Основные направления развития системы обеспечения работоспособности мобильных машин в условиях Сибири

Дальнейшее развитие сельского хозяйства Сибири непосредственно связано с инженерно-технической системой, обеспечивающей эффективное поддержание мобильных машин, как технологической основы современного механизированного производства, в надлежащем работоспособном состоянии. Решение этой задачи в значительной мере усложняется повышенным сроком эксплуатации парка имеющихся машин в отрасли и недостаточной оснащенностью специализированным оборудованием для выполнения операций обеспечения работоспособности техники. Имеющиеся в зоне Сибири субъекты технического сервиса в определенной мере снижают остроту этой задачи. Однако из-за слабой экономической основы многие сельскохозяйственные товаропроизводители в зоне не в полной мере могут воспользоваться услугами таких субъектов. В результате медленно повышается эффективность современного сельскохозяйственного механизированного производства. В целях изыскания путей предотвращения возможных последствий указанной ситуации проанализированы основные направления развития системы обеспечения работоспособности мобильных машин (ОРММ) в современных условиях Сибири на основе оперативного, качественного и экономичного выполнения необходимого комплекса работ и услуг.

Материалы и методы исследования

Современная комплексная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве является основой системы обеспечения работоспособности техники. Поэтому рассмотрим вначале основные составляющие указанной комплексной системы.

В комплексной системе предусматривают три стратегии обслуживания [1]: 1) по потребности после отказа; 2) регламентированная в зависимости от наработки (календарного времени) по сроку и содержанию ремонтно-обслуживающих воздействий; 3) по состоянию с периодическим или непрерывным контролем (диагностированием). При этом учитывают такие факторы, как безотказность машин, их стоимость, срочность выполнения сельскохозяйственной работы, уровень развитости системы технического сервиса, наличие и стоимость современных средств диагностирования, уровень подготовки кадров механизаторов и слесарей-наладчиков и др.

Стратегией 1 достигается полное использование ресурса машины и составляющих ее элементов. Но при этом снижается их надежность (безотказность), увеличиваются простои машин по техническим причинам и связанные с этими простоями потери продукции. При низкой надежности машины применение данной стратегии может парализовать механизированные операции в самый ответственный период сельскохозяйственных процессов (посевная, уборочная и др.). Неприемлемо использование этой стратегии для большинства операций технического обслуживания, носящих обязательный характер: замена масла и фильтрующих элементов, проверка уровня тормозной жидкости и др. Поэтому, практически с начала развития механизации сельскохозяйственного производства, работоспособность техники поддерживается на основе предупредительных стратегий обслуживания и ремонта: по регламенту и по состоянию.

В период деятельности объединения «Сельхозтехника» важнейшей задачей капитального ремонта было обеспечение послеремонтного 80%-ного ресурса машины. С этой целью на ремонтных предприятиях внедрялись элементы промышленного производства, добивались высокой обеспеченности ремонтного производства запасными частями, ужесточались допуски на ремонтные размеры деталей и соединений.

В настоящее время, когда количество машин в отрасли по сравнении с 1991 г. уменьшилось в 3-4 раза, а уровень их технической готовности снизился до 40-60%, возрождение и развитие ремонтного производства машин становится одной из приоритетных задач как АПК, так и заводов-изготовителей. Применение современных технологий восстановления деталей машин и использование остаточного ресурса многих ремонтируемых и выбракованных элементов машин позволяет воссоздавать машины и их агрегаты с затратами, значительно меньшими, чем на новые их образцы. При полной замене наиболее изношенных и сохранении основных, базисных деталей возможно, как показывает зарубежный опыт, в процессе такого ремонта машины достижение ее 100%-го ресурса.

Стратегия назначения ремонтно-обслуживающих работ в соответствии с результатами оценки технического состояния определенного узла, агрегата или машины, опираясь на полученную из практики информацию, позволяет корректно обосновать регламент работ и выполнять профилактические операции с наибольшей эффективностью, уменьшая тем самым расходы за счет более полного использования остаточного ресурса заменяемых узлов и деталей.

