Введение к работе
з
Актуальность. В настоящее время при сложившемся экономическом положении на Украине железнодорожный транспорт должен адаптироваться к переменным грузо- и пассажиропотокам, ценам на энергоносители, подвижной состав, запасные части и агрегаты, заработной плате своих работников для обеспечения наибольшей эффективности своего функционирования.
Уменьшение величины грузопотока иа железных дорогах Украины привело к тому, что значительная часть локомотивов оказалась отставленной в неэксшгуатируемый парк, а часть производственной мощности для проведения технических обслуживании (ТО) и текущих ремонтов (ТР) недоиспользуется. При такой ситуации возникает необходимость перепрофилирования малодеятельных депо и концентрации производства.
В условиях уменьшения грузопотока, старения локомотивного парка, снижения уровня его эксплуатационной надежности актуальной является проблема обеспечения эффективной работы тягового подвижного состава (ТПС). Одним из основных направлений решения такой проблемы является улучшение технического содержания и использования ТПС, что в значительной степени достигается путем совершенствования методов расчета параметров системы технического содержания локомотивов, использования и управления деповской ремонтной базы.
Исследования, проведенные ранее учеными-
железнодорожниками в данной области, в основном были направлены на оптимизацию отдельных подсистем, входящих в систему техігаче-ского содержания. Данная диссертационная работа посвящена созданию такой теоретической базы, которая давала бы возможность ком-
плексно с единых методологических позиций решать вопросы совершенствования всей системы технического содержания локомотивов на основе экономико-математических методов, методов исследования операций с учетом стохастических аспектов, присущих транспортным процессам.
Особую актуальность приобретает диссертационная работа в связи с нарушением планово-предупредительной системы капитальных ремонтов, с вводом нового вида технического обслуживания ТО-5, возможных структурных преобразований, условий расширения хозяйственной самостоятельности железных дорог, локомотивных депо, локомотивостроительных и локомотиворемонтных заводов.
Внедрение в практику методов расчета параметров системы технического содержания ТПС, принятия научно-обоснованных технических решений, созданных на основе теоретических разработок данной диссертационной работы, позволяет квалифицировать ее как актуальную, направленную на решение крупной научно-технической проблемы.
Цель и основные задачи исследования. Целью работы является решение научно-технической проблемы улучшения технического состояния локомотивного парка железных дорог Украины путем совершенствования методов расчета и моделирования параметров системы технического содержания локомотивов, обеспечивающей минимальные затраты.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие основные задачи:
- рассмотреть систему технического содержания ТПС как
сложную динамическую систему;
- разработать динамическую модель функционирования локомо
тивного парка депо, учитывающую обмен локомотивами с резервом
управления дороги (РУД) и влияние степени сбалансированности мощности ремонтной базы с потоком локомотивов, поступающих из эксплуатации;
- исследовать поведение численностей состояний локомотивного
парка в распоряжении депо, полученные решения проверить на устой
чивость;
исследовать характер поведения показателей использования локомотивного парка и организации проведения ТО и ТР в депо;
провести выбор и обоснование критерия качества управления функционированием участков ТО и ТР;
разработать экономико-математическую модель функционирования участков ТО, ТР и неплановых ремонтов (HP) на основе стохастических моделей массового обслуживания для принятия решения о способах использования, развития и управления деповской ремонтной базой с оценкой погрешностей реальной и аппроксимирующей моделей;
провести количественную оценку и исследовать поведение критерия качества управления системой участков ТО, ТР и HP, определить характер влияния эксплуатационных и ремонтных факторов на его величину;
разработать методику моделирования и определения оптимальных размеров запасов узлов и агрегатов локомотивов для удовлетворения потребности в проведении плановых и неплановых ремонтов при минимальных затратах;
провести количественную оценку показателей эксплуатационной и ремонтной технологичности конструкции узлов и агрегатов локомотивов;
исследовать влияние изменения режимов работы участков ТО и ТР на процесс их функционирования;
- разработать метод формирования рациональной системы цик
личности и периодичности ТО и ТР с определением перечня работ на
ТО и ТР, который при максимальной надежности обеспечивает мини
мум затрат.
Характеристика методологии, метода исследования, предмета, объекта. Методология исследования - исследование операций и моделирование на ПЭВМ.
Методы исследования - теория вероятностей, математическая статистика, метод динамики средних, теория надежности, теория массового обслуживания, элементы теории множеств, вероятностные метрики.
Предметом исследования являются методы расчета и моделирования параметров системы технического содержания локомотивов.
Объектом исследования является система технического содержания и использования локомотивного парка.
