Формализация уровня работоспособности транспортно-технологических машин в АПК

В настоящее время одним из путей к обеспечению работоспособности транспортно-технологических машин (ТТМ) в сельском хозяйстве является организация четкого взаимодействия логистических потоков в системе технического сервиса с целью практически полного исключения, приведения к минимальному значению убытков от необоснованных простоев тракторов и машин, а также переизбытка материалов, комплектующих, изделий, запасных частей и их элементов в системе технического обслуживания или ремонта сельскохозяйственной техники.

Таким образом, к излишним и необоснованным планам загрузки предприятия простаивающими тракторами и машинами как в местах их непосредственной эксплуатации по целевому назначению, так и при осуществлении ремонтных процедур на предприятиях, восстанавливающих работоспособность, приводит неполная, нечеткая организация логистических потоков запасных частей, материалов, комплектующих изделий в рамках технического сервиса [7].

Все эти факторы значительно снижают показатели эксплуатационной надежности, которые являются основными при осуществлении сельскохозяйственного производства в целом. Дезорганизация, отсутствие общего алгоритма приводят к утрате работоспособности тракторов и машин во время их работы, которая также имеет ограничения – определенные агротехнические сроки. Результатом является появление постепенных и внезапных отказов на определенном промежутке наработки транспортно-технологических машин.

Анализ источников показал, что при проведении большинства исследований по повышению, обеспечению работоспособности машин в сельском хозяйстве путем сокращения времени простоя за счет мгновенного, оперативного реагирования к ликвидации возникающих технических отказов используются основные положения теории массового обслуживания и управления запасами с использованием распределения Пуассона [2, 3]:

т

Р ( т ; а ) = — е " а ,                                 (1)

т!

где Р ( т; а ) – вероятность, что число требуемых сменных запасных частей будет равно т при среднем расходе а за рассматриваемый период эксплуатации.

Для парка машин:

Р = к У Nn..

см          ij ij , где ксм – коэффициент сменяемости (корректирования); Nij – численность j-го парка машин i-го вида; nij – количество сменяемых деталей.

Цель работы – формализация и описание концепции, методологии оптимального обеспечения работоспособности тракторов и машин на основе логистической поддержки системы технического сервиса в рамках сельскохозяйственного производства.

В основу решения поставленной цели исследования положен программно-целевой метод анализа системы обеспечения работоспособности ТТМ, заключающийся в определении конечных целей подсистем технического сервиса и материально-технического обеспечения, объединенные в форму программы деятельности всей системы [1].

Тракторы и автомобили обладают свойством так называемой встроенной надежности. Здесь имеется в виду значение средней наработки на отказ, рассчитанное при конструкторском синтезе на заводе, исходя из интенсивности отказов элементов для условий эксплуатации, предписанных инструкциями и оговоренных в техническом задании по целевому использованию [4, 5].

Надежность же машины в процессе непосредственной эксплуатации в нормальных усло- виях определяется как

Т

о

t

k_n — k_e пв

где t – продолжительность этапа эксплуатации; k n – ожидаемое расчетное число постепенных отказов; k в – среднее число внезапных отказов.

В процессе эксплуатации объекта можно воздействовать на величину фактического уровня параметра надежности Т ср , который может измениться в зависимости от эффективности обслуживания объектов.

Число постепенных knТС и внезапных kвТС отказов в результате применения превентивных мер технического сервиса может быть уменьшено по соотношениям knТС = kn (1-P); kвТС = λТС ∙t,

где λ ТС – интенсивность отказов технических средств, их элементов и подсистем; Р – вероятность предотвращения постепенного отказа на временном периоде t (т.е. вероятность выявления дефектного элемента) определяется как

-

Р (t) = TknT (1 - е tn), kn + ke где tn – среднее время, необходимое для обнаружения дефектного элемента.

Вероятность ликвидации постепенных отказов P(t) определяется стратегией поддержания работоспособности машин в процессе эксплуатации эффективностью организации системы технического сервиса на этапе восстановления работоспособности (рис. 1) [8].

