Содержание к диссертации
Введение
1. Исследование проблемы анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации
1.1. Системный анализ зарубежных и отечественных разработок
1.2. Теория локомотивной тяги и проблема эффективности дизелей тепловозов 27
1.3. Предмети методология исследований 37
Выводы 42
2. Аналитические модели эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов
2.1. Математическая модель рабочего процесса тепловозного дизеля и удельный расход топлива 43
2.2. Модель оптимизации процесса эксплуатации дизелей по текущим расходам 53
2.3. Анализ эффективности методом секущих плоскостей 59
2.4. Концепция анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации 69
Выводы 72
3. Статистическое моделирование эффективности эксплуатации дизелей тепловозов
3.1. Понятие и задачи статистического моделирования эффективности 73
3.2. Алгоритм построения и исследования статистической модели 80
3.3. Статистический и экспертный методы анализа факторов модели 89
3.4. Имитационная модель эффективности с учетом текущих расходов 98
3.6. Статистическое моделирование с использованием имитационной модели 105
Выводы 120
4. Критерии, показатели и измерители эффективности эксплуатации дизелей тепловозов
4.1. Проблема формирования системы критериев, показателей и измерителей 122
4.2. Критерии эффективности и оптимальности" 127
4.3. Модели критериев эффективности эксплуатации тепловозов 132
4.4. Оценка варианта технических и технологических решений по различным критериям 136
Выводы 142
5. Технико-технологическая система эффективности эксплуатации дизелей тепловозов
6.1. Принципы обеспечения эффективности 143
6.2. Обеспечение качества дизелей тепловозов 149
6.3. Обеспечение качества процесса эксплуатации 151
6.4. Обеспечение качества эксплуатационной ситуации 159 Выводы 169
6. Экспериментальные исследования технических и технологических решений
6.1. Планирование и организация экспериментов 171
6.2. Снижение выбросов вредных веществ 174
6.3. Диагностирование дизеля по индикаторной диаграмме 181
6.4. Применение водотопливной эмульсии 186
6.5 Планирование и организация работ по нормированию расхода топлива и масла 191
6.6. Ледоструйная очистка узлов и деталей при ремонте 201
6.7. Детонационное упрочнение поверхностей пар трения 210
6.8. Образовательно-реабилитационные технологии для персонала 213
Выводы 218
7. Технико-экономический анализ результатов исследования
7.1. Основные положения 221
7.2. Исходные данные для расчетов 223
7.3. Единовременные затраты 226
7.4. Текущие расходы 228
7.5. Оценка уровней эффективности технических и технологических решений 233
7.6. Расчёт полезного эффекта от внедрения мероприятий 237
Выводы 239
Заключение 241
Список использованных источников 245
Приложения 261
- Теория локомотивной тяги и проблема эффективности дизелей тепловозов
- Модель оптимизации процесса эксплуатации дизелей по текущим расходам
- Статистический и экспертный методы анализа факторов модели
- Оценка варианта технических и технологических решений по различным критериям
Введение к работе
Программа структурной реформы на железнодорожном транспорте утвержденная Постановлением правительства РФ от 18 мая 2001 года №384, констатирует высокую степень износа основных средств отрасли, которая в условиях прогнозируемого спроса на перевозки требует больших затрат на их текущее содержание и ремонт, создает опасность потери технологической устойчивости железнодорожного транспорта. Ключевыми требованиями в сложившихся условиях становятся требования повышения эффективности эксплуатации основных средств [1].
Несмотря на имеющиеся успехи в повышении надежности эффективности эксплуатации локомотивов [2, 3, 4, 5] сегодня остаются нерешенными некоторые проблемы. На полигоне тепловозной тяги освоение перевозок многие годы обеспечивалось, в основном, за счет имеющегося парка тепловозов, без пополнения его новыми типами. Тепловозы с предельным физическим износом отличаются низким уровнем надежности, их эксплуатация осуществляется со значительными материальными и финансовыми издержками, они имеют повышенный расход топлива на тягу поездов [6, 7, 8]. Из-за высокой изношенности тепловозов наблюдается увеличение количества часов простоя, внеплановых ремонтов и браков в "работе (Табл. 1.). В настоящее время ощущается потребность в современных методах и средствах анализа и обеспечения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов. Необходима разработка функциональных и стоимостных моделей, позволяющих выявлять функциональные соотношения, определять чувствительность, прогнозировать, производить оценку, выполнять сравнение и оптимизировать текущие расходы на эксплуатацию дизелей тепловозов.
