CC BY
33
МАШИНОСТРОЕНИЕ. ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 631.3.004.54
МОДЕЛЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РЕМОНТА МАШИН
М.М. Бендик, В.М. Натарзан
Кафедра эксплуатации автотранспортных средств Российский университет дружбы народов 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Строится модель непрерывного технологического процесса ремонта автомобилей на специализированном предприятии.
Повышение эксплуатационной надёжности автомобилей является важнейшей проблемой. Совершенствование технологического процесса ремонта машин путём снижения его продолжительности во многом способствует её решению. Значительное сокращение времени проведения текущего ремонта автомобилей обеспечивается за счёт непрерывности технологического процесса восстановления их работоспособности. Путём своевременной доставки запасных частей к ремонтируемому объекту можно ликвидировать разрыв между демонтажными и монтажными операциями при заменах дефектных элементов машин. Процессы замен составных частей автомобилей при устранении их отказов осуществляются из оборотного фонда автотранспортных предприятий (АТП). Планирование сроков и объёмов ремонтных работ и необходимых для их проведения ресурсов осуществляется с применением диагностической информации о техническом состоянии автомобилей, благодаря которой увеличивается время удовлетворения заявок на узлы и агрегаты оборотного фонда за счёт более раннего их формирования.
Необходимо обосновать количество сборочных единиц оборотного фонда АТП. Поставленную задачу следует рассматривать как задачу массового обслуживания в системе с ожиданием. Требование на ресурсы, попавшее в систему, будет находиться в ней до тех пор, пока оно не будет удовлетворено. Под требованием понимается заявка на определённую номенклатуру сборочной единицы автомобиля. Согласно теоретическим положениям поток требований на ресурсы для восстановления работоспособности автомобилей соответствует простейшему пуассоновскому. Обслуживающими аппаратами являются конкретные типоразмеры ремонтных ресурсов. Распределение времени обслуживания одного требования подчиняется показательному закону с параметром у.
Состояние системы массового обслуживания - результат взаимодействия входящего потока требований и механизма обслуживания при определённой дисциплине очереди.
Состояние системы характеризуется потоком требований и временем обслуживания, которые описываются статистически в виде рядов распределений, характеризующих законы распределения вероятностей. Для описания входящего потока применяется распределение Пуассона, а для времени обслуживания - показательное распределение.
Входящий поток представляет собой некоторую последовательность требований, поступающих в систему обслуживания. Предполагается, что требования в систему поступают не группами , а по одному , т.е. принимается допущение о том , что одновременное поступление в данную систему двух или более требований исключается. Если поток требований отвечает указанному условию, то обладает свойством ординарности. Другой важной характеристикой входящего потока является частота поступления требований на запасные части в единицу времени , которая варьирует в процессе производственного цикла и описывается соответствующим распределением. Если вероятность поступления требования зависит только от продолжительности периода, то входящий поток обладает свойством стационарности. Относительно ряда реальных систем массового обслуживания принимается условие, согласно которому интервалы между поступлением требований являются независимыми
величинами, т.е. между ними нет связи. Подобное свойство входящего потока названо отсутствием последействия.
Формализуем механизм процесса обслуживания. Он характеризуется пропускной способностью, определяемой количеством каналов обслуживания, то есть максимальным числом требований, которые обслуживаются одновременно. Рассматриваемые объекты обеспечения оборотным фондом процессов ремонта являются многофазовыми,то есть имеют неоднородные совокупности каналов, зависящие от номенклатуры ресурсов.
Проведенные исследования показывают, что входящий поток требований на запасные части можно считать стационарным, ординарным с отсутствием последействия, что указывает на возможность применения для изучения этих систем положений теории массового обслуживания. Исходными данными при определении потребности в ремонтных ресурсах являются показатели, характеризующие нормативную периодичность и объёмы ремонтных воздействий. Входящий поток характеризует совокупность требований на ресурсы, описывается пуассоновским распределением. Обоснование производственной структуры (ООФ) ремонтной базы производится с целью рационального резервирования в них ресурсов для обеспечения заданного времени обслуживания в соответствии с техническими требованиями и достижения непрерывности технологических процессов восстановления работоспособности автомобилей.
Установлено, что ООФ являются многоуровневыми системами и в зависимости от вида ресурсов и режимов пополнения ими распределительных объектов классифицируются на два типа: с постоянным уровнем запаса и восстанавливаемыми ресурсами многоразового применения; с переменным уровнем запаса и ресурсами одноразового применения.
Объекты оборотного фонда АТП относятся к первому типу ресурсообеспечивающих систем. Они имеют неснижаемый запас изделий оборотного фонда, восстанавливаемых на ремпредприятиях. Оборотный фонд представляет совокупность у- х изделий обменного и ремонтного фонда. Поток требований на у- е изделие в к - м интервале характеризуется величиной А]К, которая формируется с учётом вероятностной оценки количества отказов этого изделия на основе прогнозирования его технического состояния.