Рисунок 1 – Состав и взаимосвязь процессов обеспечения работоспособности машин в АПК

Совокупность действия всех элементов обеспечения высокого уровня работоспособности тракторов и машин направлена на повышение качества и надежности системы технического сервиса машин [6]. Рассмотренная на рисунке концептуальная схема позволяет осуществить прогнозирование уровня работоспособности ТТМ, учитывающего взаимосвязи основных факторов, определяющих спрос на услуги технического сервиса.

Система обеспечения работоспособности тракторов и автомобилей зависит от оперативности реагирования участников ремонтного процесса на сигналы и изменения условий эксплуатации, получаемые от точки возникновения потребности при ремонтно-обслуживающих процедурах. Следовательно, показатель среднего времени обнаружения дефектного элемента t п в формуле (6) может изменяться, сокращаться. Таким образом, величина вероятности Р(t) и число постепенных отказов могут быть уменьшены до значения

П п = П п (1-Р) < П п .                                   (7)

Если реальные условия эксплуатации усилиями всех участников ремонтного и логистического сервиса мало отличаются от расчетных условий, воздействие внешних факторов может быть ослаблено и интенсивность отказов будет меньше расчетной. В этом случае число внезапных отказов элементов уменьшится.

Пэвн = Xэt < Пвн.(8)

Таким образом ,

Тс„ =------t------> Т.(9)

ср        ээ n пост + n вн

В этом заключается сущность активного воздействия эксплуатационных мероприятий по повышению надежности, что указывает на зависимость процессов обеспечения работоспособности и эксплуатационной надежности ТТМ от способов и подходов к сокращению числа отказов изделия при эксплуатации. Большая роль здесь отводится организации взаимодействия предприятий - участников ремонтного бизнеса и процессов в единой интеграционной системе обеспечения технического сервиса ТТМ [7]. Они определяют стратегию и формы организации рациональной системы технического сервиса, оперативное материально-техническое снабжение, т.е. скорость реакции системы на изменение динамики эксплуатации изделия.

В общей форме модель обеспечения работоспособности машин в АПК может быть представлена следующим образом:

■ M p ( ' ) = f . [( N зи ( t )- N то ( t )- N g (' ). N с ( t )- k ( t ) ]

Л п ( t ) = f > [ ( j. g - d, k ( t ) ]

•П, ( t) = f ■ [ ( Т То ( t )- Т д ( t )- k (t ) ]                 ,                     (10)

В р ( t ) = f 4 [ t ), k (t ) ]

. B a ( t ) = f .5 [ q ( t )- k ( t ) ]

где t – период моделирования (год или другой временной интервал);

M p (t ) - суммарная мощность поставщиков в году, t ;

Л п (1 ) - логистическая инфраструктура;

k(t ) - средний уровень качества обслуживания в году, t;

H p (t ) - мощность средств поддержания работоспособности машин в году, t ;

B p (t ) - мощность ремонтно-обслуживающей базы в году, t ;

B a (t ) - мощность (доля) структур восстановления и упрочнения элементов машин в году, t ;

N зи (t) – суммарная мощность отечественных заводов-изготовителей в году, t ;

N то (t) – мощность торговых организаций в году, t ;

N д (t) – мощность дилеров в году, t ;

N c (t) - мощность материально-технического снабжения в году, t k(t );

j – вектор стратегии управления;

g – вектор планирования материально-технического снабжения, ТО и Р;

d – вектор обеспечения запасными частями, ремонтными материалами и другими ресурсами; Т ТО – средства технического обслуживания;

Т Д – средства диагностики технического состояния;

r 1 – заводы, специализированные ремонтные предприятия;

q(t) – вектор трудоемкости восстановления и упрочнения элементов машин в году, t ;

f 1-5 – функции, вид которых устанавливается статистическим исследованием.