Использование тепловозов построенных по техническим требованиям 60-х годов [9, 10, 11, 12] и имеющих предельный физический износ сегодня противоречит законам ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте, тормозит повышение производительности труда и общее развитие отрасли. Такое противоречие во многом определяет актуальность проблемы анализа и обеспечения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла, которой посвящена данная работа.
Тема настоящего исследования соответствует тематике приоритетных программ Министерства путей сообщения РФ по техническому перевооружению железнодорожного транспорта («Энергия-топливо» и «Ресурсосберегающие технологии», «Программа энергосбережения на железнодорожном транспорте в 1998-2000, 2005 годах», «Комплексная программа реорганизации и развития отечественного локомотиво и вагоностроения, системы эксплуатации и ремонта подвижного состава на период 2001-2010 годов»).
Целью исследования является разработка научных основ анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла с учетом текущих расходов и изложение научно обоснованных технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики железнодорожного транспорта.
Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и успешно решены следующие задачи:
• исследована проблема обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла; • предложены аналитические модели рабочего процесса тепловозного дизеля и эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов;
• разработана методика и алгоритм для статистического моделирования эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации;
• обоснованы критерии, показатели и измерители эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации с учетом текущих расходов;
• разработаны научные основы и структура технико-технологической системы для повышения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов;
• выполнены экспериментальные исследования технических и технологических решений направленных на повышение эффективности эксплуатации тепловозных дизелей за счет снижения текущих расходов на дизельное топливо, дизельное масло, обслуживание и ремонт;
• выполнен технико-экономический анализ результатов исследования.
Объектом исследования является процесс эксплуатации тепловозов в условиях реформирования железнодорожного транспорта.
Предметом исследования выступает дизель тепловоза и технико-технологическая система обеспечения эффективности эксплуатации тепловозных дизелей (принципы, модели, методы, средства).
Методологической и теоретической основами исследования послужили концепции эксплуатации дизелей тепловозов, изложенные в трудах отечественных и зарубежных авторов. В работе применены принципы и методы математического моделирования, математической статистики, планирования эксперимента, системного подхода, диалектики, функционального анализа, надежности, организации производства, метрологии, экономики и др. Применялись автоматизированные средства и прикладные программы Microsoft Office, , Statgraphics и др.
Информационно-эмпирическую базу исследования составляют программы реорганизации и развития локомотивного хозяйства железных дорог, рекомендации научно-практических конференций, аналитическая информация, опубликованная в специализированных, научных изданиях, официальные статистические данные, оригинальные фактические материалы, собранные автором в процессе исследования.
Научная новизна диссертационного исследования выражается в следующем:
• развиты теоретические основы и предложена пятиуровневая модель анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов, отличающаяся тем, что каждый уровень эффективности определяется по способу ее достижения: оптимизация параметров; применение новых конструкций; применение новых принципов; применение новых функциональных систем; повышение качества труда персонала;
• предложены аналитические модели, алгоритмы, критерии статистического моделирования и оценки количественных показателей эффективности эксплуатации дизелей тепловозов по категориям текущих расходов для вариантов применения технических и технологических решений;
• определены методологические основы технико-технологической системы обеспечения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов, предназначенной для улучшения технико-экономических показателей их работы, обслуживания и ремонта;
• дано обоснование выбора технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности эксплуатации дизелей тепловозов Достоверность и обоснованность разработанных теоретических положений, выводов и рекомендаций подтверждена математической корректностью решений и выводов, данными экспериментальных исследований моделей и натурных объектов, практикой применения обоснованных автором нормативов в тепловозных депо железных дорог, транспортных предприятий промышленного железнодорожного транспорта и транспортных предприятий топливно-энергетического комплекса.
