно прогнозировать количество операций по дефектованию практически во всем реальном диапазоне изменений вероятности изделий пригодных для дальнейшей эксплуатации.
Изменение надежности контролирующего инструмента также ведет к незначительным изменениям в трудоемкости дефектования. При уменьшении вероятности того, что в результате контрольной операции инструмент остался исправным с 0,95 до 0,90 (ri=0,2, г2=0,2, г3=0,6), количество таких операций увеличивается с 8,80 до 9,65, т.е. примерно на 9%.
Засисимости количества операций по контролю изделий утилилизируемой техники М от вероятности того, что изделие пригодно для вторичного использования в качестве запасных частей.
Зная продолжительность контрольной операций можно оценить время на выявление одной , а далее и всех пригодных для дальнейшего использования изделий. Учитывая время выполнения контрольной операции можно также произвести оценку затрат труда на данный процесс.
Пользуясь данной методикой можно определить общие затраты труда, времени и средств на процесс выбраковки изделий при утилизации техники с учетом ее возможных случайных исходов. Кроме того, зная среднее количество попаданий системы в состояния, связанные с неисправностью контролирующего инструмента, получением изделий, которые могут быть восстановлены и т.д., можно прогнозировать профилактические мероприятия замену или поверку инструмента, планировать объемы работ по восстановлению изделий [13].