Планируемый уровень работоспособности машин находится из выражения:

У р = f [ М р ( t ) , Л п ( t ) , П р ( t ) , В р ( t ) , В а ( t ) ].                       (11)

Реализация задачи может осуществляться в соответствии с иерархической структурой, схема которой приведена на рисунке 2. Для оценки частных показателей работоспособности транспортно-технологических машин необходимо построение математических моделей, а также определение степени влияния основных реализующих факторов, приведенных в модели (7).

Общая стратегия определения комплексного показателя У р уровня работоспособности тракторов и машин строится с учетом установления количественных связей между показателями эффективности технического сервиса машин, характеристиками дерева целей системы обеспечения работоспособности машин. При этом генеральная цель – повышение уровня работоспособности ТТМ - в результате декомпозиции разлагается на более конкретные цели второго и третьего уровней [1, 2].

Обеспечение уровня работоспособности ТТМ (Щ

						1		1
Повышение		Повышение		Повышение		Повышение		Повышение
МОЩНОСТИ		эффективно-		качества ТО и		качества		качества вое-
фирм-		сти логистич.		диагностиро-		ремонта		становления
поставщиков, Л/Р		центра, Л*		вания машин. Пр		машин, Вр		элементов, Ва
Поставки заводов-изготовителей сельхозтехники, Мг/		Правильный выбор - стратегии управления, S21		Повьппение _ качества технического обсаживания. $Я		Повышение — качества технологии мобильного обслуживания, S:i		Повьппение “эффективности капитального ремонта агрегатов машин, $5Л
-    Поставки заводов-изготовителей агрега тов и зап. частей, 3^2 -    Поставки услуг дилеров, Л^ч		Эффективное планирование МТО про— цессов TOP , $25 Своевременное и качественное обеспечение системы ТС		Повышение качества диагностирования технического состояния , &з		Повьппение “ эффективности текущего агрегатного ремонта машин, $44 - Повышение эффективности агрегатного капитального ремонта		Повышение эффективности текущего ремонта агрегатов машин, $52 Повышение эффективности и качества восстановления деталей, $55
_ Торговые организации, Si:		ресурсами всех видов, $24				машин, .Ski Улучшение
						резервирова-
						ния ремонт-
						ных ресурсов, $45

Рисунок 2 – Уровни дерева целей системы обеспечения работоспособности ТТМ

Теория регрессионного анализа в большинстве случаев рекомендует принятие функции (8) линейной с учетом проверки и уточнений ее по соответствующим критериям. Тогда линейная модель зависимости М(У р ) может иметь следующий вид:

М(У р ) = β о + β 1 М р + β 2 Л п + β 3 П р + β 4 В р + β 5 В а. .

По полученному уравнению можно определить комплексный или обобщенный показа- тели надежности, а следовательно, работоспособности. Вопрос состоит в особенностях выбора, обоснования и подготовки к использованию номенклатуры исходных данных для определения каждого из показателей – комплексного или обобщенного.

Выводы

• 1.    Рассмотренный подход позволяет выявить группы общих и частных показателей обеспечения работоспособности транспортно-технологических машин, их состав, значимость и взаимосвязь. Следующим шагом формализации поставленной задачи должно быть проведение экспертного опроса специалистов в отрасли АПК, который с большой долей вероятности должен подтвердить целесообразность использования предложенной системы показателей при повышении работоспособности.

• 2.    На основе программно-целевых принципов, анализа и обобщения задач обеспечения работоспособности транспортно-технологических машин в сельском хозяйстве сформулированы требования и основной состав факторов, влияющих на обеспечение работоспособности машин. При этом за основу должна быть взята именно логистическая поддержка системы технического сервиса.

• 3.    Дальнейшая работа при проведении исследований должна включать следующие шаги: постановка экспериментальных исследований надежности объектов на всех этапах логистической цепи технического сервиса ТТМ; разработка единой информационной системы работоспособности машин и оборудования; обоснование и выбор норм надежности логистических ремонтных цепей; организация доработок и внедрение в производство.