Практическая значимость результатов исследований состоит в разработке научных основ для обоснования технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности эксплуатации дизелей тепловозов. Результаты внедрены на ведущих предприятиях для обслуживания и ремонта дизелей тепловозов Куйбышевской и Южно-Уральской железных дорог, АО «Промжелдортранс» (г.Самара), АО «Башкирэнерго»( г. Уфа).
Методические разработки автора и созданное им оборудование используется в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 05.17.00-Локомотивы.
Основные теоретические положения, результаты и выводы исследования докладывались, обсуждались и получили одобрение: на заседаниях научно-технического семинара электромеханического факультета СамГАПСа (1997, 1998, 1999, 2000, 2001 г.г.); на совещаниях в Департаменте локомотивного хозяйства МПС РФ (1999, 2001 г.г.); на совещаниях в отделении «Подвижной состав железных дорог и электрификация» ВНИИ ЖТ МПС РФ (1999, 2000 г.г.), на научно-техническом семинаре Самарского регионального научного центра Российской академии транспорта (2000 г.); на международных, всероссийских, межвузовских научно-технических конференциях, семинарах (г. Самара - 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,2001 гг.; г. Омск - 1995, 2000 г.г.; г. Москва - 1996, 1998, 1999, 2000 г.г.;
, г. Новочеркасск -1997г.; г. Луганск -1997г.; г. Новосибирск -1997г.; г. Хабаровск -1997г.;); на научно-техническом совете локомотивной службы Куйбышевской железной дороги ( 1999, 2000 г.г.); на научно-техническом семинаре «Надежность, система технического обслуживания и ремонта, диагностирование технических средств железнодорожного транспорта и повышение их эффективности» ОмГУПС (2001г.); на заседании кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» МГУ ПС (МИИТ) (2001г.).
Основные научные результаты диссертации опубликованы в ведущих рецензируемых научных изданиях. Они изложены в 33 публикациях, представленных научной общественности в монографиях, учебно-методических работах, патенте на изобретение, авторских свидетельствах на изобретения, свидетельствах на интеллектуальный продукт, статьях.
В первой главе выполнено исследование проблемы обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла.
Во второй главе предложены аналитическая модель рабочего процесса тепловозного дизеля 10Д100 с учетом удельного расхода топлива, а также критерии и алгоритмы статистического моделирования и определения количественных показателей эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации с использованием автоматизированных средств.
В третьей главе предложены алгоритм построения и исследования модели эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов. В четвертой главе исследованы возможные критерии и разновидности моделей эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации с учетом текущих расходов:
В пятой главе освещены вопросы разработки технико-технологической системы обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла, целью которой является продление ресурса и повышение технических, технологических и потребительских характеристик дизелей тепловозов
В шестой главе приведены результаты экспериментальных исследований. Практическая значимость результатов экспериментов состоит в том, что они явились основой для разработки системы технических и технологических решений, направленных на обеспечение эффективности эксплуатации тепловозных дизелей за счет снижения текущих расходов на дизельное топливо, дизельное масло, обслуживание и ремонт.
Седьмая глава посвящена технико-экономическому анализу результатов работы.
Диссертационная работа выполнена в Самарской государственной академии путей сообщения на кафедре «Локомотивы» по тематике научно-исследовательских работ «Повышение эффективности эксплуатации тепловозных дизелей». Автор выражает благодарность и глубокую признательность коллегам по работе, научному консультанту и всем тем, кто не остался равнодушным к его труду и высказал замечания, которые, несомненно, позволили повысить качество
Теория локомотивной тяги и проблема эффективности дизелей тепловозов
Использование тепловозов построенных по техническим требованиям 60-х годов [9, 10, 11, 12] и имеющих предельный физический износ сегодня противоречит законам ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте, тормозит повышение производительности труда и общее развитие отрасли. Такое противоречие во многом определяет актуальность проблемы анализа и обеспечения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла, которой посвящена данная работа.
Тема настоящего исследования соответствует тематике приоритетных программ Министерства путей сообщения РФ по техническому перевооружению железнодорожного транспорта («Энергия-топливо» и «Ресурсосберегающие технологии», «Программа энергосбережения на железнодорожном транспорте в 1998-2000, 2005 годах», «Комплексная программа реорганизации и развития отечественного локомотиво и вагоностроения, системы эксплуатации и ремонта подвижного состава на период 2001-2010 годов»).