Обоснование теоретической и практической ценности исследования, его научной новизны. Теоретическую ценность имеют:
- метод оценки устойчивости функционирования системы
"локомотивный парк в распоряжении депо - участки ТО и ТР" в усло
виях переменного грузопотока;
метод определения оптимальных межремонтных пробегов и периодов между ТО и ТР с выбором соответствующего перечня работ на каждом ТО и ТР при минимальных затратах;
метод исследования качества функционирования ремонтных участков локомотивных депо.
Научную новизну представляют:
- динамическая модель для решения задачи обеспечения устойчи
вого функционирования системы "локомотивный парк в распоряже
нии депо - участки ТО и ТР" в условиях переменных грузо- и пассажи-
ропотоков (при решении учитывались нелинейность и нестационарность исследуемых объектов);
метод и программный комплекс для формирования рациональной системы цикличности и периодичности ТО и ТР локомотивов с определением перечня работ на ТО и ТР, которые при максимальной надежности обеспечивают минимум затрат, связанных с эксплуатацией и ремонтом локомотивов;
экономико-математическая модель и комплекс программ для решения задач развития, эффективного использования и управления ремонтной базой при проведении ТО и ТР с минимальными экономическими издержками;
алгоритм и программа для оценки сходимости аппроксимирующих и реальных моделей функционирования участков ТО и ТР в терминах вероятностной метрики Леви- L;
методика и комплекс программ для расчета оптимальных размеров и моделирования процессов формирования оборотных запасов узлов и агрегатов локомотивов для бесперебойного выполнения ТО, ТР и HP с минимальными затратами;
методика оценки влияния режимов работы участков ТО и ТР на величину коэффициента технического использования локомотивного парка.
Практическую ценность имеют:
программный комплекс для формирования рациональной системы цикличности и периодичности ТО и ТР; межремонтные пробеги и периоды, рассчитанные для локомотивов и МВПС, эксплуатирующихся на железных дорогах Украины;
программный комплекс и номограммы для определения основных показателей производственной мощности участков ТО и ТР и ее резервов;
численные значения и закономерности изменения критерия качества управления в функции приведенной интенсивности, определяющие экономически допустимые границы эффективного функционирования ремонтных участков;
зависимости коэффициентов готовности, технического использования локомотивного парка и деповского процента неисправных локомотивов, определяющие зону устойчивого функционирования системы;
алгоритм, программа для ПЭВМ и номограммы для определения оптимальных запасов узлов и агрегатов локомотивов; методика определения величины оптимальной партии для отправки узлов и агрегатов из депо на ремонтный завод с минимальными затратами в процессе формирования запасов.
Уровень реализации и внедрения научных разработок. Рассчитаны межремонтные пробеги для всех серий локомотивов и МВПС, эксплуатирующихся на железных дорогах Украины, которые положены в основу приказа Укрзалізниці (УЗ) №]87Ц-95г. "Про покращення технічного утримання та використання тягового рухомого складу" взамен приказа №281Д-8бг. Методика и программный комплекс переданы в Укрзалізницю, что подтверждено актом внедрения.
Разработаны комплекты технологической документации для проведения ТО и ТР локомотивов разных серий и переданы в депо Южной, Донецкой и Юго-Западной железных дорог.
Определены параметры производственной мощности и резервы стойловой части участков ТО и ТР для локомотивных депо Южной ж.д.
Рассчитаны оптимальные размеры страховых и технологических запасов основных узлов и агрегатов локомотивов для ряда депо Южной ж.д.
Определены величины деповского процента неисправных локомотивов, заложенные в приказе №187Ц-95г.
Разработанные методики и программы используются в учебном процессе ХарГАЖТ в дисциплинах "Математические модели локомотивов в расчетах на ЭВМ", "Эксплуатация локомотивов и локомотивное хозяйство", в курсовом и дипломном проектировании, на ФПК и ИППК, при подготовке магистров в дисциплинах "Экономико-математические методы в локомотивном хозяйстве", "Автоматизированные системы управления локомотивным хозяйством".
Апробация и публикация результатов научного исследования. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены на научно-техническом семинаре кафедры "Локомотивы и локомотивное хозяйство" МИИТа, Москва, 1987 г.; на технических советах службы локомотивного хозяйства Южной ж.д., Харьков, 1986, 1989 г.г.; на научно-технических конференциях и семинарах кафедры ЭРПС ХарГАЖТ, Харьков, 1987-1996 г.г.; в производственном управлении Главного управления локомотивного хозяйства Укрзалізниці, Киев, 1994 г. Полностью диссертационная работа докладывалась на заседании научно-методической комиссии заведующих кафедр транспортных вузов стран СНГ по специальности "Локомотивы", Харьков, 1994 г.; на расширенном заседании кафедры ЭРПС, 1996г.
По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ и более 20 научно-технических отчетов.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных литературных источников, включающих 210 наименований, приложения. Рукопись содержит 321 страницу, в том числе 234 страницы
