Информационное обеспечение в системе технического обслуживания и ремонта мобильных машин в сельском хозяйстве

С каждым годом растет сложность техники и объем информации, который сопровождает ее эксплуатацию, в частности ее обслуживание и ремонт. Существенно возрастает роль информационных технологий в техническом сервисе, информационных и интеллектуальных технологий в диагностике машин, интегрированных и аддитивных технологий при ремонте.

Цель исследования – обоснование подхода к формированию информационной модели технического обслуживания и ремонта и разработка статистической (факторной) информационной модели технического обслуживания и ремонта по результатам опроса инженерно-технических специалистов предприятий АПК.

Материалы и методы

В последнее время появляется все больше научных трудов и решений в области разработки и эксплуатации систем информационного обеспечения технического обслуживания и ремонта (ТОиР) [1–3]. Для того чтобы понять глубину проработанности вопроса и предлагаемых решений, необходимо, опираясь на научные и практические достижения, смоделировать релевантную современному уровню развития научнотехнического прогресса информационную модель (ИМ) ТОиР.

В трудах В.В. Извозчиковой [4] и А.Г. Федорова [5] представлена модель взаимосвязи информационного обеспечения и технического сервиса, включающая собственно деятельность (ремонтно-обслуживающее воздействие и управление) и подсистему информационного обеспечения. Выполненные учеными исследования показали: доля информационного обеспечения во всем ремонтно-обслуживающем воздействии составляет порядка 15%, а доля информационного обеспечения в процессе принятия решения – не менее 80%. Авторы полагают, что за счет рационального использования информационных потоков можно сократить время на ТОиР в среднем на 20–25%. Ю.В. Катаев предложил подходы к формированию информационного обеспечения при техническом обслуживании энергонасыщенных тракторов [6]. Им сформулирован ряд предпосылок к разработке системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов, включающих: повышение доступности разработок; систематизацию знаний и информации в единую систему; реализацию программно-алгоритмических средств и информационных компонентов в прогнозировании остаточных ресурсов основных узлов и агрегатов; учет при обслуживании и автоматизированную фиксацию индивидуальных параметров технического состояния тракторов.

На основе своих исследований Ю.В. Катаев делает вывод, что необходима разработка системы информационного обеспечения технического обслуживания тракторов в виде самостоятельно функционирующей информационной компоненты в АПК. А.М. Криков полагает, что для построения ИМ необходим системный анализ, задачей которого будет являться выделение существенных частей и свойств объекта, связей между ними, а выбор существенных свойств ИМ устанавливается содержанием процессов ТО [7].

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46)

PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS

В трудах ряда зарубежных ученных рассматриваются в целом перспективы использования информационных и коммуникационных технологий в цикле кибер-физического управления фермой [8], а в трудах российских ученых Н.К. Толочко, С.О. Ну-кешева, Н.Н. Романюка, В.Н. Хлынова проанализированы прогрессивные технологии технического сервиса в сельском хозяйстве [9]. Ученые выделяют современные особенности применения информационных технологий в управлении деятельностью предприятий технического сервиса, указывают на повсеместное внедрение информационных и интеллектуальных технологий в диагностику машин, нанотехнологий, интегрированных и аддитивных технологий при упрочнении и восстановлении деталей машин, высокоэнергетических технологий при очистке деталей машин от загрязнений, а также нанотехнологий для улучшения качества смазочных и топливных материалов.

Обобщая эти и другие работы, можно выстроить принципиальную (верхнеуров-невую) информационную модель (ИМ) системы ТОиР (рис. 1) с охватом всех внешних и внутренних процессов ТОиР.

Рис. 1. Принципиальная информационная модель ТОиР

В ИМ ТОиР можно выделить несколько блоков. Блоки А и Б обеспечивают поток рыночной информации. Блоки В, Г и Ж обеспечивают прежде всего поток нормативнотехнической информации. Блоки Д и Е формируют информационно-технологическую и цифровую основу ТОиР. Справедливым представляется обособление блока З, обеспечивающего компетентностную функцию ТОиР обеспечениия непрерывного и актуального потока знаний персонала. Важно также выделить блок И, об этом говорят многие ученые, как важный ресурс поддержки принятия как управленческих решений, так и решений в процессе эксплуатации техники.

В соответствии с ГОСТом информационная модель – это модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта, и позволяющая при подаче на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта [10]. В более широком смысле для

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46)

PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS целей нашего исследования под информационной моделью ТОиР следует понимать совокупность информации, характеризующей существенные свойства и состояния системы технического обслуживания и ремонта, а также взаимосвязи внутри и вне системы. Содержание самих понятий ТОиР определены с учетом ГОСТ 18322–2016 [11].

В принципиальной схеме информационной модели ТОиР (рис. 1) представлены наиболее существенные информационные блоки (ИБ) разной степени развитости и степени удовлетворенности ими субъектов системы ТОиР. Для понимания сути происходящих процессов в отдельных информационных блоках и выработки практических рекомендаций по их развитию была разработана статистическая (факторная) модель ИМ ТОиР по результатам опроса инженерно-технических специалистов предприятий АПК.

Для решения поставленной цели были использованы методы исследования: опросы (анкетирование, интервьюирование), качественный контент-анализ и факторный анализ. Опрошены 100 специалистов, которым предложено в свободной форме охарактеризовать содержание блоков ИМ. Далее было проведено повторное анкетирование для оценки важности указанных ранее характеристик. Респондентам было предложено по пятибалльной шкале (где 5 баллов – очень важно, 1 балл – не имеет значения) оценить показатели, сформированные по результатам опроса. Для разработки статистической (факторной) модели материалы опросов сведены в единую матрицу и подвергнуты факторному анализу. Результаты анализа и обработки данных представлены в таблице.