Целью исследования является разработка научных основ анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла с учетом текущих расходов и изложение научно обоснованных технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики железнодорожного транспорта.
Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и успешно решены следующие задачи: исследована проблема обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла; предложены аналитические модели рабочего процесса тепловозного дизеля и эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов; разработана методика и алгоритм для статистического моделирования эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации; обоснованы критерии, показатели и измерители эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации с учетом текущих расходов; разработаны научные основы и структура технико-технологической системы для повышения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов; выполнены экспериментальные исследования технических и технологических решений направленных на повышение эффективности эксплуатации тепловозных дизелей за счет снижения текущих расходов на дизельное топливо, дизельное масло, обслуживание и ремонт; выполнен технико-экономический анализ результатов исследования. Объектом исследования является процесс эксплуатации тепловозов в условиях реформирования железнодорожного транспорта. Предметом исследования выступает дизель тепловоза и технико-технологическая система обеспечения эффективности эксплуатации тепловозных дизелей (принципы, модели, методы, средства). Методологической и теоретической основами исследования послужили концепции эксплуатации дизелей тепловозов, изложенные в трудах отечественных и зарубежных авторов. В работе применены принципы и методы математического моделирования, математической статистики, планирования эксперимента, системного подхода, диалектики, функционального анализа, надежности, организации производства, метрологии, экономики и др. Применялись автоматизированные средства и прикладные программы Microsoft Office, , Statgraphics и др. Информационно-эмпирическую базу исследования составляют программы реорганизации и развития локомотивного хозяйства железных дорог, рекомендации научно-практических конференций, аналитическая информация, опубликованная в специализированных, научных изданиях, официальные статистические данные, оригинальные фактические материалы, собранные автором в процессе исследования. Научная новизна диссертационного исследования выражается в следующем: развиты теоретические основы и предложена пятиуровневая модель анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов, отличающаяся тем, что каждый уровень эффективности определяется по способу ее достижения: оптимизация параметров; применение новых конструкций; применение новых принципов; применение новых функциональных систем; повышение качества труда персонала; предложены аналитические модели, алгоритмы, критерии статистического моделирования и оценки количественных показателей эффективности эксплуатации дизелей тепловозов по категориям текущих расходов для вариантов применения технических и технологических решений; определены методологические основы технико-технологической системы обеспечения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов, предназначенной для улучшения технико-экономических показателей их работы, обслуживания и ремонта; дано обоснование выбора технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности эксплуатации дизелей тепловозов Достоверность и обоснованность разработанных теоретических положений, выводов и рекомендаций подтверждена математической корректностью решений и выводов, данными экспериментальных исследований моделей и натурных объектов, практикой применения обоснованных автором нормативов в тепловозных депо железных дорог, транспортных предприятий промышленного железнодорожного транспорта и транспортных предприятий топливно-энергетического комплекса.
Практическая значимость результатов исследований состоит в разработке научных основ для обоснования технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности эксплуатации дизелей тепловозов. Результаты внедрены на ведущих предприятиях для обслуживания и ремонта дизелей тепловозов Куйбышевской и Южно-Уральской железных дорог, АО «Промжелдортранс» (г.Самара), АО «Башкирэнерго»( г. Уфа).
Методические разработки автора и созданное им оборудование используется в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 05.17.00-Локомотивы.
Модель оптимизации процесса эксплуатации дизелей по текущим расходам
Сегодня методы и средства тяговых расчетов позволяют решать широкий круг практических вопросов функционирования железнодорожного транспорта [ 40 ] . Они позволяют рассчитывать основные параметры вновь проектируемых линий и участков, а также проектируемых локомотивов и вагонов.
ТЛТ - это наука, изучающая эффективное использование локомотивов в различных условиях поездной работы. Она должна рассматривать вопросы взаимодействия локомотива и состава, поезда и пути; методы расчета параметров процесса движения поезда по заданному участку пути. Решения таких вопросов ставят своей целью рассчитывать и обосновывать пути повышения безопасности движения; соблюдение графика движения поездов и обеспечения экономичности поездной работы локомотивов. Практическое применение расчетов скорости движения - обеспечивает безопасность поездной работы тепловозов. Расчеты времени движения поезда по заданному участку пути - выполняют требование по соблюдению графика движения поездов. Используя расчетное значение времени движения тепловоза по отдельным элементам пути определенной трудности рассчитывают расход топлива , т.е. определяют экономичность поездной работы тепловоза [ 41 ].
