CC BY
58
Назаренко А. С. Московский государственный университет леса МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ГОТОВНОСТЬЮ И СОСТОЯНИЕМ ТРАНСПОРТНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА
Экономическая стратегия развития экономики страны должна предусматривать динамичное и пропорциональное развитие общественного производства, повышение его эффективности, ускорение научно-технического развития, рост производительности труда, улучшение качества работы всех звеньев производства.
Решение этой важной задачи требует дальнейшего совершенствования процесса управления эффективностью использования технических средств и их состояния на основе системного подхода.
В условиях рыночной экономики и постоянного развития техники должны улучшаться экономические показатели машин, возрастать их потенциальные возможности. Наряду с этим машины становятся более современными, сложными, все больше труда, времени и средств приходится затрачивать на их эксплуатацию.
Совершенствование машин должно быть направлено на повышение эффективности и качества путем интенсификации рабочих процессов (за счет повышения нагрузок, скоростей) и соответствующего использования потенциальных возможностей. Однако помимо чисто технических потенциальных возможностей эффективность и качество работы машин зависят от факторов, определяющих организацию их эксплуатации и, в конечном счете, от квалификации и условии работы обслуживающего персонала. Все большее значение приобретают социологические и психологические факторы, эргономика, системные связи человека с машиной и средой.
Согласно многочисленным публикациям в настоящее время более 8 0% предприятий лесного комплекса убыточны. Они не могут себе позволить заменить изношенную технику на новую, вынуждены эксплуатировать старую, далеко заходя за пределы обще принятых ранее сроков амортизации.
Парк техники имеет не только большой износ и возраст, но и стал сокращаться. Объем производства лесозаготовительной техники за последние 10 лет снизился в 14 раз.
В связи с ограниченными средствами, предприятия не имеют возможность обновлять парк машин.
В то же время установлено, что затраты на техническое обслуживание и ремонт резко возрастают с увеличением возраста машин. В среднем после 4 - 5 лет работы техника становится не рентабельной и затраты на техническое обслуживание и ремонт составляют 60...75 % от остаточной стоимости машины.
Предприятия практически отказались от реализации системы периодического технического обслуживания и ремонта (СТОИРТ), принимаемый ранее в соответствии с принятым в отрасли «Положением о техническом обслуживании и ремонте машин и оборудовании лесозаготовительной промышленности», так как годовые затраты на ТО и Р превышают 25% балансовой стоимости машин.
Машины работают до первого отказа, который служит сигналом к устранению неисправности. Отсутствие следящих систем на машинах, а так же периодического их диагностирования, приводит к аварийным поломкам, к перерасходу средств на их устранение, длительным простоям.
Сокращение простоев, потерь времени и затрат в процессе эксплуатации и технического обслуживания, является одной из главных составляющих повышения эффективности использования машин.
Структурная схема анализа простоев и потерь времени представлена ниже:
Особенностью анализа является системный подход, где машина рассматривается как один из элементов
комплексной системы и реализация производительности машин
сменные затраты
(2 зэк)
есть ре-
зультат функционирования системы.
Кроме того при анализе должны быть учтены различные факторы оказывающие влияние на эффективность, технической готовность машин.
Функциональная зависимость имеет вид:
ЭИТС = / (ФкФтех ' Фэксп. ' ф )
где Фк - конструктивные факторы (надежностные показатели, ремонтнопригодность, приспособленность к ТОиР); Фтех - технологические факторы формирующие техническое состояние (оснащение, средства механизации, .... и т.д.); Фэкспл. - эксплуатационные факторы, обусловливающие формирование техническое состояния и техническую готовность (периодичность, объем ТО, ресурс); Ф^ - факторы оценивающие рационное применение
диагностических, средств связи, хранения, передачи информации.
а
Отечественные машины, особенно при фактическом отсутствии нормативного технического обслуживания отличаются низкой надежностью и разбросом сроков службы их составных частей.
Поэтому многие ученые склоняются к тому, чтобы перейти к контрольно - исполнительной системе технического обслуживания и ремонта. Она основывается на слежении за техническим состоянием машин с помощью диагностирования и выполнению ремонтно-обслуживающих воздействий по результатам диагностирования.
Представляя в самом общем виде реальную эффективность (с учетом влияния в условии системы человек-машина-среда) можно выделить следующие основные составляющие:
потребность машин в техническом обслуживании и ремонте, выполняемых в плановом порядке, характеризуется величиной коэффициента технической готовности ат (0,55< ат <0,95);
- влияние реального технического состояния Ктэ или степень снижения номинальных показателей без видимых нарушений технического состояния. Например, реальная мощность условно исправных автомобилей или тракторов может быть ниже номинальной на 10-20 %;
внутрисменные потери рабочего времени по техническим и другим причинам, характеризуются величиной коэффициента использования рабочего времени Кт.и. (0,5< Кт.и. < 0,9);
использование времени суток зависит от организации эксплуатации подвижного состава характеризуется коэффициентом Ки.в. (0,32 < Ки.в. < 0,52);
использование времени движения автомобиля в наряде оценивается коэффициентом К д (0,36 < К д < 1); использование пробега транспортного средства характеризуется коэффициентом пробега К пр. (0,121 < Кпр. < 0,1);
загруженность транспортного средства характеризуется коэффициентом использования грузоподъемности Кд
(0, 85 < Кд- < 1,55);
условия труда на рабочем месте, связанные с мероприятиями по охране труда (микроклимат, освещенность, эстетическое оформление, и т.п.), характеризуются коэффициентом условий труда Кут. Степень влияния этого коэффициента на эффективность работы можно условно определить в среднем величиной 0,8;
условия, определяющие психологический настрой рабочего, в значительной степени связаны с условиями труда на рабочем месте. Однако имеются и специфические факторы социального и другого характера, влияние которых можно выразить через коэффициент психологических факторов Кпф, в среднем он равен 0,8.