Обоснование потребного количества оборотного фонда осуществляется из условия непрерывности технологического процесса восстановления работоспособности машин.
Непрерывность данного технологического процесса обеспечивается в том случае, если в момент окончания операций по демонтажу дефектных составных частей имеется необходимый оборотный фонд для завершения ремонта.
Поэтому задача заключается в обеспечении заданной продолжительности доставки агрегатов оборотного фонда, определяемой из выражения:
т,='£т1,{к) 1 = и, о)
ы
где Т^,Т^2,Т]з - средние продолжительности передачи информации о потребности в ресурсах, ожидания наличия ресурсов и доставки их.
Первая и третья составляющие определяются природно-производственными факторами, характеризующими организацию связи, состояние дорог, наличие транспорта и др.
Необходимо определить такой уровень резервау'-х изделий в к -м интервале У] (к) , чтобы обеспечить заданную величину среднего времени удовлетворения в у-х изделиях - Т}2. В соответствии с положениями теории массового обслуживания величина Т-г определяется по формуле :
где Р. - вероятность того, что в момент поступления требований на у-е изделие оно будет
отсутствовать; У ■ (к) - расчетное количество у-х изделий обменного фонда, находящихся в резерве в к-м интервале; 1 / V ] - среднее время обслуживания одного требования на у-е изделие, поступающих в единицу времени в к-м интервале; Л- (к) - среднее число требований нау-е изделие, поступающих в единицу времени в к-м интервале.
Величину Р, определяем из выражения:
г „ /, \ЛУ#)
(3)
г1
Х,(к)
У1 У
где Р ■ - вероятность того, что у-е изделие обменного фонда будет присутствовать в резерве. Величина • определяется из выражения:
-1
"Ь
{г]{к)-\)ЩкУ]-хХк))
(4)
Среднее время удовлетворения заявки на у-е изделие обменного фонда Т)2 находится по уравнению:
‘А '
Г 1 ^ ; г, (к)
г ¡(к)-1 й к\ Ч(*П к Г,(к)~ (г,(*)-1)(к;(*>у -Цк))7
{ у.< ) , { у; J
(5)
*
■.РМ
Рис.1. Динамика объемов ремонтного и обменного фонда изделий
Из данного уравнения подбором определяются целочисленные значения уровней запаса обменного фонда Y-(к) , при которых достигается заданное время удовлетворения спроса
с учетом исходных данных Xj (к) и V..
Для обеспечения расчетных уровней резерва j-x изделий обменного фонда Г, (к) в к-х
интервалах необходимо обосновать неснижаемые объемы оборотного фонда с учетом несоответствия потоков пополнения и потребления изделий обменного фонда.
Пополнение обменного фонда осуществляется ритмично, что определяется производственной мощностью и программой спецремпредприятий. Поэтому на входе рассматриваемой подсистемы формируется равномерный поток ее пополнения j-ми изделиями
Rj =2 Rj (к) = NRj (к) = Тк т}, т; -> const (6)
к=1 £=i
где Тк - продолжительность к-го интервала; т ■ - темп поставки j-то изделия.
Вследствие специфических особенностей производства на выходе ТОП трансформируется неравномерный поток спроса нау'-е изделие обменного фонда в к-е интервалы
N N
Н] = £ Я, (к) = £ TkÀj (к), Я; (к) * const. (7)
К=1 К=1
Могут возникнуть три ситуации. Количество поступающих на ООФ j-x изделий обменного фонда в к-й интервал совпадает со спросом т . = Лу (к) , превышает TJ > Я , {к) или
меньше его тj < Xj (к). Следовательно, при достаточности в целом производственной
МОЩНОСТИ спецремпредприятий Rj > H J при появлении нехватки в обменном фонде j-x
изделий на ТОП в к-х интервалах ее компенсируют за счет аккумулирования запасов в предшествующих интервалах и функционирования ТОП в накопительном режиме (см. рис.). Количество j-x изделий в оборотном фонде определится как разность между
максимальным и минимальным значениями функции
В, =тах£[лд*)-Я/*)]-тт£[д;(*)-Я,(*)]. (8)
К=1 к=1
Полученные закономерности изменения времени удовлетворения спроса на запасные части в зависимости от уровня их резерва применяются при обосновании объёма изделий оборотного фонда в автотранспортных предприятиях для достижения непрерывности технологического процесса восстановления работоспособности автомобилей. Общий несни-жаемый запас оборотного фонда определяется с учётом его аккумулирования при работе ООФ в накопительном режиме, что способствует обеспечению автотранспортных предприятий обменным, а ремонтных предприятий ремонтным фондом.
MODEL OF MAINTENANCE OF THE CONTINUITY OF TECHNOLOGICAL PROCESS OF REPAIR OF MACHINES
M.M. Bendik, V.M. Fomin
Department of exploitation of automotive means Russian Peoples' Friendship University St. Miklucho-Maklay, 6, 117198 Moscow, Russia
The model of continuous technological process of car repairs at the specialized enterprise is been under construction.