Исходя из названия, "теория" локомотивной тяги призвана взаимосвязано осуществлять решение вопросов теоретических исследований, прикладных исследований и научных разработок, т.е. вопросов научных основ. В качестве технических основ, или технической политики, она должна рассматривать методы и средства обеспечения исправления, или полного устранения существующих проблем поездной работы локомотивов, которые в совокупности и образуют общую проблему локомотивной тяги - проблему эффективного использования локомотива.
Такая постановка вопроса о эффективности локомотива, и в частности тепловоза, напрямую ведет нас к определению показателя эффективности использования продукции, которое приведено в ГОСТ 15467-79 [ 42 ]. Если принять в качестве продукции - тепловоз, то определение показателя эффективности использования тепловоза, по аналогии с определением ГОСТа 15467 , можно сформулировать в следующем виде: "количественная характеристика степени достижения полезных результатов при использовании тепловоза в конкретной эксплуатационной ситуации с учетом эксплуатационных затрат ".
Данное определение эффективности тепловозов будем считать классическим для уровня дизеля тепловоза. Тогда определение показателя эффективности использования дизеля тепловоза, по аналогии с определением ГОСТа 15467 , можно сформулировать в следующем виде: "количественная характеристика степени достижения полезных результатов при использовании дизеля тепловоза в конкретной эксплуатационной ситуации с учетом эксплуатационных затрат".
Используем данное определение в виде математической модели для более детального рассмотрения ее составляющих. Такую модель можно представить в виде следующего выражения: - затраты ресурсов на эксплуатацию дизелей тепловозов.
Под ресурсами тепловозной тяги будем понимать материальные, энергетические и информационные ресурсы тепловозного хозяйства, предназначенные для эксплуатации дизелей тепловозов. Применим в дальнейших наших рассуждениях известный прием, называемый "при прочих равных условиях" [ 43 ]. В нашем случае зависимость эффективности дизелей тепловозов от эксплуатационных расходов для сравниваемых вариантов допускается рассматривать при условии постоянства или неизменности результата, то есть фиксированного постоянного значения тонно-километровой работы тепловозов. Тогда выражение (1.1) примет вид: Теперь мы можем сделать важный вывод: при сравнении двух вариантов процесса эксплуатации дизелей тепловозов эффективность дизелей тепловозов и потребление ресурсов имеют обратную, или отрицательную зависимость - с увеличением потребления ресурсов эффективность эксплуатации дизелей тепловозов снижается, и наоборот, повышение эффективности эксплуатации дизелей тепловозов возможно через снижение уровня потребления ресурсов. Это положение было принято за принцип достижения цели настоящего исследования.
В работе были собраны статистические данные о эксплуатационных ситуациях для тепловозов Куйбышевской и Западно-Сибирской железных дорог. Их анализ показал целесообразность исследования зависимости эффективности эксплуатации дизелей тепловозов от текущих расходов на эксплуатацию (см.. Приложение 1, Приложение 2). К таким расходам были отнесены расходы на топливо (Рис.1.4, Рис. 1.5), масло дизельное, обслуживание и ремонт( Табл. 1.4).
Статистический и экспертный методы анализа факторов модели
Это текущие расходы на заработную плату, на дизельное топливо, на масло, на обслуживание и ремонт и т.д., диапазон и величина которых зависит от ряда применяемых в процессе эксплуатации дизелей тепловозов технических и технологических решений. В трехмерном пространстве такой системы координат вектор эффективности будет описывать некоторую поверхность, названную в работе поверхностью эффективности. В этом случае для анализа эффективности эксплуатации дизелей тепловозов по текущим расходам предлагается использовать метод секущих плоскостей. Идея анализа эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов методом секущих плоскостей состоит в следующем. Современные средства информационных технологий позволяют осуществить автоматизированный расчет и построение поверхностей эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов, используя возможности ПЭВМ и ее программного обеспечения, в соответствии с рассмотренными выше теоретическими положениями. Одним из возможных подходов для автоматизированного расчета и построения поверхностей эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов является подход, предлагаемый в данной работе. Он отличается тем, что, используя аналитическую модель в виде вектора и поверхности эффективности, а также автоматизированные средства и пакет стандартных прикладных программ Microsoft Office, Statgraphics, строят графически пространственные поверхности. С помощью таких поверхностей определяют оптимальный вариант эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов. Преимуществом данного подхода является использование пакета стандартных прикладных программ Microsoft Office, Statgraphics, что открывает возможности для широкого практического применения метода секущих плоскостей в условиях эксплуатации дизелей тепловозов.