Таким образом реальную эффективность можно выразить и оценить комплексным коэффициентом потенциальных возможностей К п:
Кп = ат КТэ * КТ.И. * КИВ. * К Д * К пр * Кч * Кут.* Кпф.
Рассматривая взаимодействие элементов в системе ЧМС с учетом влияния составляющих, нетрудно заметить что, реальная эффективность значительно ниже потенциальной или номинальной и составляет:
Пр = (0,05 - 0Г45)ПН
Причем она может колебаться в значительных пределах в зависимости от конкретных условий отдельных предприятий.
Представление о характере влияния основных факторов позволяет судить о возможностях управления эффективностью и качеством работы, включая управление техническим состоянием.
Важным условием повышения эффективности и качества управления технической готовностью состоянием на современном этапе является выбор наиболее объективных критериев, показателей.
В качестве обобщающего показателя для этой цели могут быть использованы комплексные показатели, а именно коэффициент потенциальных возможностей Кп.
Каждая система и машина индивидуальны, поэтому их оценка с позиции усредненных показателей ,полученных на основе исследований статистической совокупности не может быть эффективной и обеспечить оптимальные результаты.
Практическая реализация управления техническим состоянием как основная функция формирующая техническую готовность, должно базироваться на теории индивидуально - оптимальных состояниях и математической теории оптимального управления.
Ключевым является представление о формировании технической готовности и состояния машин как цели управления, о количественной и качественной оценки состояний и их динамичности.
Процесс управления любыми системами имеет многоэтапный характер (интеративный). Модель управления эффективностью использования транспортных средств представлено на рис. 1. В дальнейшем анализ эффективности управления целесообразно проводить в соответствии с структурными элементами представленными в модели.
Анализ влияния различных факторов на техническую готовность и состояние машин показывает о
возможных резервах повышения эффективности использования машин и необходимость направленного технического воздействия , т.е управление технической готовностью и состоянием, на основе диагностической информации .
Современное управление есть управление большими системами, природа которых может быть различной: технической, биологической, социальной. Общим для всех систем является в первую очередь, большое количество структур, элементов и подсистем.
Другой важный фактор - наличие взаимосвязи между элементами систем. Именно по ней определяют целенаправленное функционирование всей системы. Для обеспечение эффективности оптимальных результатов системы должны быть управляемыми.
С учётом этого исходя из цели и задачи которые заключаются в получении дополнительного приращения коэффициента технической готовности Аад°п снижение затрат АБ^за счёт управляющих воздействий модель управления технической готовностью и состоянием машин в общем виде имеет следующие структурные составляющие: (рис.2.)
- управляемую систему, представляющую собой модель производственного и технологического процесса конкретного предприятия, которая описывается соотношением Б = (X,^ , где Х = (х,х2...хп) - множество элементов Xi и - закономерности (временной фактор) поведения системы, включающая правило действий дляX. , взаимосвязь между различными X. и внешней средой, ограничения при управлении.
При заданных множествах X и t нужно уметь находить выходной вектор У={ Г^Г2} т.е знать отображения
f -.{X,1} ^Г ;
- управляющую систему, представляющую собой модель системы управления технической готовности и состоянием машин заданную соотношением Б ’ = (X',/') и выходным вектором Г , = {Г1Г2'...ГЛ} являющейся изоморфной
сравнению
Т5 о X ь О
Ш << Т5 ш 0
XI 0 Т5 I СО
я 1 а Ш 51 1 ш Т5
а л и о Я X И >. Ш
ш 51 О СО О СО
СО !5с И ш 0 Я и Т5
О I Т5 о О Ш
Т5 51 5 51 51 0 5 а
<< Ь О X СО О О ш
0 51 Я >• << О Я
Л) б Л) Е
О СО 2 £ _Р 2 5
XI Е а 0 0 ш 0
I о О I О
Ш Т5 И О ьЗ й о
Я ш О Л) X
Т5 а 3 Я СО К
Ш Т5 § Я I
О 0 § 5 ш
£ Ь (а £
0 № 0 (0 о
О и О II *©* о
0 £ "§ Я *©* I
§ О Л) о
Я > 0 $ я со
О я 0
0 0 а О .Ф 5
О Ь Т5 О И
О сг 0 О К о
I Ь О X
л: О О О >ф О О
5!с X Я ь
0 Ш I О 8 I
Ш СО 51 сг
Ь ь 0 X
0 СГ X 0
со б О X ь
0 £ 51 к 0 ш
0 Т5 О со I
ь I !5с ш 51 I
ш Ш 0 5 О сг
о О В X
О Е О
СО а X Ь м
£ I Е о 5!с а Т5 со СГ со
О 51 О I <<
о со 51 ш б
Т5 СО £
Т5 О со 0 о О
X Л О X X Ш
£ Ь 0 Ь 5!