Минимизация затрат на поддержание работоспособности техники в ближайшей перспективе возможна при реализации планово-предупредительной стратегии технического обслуживания (ТО) и ремонта, дополненной рациональным использованием средств диагностирования, с предотвращением отказов путем профилактических замен агрегатов и деталей, а также определением целесообразности и необходимого объема ремонтно-обслуживающих воздействий в определенный момент времени.

Результаты и их обсуждение

С повышением конструктивной сложности машин возрастает роль методов диагностирования, реализуемых на базе электронных средств - приборов и устройств. Трудоемкость диагностирования мобильных машин с помощью этих средств все еще значительна и нуждается в сокращении. Пока по многим параметрам не достигнута и требуемая точность диагностирования. Поэтому необходимо совершенствование системы диагностических средств, при более тесном увязывании ее с системой технического обслуживания.

Нужно также улучшить конструкцию и технико-экономические характеристики диагностических приборов путем их дальнейшего развития, в том числе приспособлением к операциям диагностирования тракторов нескольких марок. Целесообразно разработать универсальные многопараметрические приборы так, чтобы каждый из них обеспечил возможность измерения множества физических величин на всем требуемом диапазоне и применительно к диагностическим параметрам различных механизмов мобильных машин. Необходима также замена механических приборов электронными и объединение их в комплексные приборы.

Дальнейшее совершенствование диагностических средств должно идти в направлении автоматизации основных элементов процесса диагностирования (сбора, обработки и учета информации, подготовки решения по управлению техническим состоянием машины). По сути, речь идет об интеллектуализации соответствующего приборного и технологического инструментария. Наряду с этим важно уделять большее внимание и обеспечению приспособленности конструкций мобильных машин к проведению диагностирования для углубленной оценки их технического состояния, а также поиска неисправностей.

В последнее время широко развиваются методы диагностирования, обеспечивающие дистанционное измерение параметров технического состояния. В частности, на тракторах и автомобилях ведущих западных фирм стали широко использовать бортовые электронные средства, выполняющие функции контроля, регулирования или автоматического управления различными системами и механизмами машин, а также непрерывно обеспечивающие оператора необходимой информацией. На выпускаемых в настоящее время отечественных машинах такие средства пока применяются редко, однако в перспективе производители машин в рамках системы GLONAS уже рассматривают возможность установки на перспективных мощных моделях такие системы. Расширение сферы применения этих методов позволит значительно повысить эффективность диагностирования и расширит область его применения.

Ремонтно-эксплуатационная база (РЭБ) сельскохозяйственных товаропроизводителей является одной из важной составляющей в обеспечении работоспособности мобильных машин (ММ) [2–5]. В ходе реформирования экономики отрасли многие товаропроизводители оказались малообеспеченными специализированными средствами выполнения наиболее сложных операций обслуживания техники. Вследствие этого такие операции нередко выполняются с отклонениями от нормативных требований, что проявляется в снижении работоспособности ММ.

Данная ситуация может быть улучшена различными путями. Первым из них является повышение уровня информированности специалистов отрасли по вопросам рационального выполнения операций ремонтно-обслуживающих воздействий на основе использования специализированных средств в составе определенных объектов РЭБ. Второй путь связан с модернизацией имеющегося у товаропроизводителя варианта РЭБ до приемлемого уровня в зависимости от наличного парка ММ и финансовых возможностей. Третий путь предполагает объединение имеющихся объектов РЭБ нескольких хозяйств на кооперативной основе [6]. Возможен также путь отказа от использования РЭБ для случаев, когда все ремонтно-обслуживающие воздействия выполняются специализированными сервисными предприятиями.

Объединения фермеров в форме товарищества, акционерного общества могут сформировать или приобрести объекты ремонтно-обслуживающего производства как для собственных нужд, так и для реализации услуг на сторону. В первую очередь, это могут быть такие объекты, как ремонтная мастерская, машинный двор, нефтесклад с постами заправки, пункт (станция) проката машин, передвижные агрегаты технического обслуживания и ремонта и др.