Для экспериментальной проверки выдвинутых положений с помощью автоматизированных средств и прикладных программ Microsoft Office, Statgraphics и др. предполагается построить модель эффективности эксплуатации дизелей тепловозов по некоторым категориям текущих расходов для ряда технических и технологических решений Р1 и Р2 . Исходные данные для расчетов можно определять с помощью экспертного метода для эксплуатационной ситуации например, Куйбышевской железной дороги или Западно-Сибирской железной дороги (Приложение 1, Приложение 2, ПриложениеЗ).
В качестве исходных данных можно принять часовой расход топлива, цену дизельного топлива, часовой расход дизельного масла, цену дизельного масла, пробеги тепловозов между ремонтами и осмотрами, стоимость одного осмотра и ремонта, срок службы тепловоза. Величины эффекта от тех или иных решений предлагается рассчитывать по известным типовым отраслевым методикам. Например, годовую эффективность по категории дизельное топливо предлагается определять по формуле с использованием sf—"--Sr" часового расхода топлива базовым дизелем тепловоза и. дизелем тепловоза с учетом мероприятий в кг/час на секцию;? -годового фонда работы тепловоза в часах; цт- цены дизельного топлива в руб/т; числа секций тепловоза. Годовую эффективность по категории дизельное масло предлагается определять по формуле учитывающей дя - годовую норму текущих расходов на масло для эксплуатации дизелей тепловозов с мероприятиями и hUl - годовую норму текущих расходов на масло для базового варианта эксплуатации дизелей тепловозов без мероприятий. Годовая норма текущих расходов на масло для базового дизеля тепловоза определяется с учетом gfj - часового расхода дизельного масла без мероприятий; тюя годового фонда времени работы тепловоза;ци- цены дизельного масла. Эффективность по категории масло дизельное предлагается определять как разность годовых текущих расходов на масло для дизелей тепловозов с мероприятиями и дизелей тепловозов без мероприятий (базового). Расходы на техническое обслуживание и ремонт базового дизеля тепловоза и с дизеля тепловоза с технико-технологическими мероприятиями, предлагается рассчитывать на срок их службы до списания (15лет). Исходными данными могут служить количество осмотров и ремонтов по их видам. Полученные расчетным путем исходные данные по видам расходов и эффективности для ряда решений Р1, Р2, РЗ, Р4 можно представить в табличной форме (см. Табл. 2.6). На основании результатов расчета исходных данных можно строить поверхность эффективности, образованную вектором состояния эффективности эксплуатации дизелей тепловозов: Предполагаемая поверхность будет иметь ярко выраженный характер изменения эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов в зависимости от ряда технических и технологических решений Р1, Р2, РЗ, Р4 по каждой категории расходов (топливо, ремонт и масло и т.д.). Для базового варианта Р1, где отсутствуют технические или технологические решения эффективность условно считается равной нулю. Предположим, что процесс эксплуатации характеризуется следующими исходными данными: категории текущих расходов; ряд технических и технологических решений; диапазон предполагаемого эффекта от применяемых решений по каждой категории текущих затрат ( см. Табл. 2.6). Если в трехмерном пространстве расположить по его ординатам категории текущих расходов (ось х ), категории технических или технологических решений (ось у ), категории эффекта (ось z ), то для некоторого одного варианта процесса эксплуатации дизелей тепловозов с рядом технических и технологических решений (Р1 и Р2), вектор состояния эффективности эксплуатации дизелей тепловозов с учетом эксплуатационных расходов будет описывать некоторую пространственную поверхность.