Статистическая (факторная) модель ИМ ТОиР

Обозначение ИБ (фактора)	Удельный вес ИБ (фактора)	Содержание ИБ (наполнение фактора)	Идентификация фактора
А	7%	Наличие техники, доступной для заказа, достоверные технические характеристики, дилерская сеть, региональный склад запасных частей, финансовые преференции, имидж марки, репутация дилера, внимание к клиентам, оперативность мобильных бригад	Рынок и сервис
Б	9%	Условия послегарантийного обслуживания, оперативность поставки запасных частей, качественные аналоги запасных частей, возможность ремонта и изготовления механизмов в сервисе, информационноконсультационная поддержка на местах, стоимость услуг	Послегарантийный сервис
В	10%	«Черная утилизация», предельное состояние техники, оптимальный срок службы, жизненный цикл техники, восстановительный ремонт, восстановление и повторное использование частей, инструкция по утилизации, реализация компонентов машин, ресурсосбережение	Циркуляционная экономика
Г	6%	Восстановление и улучшение технических показателей, повышение надежности, повышение экономичности, повышение комфорта, агрегаторемонтные предприятия, универсальное использование техники и агрегатов	Модернизация

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46)                      PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS

Окончание таблицы

Обозначение ИБ (фактора)	Удельный вес ИБ (фактора)	Содержание ИБ (наполнение фактора)	Идентификация фактора
Д	7%	Автоматизация ТОиР, сокращение затрат на ремонт, снижение потерь от простоев, планирование и учет ТОиР, информационные технологии, продвинутые навыки пользователя ПК, повышение информационной грамотности, информационно-консультационная поддержка, новый тип управления	Автоматизация ТОиР
Е	9%	Базы данных, базы знаний, оцифровка данных, искусственный интеллект, датчики удаленного контроля, компьютерный мониторинг, дистанционный мониторинг, электронные опции, бортовая электроника	Цифровизация
Ж	10%	Технические регламенты, технологическая инструкция, паспорт безопасности, паспорт качества, технические условия, технологический процесс, технологическая карта обслуживания и ремонта, стандарты, правила и порядки проведения ТОиР, качество эксплуатации	Документация
З	20%	Профессиональные компетенции, повышение квалификации, базовые знания, компьютерная грамотность, универсальные знания, теоретические знания, информированность о современных подходах в ТОиР, умение работать с нормативной документацией	Квалификация
И	13%	Поддержка в принятии решения, база знаний, база данных, интерактивный доступ, «24/7», консультационные услуги, информационная поддержка, сопровождение эксплуатации, мобильный доступ	Информационноконсультационные услуги (ИКУ)

Суммарный вклад в общую дисперсию равен 91,0%, из чего следует, что наполнение выявленных факторов можно считать удовлетворительным с учетом высоких темпов развития и уровня неоднородности предметной области.

Результаты исследований

Как видно из представленных данных таблицы, наибольший вес имеют факторы, связанные с квалификацией персонала (20%); информационно-консультационной поддержкой в принятии решений в формате «24/7» (13%); нормативно-технической документацией, формализующей деятельность и облегчающей принятие решений (10%); продлением жизненного цикла машин и механизмов, а также созданием условий включения в экономический оборот неремонтопригодной техники и ее агрегатов (10%). Важно отметить, что на момент проведения исследования удовлетворенность вызывают факторы, связанные с рынком и сервисом (7%); модернизацией имеющегося парка техники (6%); условиями послегарантийного сервиса с высоким уровнем важности этого фактора (9%). Можно констатировать появление потребности в автоматизации ТОиР (7%) и более широком использовании компьютерной техники, баз данных и баз знаний (9%).

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46)

PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS

Рис. 2. Изменение значения факторов в факторной модели на горизонте времени «2032+»

В рамках исследования респондентам также было предложено высказать предположение об изменении удельного веса факторов на горизонте 10+ лет с учетом сохранения темпов научно-технического прогресса и проникновения его в машиностроение и эксплуатацию (рис. 2).

В результате оценки экспертного мнения изменение факторов ИМ ТОиР получилось разнонаправленным. Факторы рынка и сервиса (50%), послегарантийного сервиса (11%), циркуляционной экономики (45%) и документации (36%) имеют тенденцию к снижению. Факторы автоматизации ТОиР (27%), цифровизации (38%), квалификации (13%) и информационно-консультационных услуг (13%) повышают свое значение в модели.

Выводы

Таким образом, по результатам проведенных исследований можно сделать выводы.

Модель ТОиР, представленная в виде информации, описывающей существенные для объекта и предмета исследования параметры, связи между ними, позволяет обосновать формирование ИМ ТОиР, включающей девять принципиальных информационных блоков.

Статистический анализ позволил выявить наиболее существенные факторы, влияющие на ИМ ТОиР и позволяющие предположить, что путем подачи на модель через них информации можно моделировать возможные состояния эффективности системы ТОиР.

Экспертные оценки позволили определить изменение значения факторов в факторной модели на горизонте времени «2032+» и установить в перспективе совокупность информации, характеризующей существенные свойства и состояния системы технического обслуживания и ремонта в будущем, а также перспективные взаимосвязи внутри и вне системы.

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46)

PROCESSES AND MACHINES OF AGROENGINEERING SYSTEMS