Необходимая модернизация существующих объектов РЭБ позволит специалистам более квалифицированно решать производственные вопросы реформирования существующих у них баз и тем самым более эффективно обеспечивать работоспособность имеющихся у них ММ.

В основу модернизации РЭБ можно положить типовые объекты РЭБ [7]. Основные проекты и показатели центральных ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий приведены в табл. 1 [8].

Таблица 1

Основные показатели центральных ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий

Показатель	Парк тракторов с.-х. предприятия
	25	50	75	100	150	200
Типовой проект	816-1 171.89	816-1 173.89	816-1 175.89	816-1 178.89	816-1 178.89	816-1 180.89
Трудоемкость выполнения работ (годовая), чел.-ч	12201	23624	36330	38349	44503	59336
Общая среднегодовая численность работающих, чел.	9	16	25	29	32	41
В том числе рабочих	6	14	22	23	24	32
Общая площадь, м2	1218	1583	1729	1977	2032	2124

В рамках модернизации функций РЭБ важную роль играет расширение сети технических обменных пунктов (ТОП), наиболее эффективно реализуя агрегатный метод обслуживания техники. При этом можно учитывать рациональные типоразмеры районных ТОПов. Рекомендуемые их размеры и количество для Новосибирской области представлены в табл. 2.

Таблица 2

Рекомендуемые размеры и количество районных ТОПов Новосибирской области

Площадь, м2	Размеры, м	Количество, шт
216	18 X 12	1
288	24 X 12	3
360	30 X 12	7
432	36 X 12	8
504	42 X 12	4
576	48 X 12	4
648	54 X 12	3

В качестве основных направлений развития системы организации ремонта мобильных машин (ОРММ) в современных условиях Сибири рассматривается также обеспечение запасными частями и топливно-смазочными материалами, развитие вторичного рынка техники, подготовка кадров, улучшение финансового обеспечения. Значительное внимание уделяется информационному обеспечению технического сервиса.

В ремонтно-обслуживающем производстве, на станциях технического обслуживания и ремонтных заводах и других предприятиях технического сервиса возросла роль технической документации [9]. Существует определенная система, устанавливающая номенклатуру документов и требования к их содержанию, оформлению, согласованию и утверждению. Эти требования отражены в государственных стандартах и отраслевых документах.

Характерной особенностью технической литературы является ее широкая номенклатура и значительный объем представляемого материала. Поэтому на восприятие такого материала специалистам приходится тратить много времени и труда, а сама эффективность технической эксплуатации во многом определяется полнотой используемой информации и ее доступностью. Применение информационных технологий позволяет значительно совершенствовать информационное обеспечение технической эксплуатации машин. Так, имеющаяся система информационного обеспечения должна быть дополнена локальными информационными фондами (наряду с крупными библио- теками существуют небольшие библиотеки различных предприятий, успешно выполняя многие функции информационного обеспечения различных категорий работников). СибИМЭ предложен один из возможных путей совершенствования представления технической документации за счет применения гипертекстовой информационной технологии и объектно-ориентированного подхода к созданию таких систем [10–12].

В развитие основных положений методики систематизации и интеграции знаний по технической эксплуатации мобильной сельскохозяйственной техники был апробирован прием представления электронных версий публикаций на компьютере, реализуемого по трем схемам. По 1-й схеме пользователю предоставляют электронные версии публикаций, размещенные на компьютере в обычном, традиционном виде, но с упрощением процедуры просмотра, на основе заранее сформированной структуры директорий и поддиректорий по проблематике деятельности специалиста инженернотехнической системы. По 2-й схеме пользователь оперирует электронными публикациями, представленными в виде коллекции (корпуса) текстов. Для развития методических приемов реализации схемы разработан и апробирован прием сокращения затрат времени на оперирование сведениями путем разделения контентов в виде таблиц и рисунков публикаций. При реализации 3-й схемы формируется комплекс консолидированных контентов (ККК) на основе привязки фрагментов публикаций к узлам базовой структуры информационного пространства рассматриваемой проблематики. Приемы разделения контентов в виде таблиц и рисунков применимы и к ККК.