Оценка варианта технических и технологических решений по различным критериям
Существует определенная связь между уровнем технологии и организацией эксплуатации изделий с одной стороны, и/уровнем их качества в эксплуатации - с другой [41]. Современное оборудование, инструмент, приспособления, системы контроля, опережающие исследования по отработке существующих технологий, внедрение конверсионных и разработка новых технологий - все это призвано обеспечить требуемый уровень качества дизеля тепловоза на этапе эксплуатации.
Технико-экономическая оценка внедрения технико технологической системы обеспечения эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации должна базироваться на следующих предпосылках: экономия топлива и дизельного масла должна принимается в соответствие с расчетом и сравнительной оценкой топливной экономичности дизеля тепловоза с техническими и технологическими мероприятиями и дизеля без мероприятий; внедрение предлагаемых технических и технологических мероприятий предположительно позволит увеличить ресурс деталей и узлов дизеля тепловоза, тем самым увеличить межремонтные пробеги. Для целей настоящей работы необходимо учитывать расходы на топливо, масло, обслуживание и ремонт. Отсюда годовой экономический эффект от снижения затрат на эксплуатацию можно определять как сумму эффектов, а именно сумму : АИ г- эффекта от снижения затрат
на топливо, АЯД/- эффекта от снижения затрат на масло, ДЯ/;-эффекта от снижения затрат на обслуживание и ремонт. 2.1. Предложенная математическая модель рабочего процесса тепловозного дизеля позволяет получить зависимости удельного расхода топлива от внешних условий работы дизеля, которые необходимо учитывать при планировании норм расхода топлива и масла для дизелей тепловозов депо, отделения, дороги. 2.2. Прелагается эффективность эксплуатации дизелей тепловозов с учетом текущих расходов графически интерпретировать в виде поверхности, каждая опорная точка которой, имеет координаты вектора, построенного по значению величины расчетного экономического эффекта, по виду (типу) текущего расхода, по ряду технических и технологических решений. 2.4. Предлагается подход для автоматизированного построения поверхностей эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации с учетом текущих расходов, отличающийся тем, что, используют автоматизированные средства и пакет стандартных прикладных программ Microsoft Office, Statgraphics. Секущая плоскость, графически интерпретирующая задаваемый уровень эффективности (например 50 000 руб/дизель) пересекает поверхность эффективности и показывает какие из всех возможных решений обеспечат заданный уровень. 2.5, Предлагаемая концепция ряда технических и технологических решений для обеспечения качества дизеля тепловоза и качества его эксплуатации с учетом эксплуатационной ситуации по предварительным оценкам позволит экономить за счет снижения затрат на топливо, масло, обслуживание и ремонт от 200 тыс. руб на тепловоз (2 дизеля) в год. Известно [ 71 ], что понятие «статистическое моделирование» - это этап исследований, соединяющий постановку задачи с ее решением. Существует распространенное заблуждение о том, что для решения производственных задач достаточно, чтобы инженер сформулировал задачу, а математик нашел метод решения и решил ее. Действительно, если бы все было так просто, то все задачи совершенствования эксплуатации дизелей тепловозов были бы решены. В данном разделе предпринята попытка соединить постановку задачи и ее решение на ПЭВМ этапом системного моделирования, где предполагается рассмотреть методы и приемы построения моделей. Понятие и задачи статистического моделирования эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации для данной работы имеют свои особенности. Во-первых, построение модели и ее исследование рассматривается как средство для выполнения важной и ответственной части работы - разработки и научного обоснования внедрения технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности эксплуатации дизелей тепловозов за счет снижения текущих расходов. Во-вторых, применительно к эффективности дизелей тепловозов в эксплуатации статистическое моделирование предлагается использовать для автоматизированного анализа jv процессов, связанных с применением различных технических и технологических решений, влияющих на текущие расходы при использовании, обслуживании и ремонте дизелей. Предметом исследования в данной работе является эффективность дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла. Поэтому следует отметить, что весь жизненный цикл дизелей тепловозов состоит из отдельных этапов, и эксплуатационный этап жизненного цикла представляет собой использование по назначению и содержание в исправном состоянии (Рис.3.1.).
