Обоснование необходимости автоматизации рабочих мест инженеров для контроля надежности технологических систем Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Литература

1. Кутьков, Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства / Г.М. Кутьков. - Москва: Колос, 2004. -504 с.

2. Яровой, В.Г. Совершенствование сельскохозяйственного колесного движителя: монография / В.Г. Яровой. - Зерно-град: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2008. - 158 с.

3. Бобряшов, А.П. Тяговые показатели гусеничных тракторов / А.П. Бобряшов, И.Ф. Белый // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2001. - № 11.

4. Бобряшов, А.П. Определение максимальной тяговой мощности гусеничного трактора / А.П. Бобряшов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2001. -№ 12.

Сведения об авторах

Яровой Виктор Григорьевич - канд. техн. наук, профессор кафедры тракторов и автомобилей Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно-град). Тел. 8(86359)43-6-51.

Сергеев Николай Викторович - канд. техн. наук, доцент кафедры тракторов и автомобилей Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно-град). Тел. 8(86359)43-6-51. E-mail: getm_vm@mail.ru.

Шипик Людмила Юрьевна - канд. техн. наук, доцент кафедры высшей математики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)43-5-89.

Information about the authors

Yarovoy Viktor Grigorievich - Candidate of Technical Sciences, professor of the tractor and automobile department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-6-51.

Sergeev Nikolay Viktorovich - Candidatе of Technical Sciences, associate professor of the tractor and automobile department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-6-51. E-mail: getm_vm@mail.ru.

Shipik Lyudmila Yurievna - Candidatе of Technical Sciences, associate professor of the higher mathematics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-5-89.

УДК 631.173.004

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ РАБОЧИХ МЕСТ ИНЖЕНЕРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

© 2011 г. Е.В. Мохирев, С.Л. Никитченко

Рассматриваются факторы влияющие на надежность технологических систем растениеводства. Предложен проект усовершенствования и информатизации инженерных служб предприятия, выполнен расчет экономического эффекта от его внедрения. Разработан критерий применимости автоматизированных средств контроля работы машинно-тракторных агрегатов.

Ключевые слова: растениеводство; технологическая система; надежность; автоматизированное рабочее место.

The factor influencing on the technological system of plant growing are considered. The project of engineering services improvement and informatization of the enterprise is given. The criterion of applicability of automation control means of machine and tractor aggregates work is developed.

Key words: plant growing, technological system, reliability, automatic working place.

Вопросы повышения надежности функционирования технологических систем растениеводства, выявления факторов влияющих на нее, в том числе и информационных, в настоящее время имеют большое значение. Эти вопросы находят большое практическое применение в деятельности инженерно-технических работников (ИТР) современных сельскохозяйственных предприятий.

Анализ производственной ситуации раскрывает необходимость системных исследований влияния информатизации инженерно-технических служб (ИТС) предприятий на надежность технологических систем растениеводства. Решение задач экономии имеющихся материально-технических ресурсов, оптимизации МТП и ин-

женерно-технических служб вызывает необходимость изыскания наиболее действенных механизмов контроля работы МТП, повышения его эффективности и надежности.

Надежность технологических систем в растениеводстве определяется интенсивностью появления параметрических отказов по производительности и затратам [1], т.е. таким состоянием технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра материальных и (или) стоимостных затрат не соответствует требованиям, установленным в технической документации.

Факторы, определяющие надежность технологических систем, представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Основные факторы надежности технологических систем

Влиянию нецелевого использования ГСМ и запасных частей на надежность технологической системы растениеводства в большинстве исследований не придается большого значения. Вместе с тем нецелевое использование ГСМ в реальном производстве достигает больших значений и приводит к существенным экономическим убыткам предприятия. Снизить негативное

влияние данного фактора на надежность технологических систем операций можно путем организации постоянного контроля за МТА с применением новых информационных технологий. Практика показывает, что применение традиционной бумажной системы управленческого контроля не позволяет своевременно следить за отклонением производительности и расхода топ-

лива агрегатами от действующих норм. Информация об этих отклонениях появляется зачастую в конце периода работ, когда исправить ситуацию уже нельзя. Для оперативной обработки информации о параметрических отказах технологических систем необходимо использовать новые информационные технологии.

Нами были выполнены исследования влияния специализированных компьютерных программ на надёжность технологических систем растениеводства. В частности, изучена возможность снижения нецелевого использования топлива. Данные исследования проводятся в рамках усовершенствования инженерных служб сельхозпредприятий.