Многообразие операций восстановления деталей, методов реализации операций, описания которых представлены в различных технологических картах, инструкциях, схемах, публикациях и др., обусловливает необходимость систематизации и формирования имеющихся по восстановлению деталей знаний, определения номенклатуры компонентов информационной системы и обоснования структуры каждого из них. Концептуальные основы основных блоков указанной системы рассмотрены [13].

Одним из путей повышения эффективности технической эксплуатации сельскохозяйственной техники является использование системы поддержки выполнения операций ее ТО с помощью компьютера. В реализации такого пути были разработаны специализированные информационные системы (СИС) применительно к выполнению операций ТО тракторов типа «Кировец» [14–15] и грузовых автомобилей четырех моделей КамАЗ [16–17]. Дальнейшее развитие работ в указанном направлении может быть осуществлено созданием СИС, позволяющей поддерживать выполнение рассматриваемых операций по всем моделям тракторов и грузовых автомобилей.

В сфере технической эксплуатации сельскохозяйственной техники роль информации будет постоянно возрастать. Поэтому нужны дальнейшие усилия по созданию более совершенных информационных систем. Они должны быть информационно более насыщенными и более доступными для использования. В качестве таковых можно указать предоставление потребителям возможности получения в оперативном режиме необходимых сведений о всех сервисных предприятиях региона; получение справки о сервисных предприятиях, по которым в подсистеме имеются данные, и о видах операций по обеспечению работоспособности ММ, выполняемых сервисными предприятиями области; получение информации о сервисных предприятиях, обеспечивающих работоспособность агрегатов, узлов и деталей одной конкретной модели ММ; информационно-консультационную поддержку выполнения определенной операций обеспечения работоспособности ММ; выдачу сведений об инновациях операций обеспечения работоспособности ММ и др.

Выводы

В связи со сложившейся экономической ситуацией в сельском хозяйстве, в частности, рассредоточением техники по многочисленным владельцам, старением парка машин, резким сокращением ремонтно-обслуживающей базы и инженерной службы на селе, недостаточной оснащенностью специализированным оборудованием и приборами для сервисного обслуживания техники, особая роль отводится региональной системе обеспечения работоспособности мобильных машин, осуществляющей качественный технический сервис техники сельских товаропроизводителей. Требуется решение ряда организационно-технических задач по определению времени, места и объема работ по выявлению потребности в техническом вмешательстве и оперативном проведении его, так как в настоящее время многие вопросы, как по содержанию, так и по методическому уровню их решения, не отвечают условиям каждого хозяйства.

С целью определения путей решения и развития основных направлений системы проанализированы ее основные составляющие: процессы технического обслуживания и ремонта машин, выполняемые в соответствии с принятыми стратегиями обслуживания, технического диагностирования; состояние и тенденции развития ремонтно-эксплуатационной базы сельских товаропроизводителей; современные особенности обеспечения запасными частями для широкого обслуживания техники агрегатным методом и топливно-смазочными материалами; информационное обеспечение специалистов сферы технической эксплуатации сельскохозяйственной техники.

Для основных направлений системы обеспечения работоспособности мобильных машин приведены концептуальные положения по их дальнейшему совершенствованию и развитию, реализация которых позволит повысить готовность парка машин на 15–20% по сравнению с показателями 2015 г. за счет оперативности технического обслуживания и ремонта, выполняемых на всех уровнях системы, снизить потери продукции от несвоевременного выполнения сельскохозяйственных работ и получить дополнительное продовольствие и сельскохозяйственную продукцию в АПК области на сумму не менее 2–3 млрд руб. ежегодно.

A.E. Nemtsev, A.M. Krikov

SRIME SFSCA RAS, Krasnoobsk, Novosibirsk

The Main Directions of Development of the System Ensure the Efficiency of Mobile Agricultural Machines in Conditions of Siberia