ш О О О 0 I О (2)
II со со О Т5 Т5
Й О со О I Ш X О 0 I I СГ §С ш я О Т5 Е Я О СО м
£5 I ь О Т5 в
СГ 0 СО
X I •*
> 51 0 >
О X 0 Т5
X X 51 X
ш 0 I 0 ш
Т5 О Я О Т5
Ш О О Ь О Ш
Я ь О 0 ?3
0 Т5 ■& X
0 0 > I 0
Т5 << £ Т5
б ш 0 £
СО £ ь О •Ф > 0 СО
<< сг Я О ^<
б I 51 Я 5
£ СГ !5с 1 51 £
а X О 0
X Т5 О X
51 со Т5 О <<
СО I I О О Я
ь X ш Л со Ь О
£ 0 0 О I
X 0 О со Я
I 0 I О о 51 Т5
51 Е X 0
0 5!с СО
Т5 51 0 I
ь 0 О I << Е
О Е а I I 0
О 0 Т5 О О 0:
I 0 Т5 а
51 Ь о Т5
X 0 ш ш О О
Ь я
<< Я 0 Т5 СО
О I СО О 0 СО
О I I Т5 Ь О
О О Е Е 0 ь
О 1 !5с 0 •* 1 1
О
о\
я
к
л
л
С)
я
о
КС
Рис. 1. Модель управления эффективностью использования транспортных
Контроль
Выполнение и реализация Обеспечение
Подготовка и организация рабочих 4 Периодичность,
мест. трудоемкость,
Сочетание форм и методов, степень оснащенности,
структуры управления уровень механизации
тождественной управляемой системе, где У' =/(Кп(сст)) является выходным параметром. Модель системы
bi — f (ПКb) влияния, связывающих между собой факторы обеспечения подсистем с i - м повышением или
понижением затрат и варьировании переменных по обеспечению условия Фф - фH, где ПКa, ПКbt'' '- произведение коэффициентов характеризующих j - факторов.
-подсистема реализации, которая предполагает за счёт применения управляющих воздействий получить положительный конечный результат, выражающийся в получении дополнительного приращения коэффициента технической готовности.
0 < Аар”1 (t + At) <а^ -аф
И сокращения затрат 0 < ASy <Бф -Sy т.е
Реализацию целевой функции
Суд ^ min
В случае получения Аа^ =0 и AS/ =0 ,производится корректировка исходных данных в управляющую систе-
му.
-для функционирования модели управления технической готовностью и состоянием машин система должна иметь обеспечение: информационное, диагностическое, средства связи, хранения и передачи информации.
Кроме того при разработки модели необходимо учитывать ограничения накладываемые на систему.
Эффективность технической эксплуатации транспортных средств определяется степенью технической готовности, которая зависит от технического состояния и оценивается реальной производительностью.
Математическая модель управления технической готовностью и состояния в общем виде может быть представлена:
ПрГ = f (Х,Z,W\Aq — Птм . Кп ^ max
где Пном - номинальная производительность
X, Z, W- соответственно контролируемые управляемые, контролируемые, неуправляемые, неконтролируемые неуправляемые факторы связанные с пробегом, временем затрачиваемым на ТО и Р и нагрузкой выполняемой транспортными средствами.
Кп — а^а^ -коэффициент потенциальных возможностей; у
аТ - коэффициент технической готовности, полученный в результате управления.
Целевая функция представляет минимум удельных затрат на единицу производительности и направлена на
у)
обеспечение эффективности использования транспортных средств за счет снижения удельных затрат ^АС^) ,
полученных в результате управления и выражается следующим уравнением:
■> min
= Сфак - СУ = асу >о, где С
итс уд уд уд , где С уд ’
'а "~и *
Функционально зависимость можно представить:
эитс = АСУуд = (Аадоп • b -al) >0
Анализу данных с учётом требований к организации управления технической готовностью и состоянием показывает, что одним из важнейших резервов снижения затрат на ТО и Р является информационно и диагностическое обеспечение. Получение фактических данных об изменении технического состояния машин позволяет принять оптимальное решение для получения положительных результатов.
Апробация предоставленной модели осуществляется в процессе выполнения исследовательской работы на кафедре ТМ и Р МГУЛ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Быков В.В Назаренко А.С Юрков Н.К Моделирование системы технического сервиса- М.:МГУЛ, 2004 - 84
с.
2. Назаренко А.С Теоретические предпосылки управления техническим состоянием лесных машин и агрегатов. Лесопромышленник №2 2004 с 15-17
3. Назаренко А.С Быков В.В Управление техническим состоянием агрегатов трансмиссии на основе диагностирования. Материалы международного симпозиумома «Надежность и качество 2004.» -Пенза_ч2-533-535