Проект усовершенствования и информатизации ИТС предприятия включает решение задач:

- приобретение компьютеров и коммутационных устройств;

- подключение к сети Интернет;

- приобретение основного программного обеспечения (ПО);

- обучение пользователей;

- приобретение специализированного ПО и его настройка;

- консультирование пользователей по специализированному ПО;

- информационное обслуживание специализированных программ;

- введение в штат ИТС инженеров по мониторингу и анализу производства.

Экономический эффект от рассматриваемого мероприятия можно выразить как разность удельных стоимостей экс-

плуатации техники до усовершенствования ИТС 8б и после усовершенствования 8н за вычетом затрат на инновации 8ин за весь срок осуществления мероприятия:

Э = (£ - £) -Жгод, (1)

Мы считаем, что внедрение новых функций ИТС отразится не на всех статьях эксплуатационных затрат МТП, а лишь на отдельных статьях - затраты на ГСМ, запчасти, ремонтные работы. Поэтому экономический эффект от внедрения, например, автоматизированного метода контроля работы полевых агрегатов можно рассчитать следующим образом:

э = (Е 4 -Е << ) - ц

(2)

1 2

где Чср1, Яср{ - соответственно фактический средний расход топлива на г-й операции до и после внедрения информационных систем, кг/га;

Жгод - годовой объем работ на данных операциях почвообработки, предпосевной обработки и посева;

Цт - стоимость дизельного топлива.

Критерием применимости автоматизированных средств контроля работы МТА и введения в штат ИТС дополнительных сотрудников, осуществляющих мониторинг работы МТП, является превышение экономического эффекта от предлагаемых мероприятий (Э) над затратами, необходимыми для их осуществления, то есть:

Э > £

ин' (3)

Величина затрат на инновации определяется выражением

£ин = £ПК + £ПО + £СПО + £об + £иок + £спец-

(4)

где 8Пк - стоимость компьютеров и коммутационных устройств, руб.;

8по - стоимость основного лицензионного программного обеспечения, руб.;

8спо - стоимость специальных программ и их настройки, руб.;

8об - стоимость обучения пользователей ПК, руб.;

8иок - стоимость информационного обслуживания специализированного ПО и консультирование пользователей, руб.;

$спец - затраты на содержание дополнительных сотрудников ИТС, руб.

В качестве АРМ учётчика для заполнения базы данных первичной информацией о работе машин можно использовать программу «Агрокомплекс-1.0 «МТП» [2] либо существующие программы на базе технологии 1С.

В качестве АРМ инженера по эксплуатации МТП или по мониторингу его работы нами была разработана программа

для ЭВМ «НТС-1.0» [3]. Эта программа позволяет в оперативном режиме на основании данных первичного учёта рассчитывать величину коэффициента надежности технологической системы растениеводства по параметру расхода топлива, что способ-

Автоматизированный метод контроля был внедрен в хозяйствах Весёловского района Ростовской области. Для определения фактического среднего расхода топлива на 1-й операции до и после внедрения информационных систем был проведен статистический анализ данных, полученных на операциях почвообработки, предпосевной обработки и посева в период до внедрения контролирующих программ (2004-2006 гг.) и после внедрения (2007-2010 гг.). Результаты статистического анализа свидетель-

ствует своевременному принятию решений при устранении возникающих параметрических отказов.

Результаты расчета затрат на инновации с учётом названных программных продуктов представлены в таблице 1.

ствуют о том, что после внедрения информационных технологий средний суммарный расход топлива при выполнении комплекса операций почвообработки снижается на 3,1...3,5 кг/га (рис. 2).

Рассчитав годовой экономический эффект по выражению (2) и сравнив его с затратами на инновации, можно сделать вывод об условиях применимости информационных технологий, а также условиях введения дополнительных сотрудников ИТС (рис. 3).

Таблица 1

Расчет затрат на инновации, руб.

Составляющие затрат 1 АРМ 2 АРМ АРМ с введением дополнительного сотрудника ИТС

На базе «Агро- комплекс» На базе аналогов На базе «Агро- комплекс» На базе аналогов На базе «Агро- комплекс» На базе аналогов

Стоимость компьютеров и коммутационных устройств 20000 20000 40000 40000 40000 40000

Стоимость основного лицензионного программного обеспечения 4500 4500 9000 9000 9000 9000

Стоимость специализированных программ и их настройки 10000 13000 20000 26000 20000 26000

Стоимость обучения пользователей 5000 7000 5000 7000 5000 7000

Стоимость информационного обслуживания 3600 6400 3600 6400 3600 6400

Затраты на содержание дополнительных сотрудников - - - - 189000 189000

Итого затрат 43100 50900 77600 88400 266600 277400

Пахота К-700+ПЛН-8-40

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 q, кг/га

—♦— Ряд1 -■— Ряд2

Культивация с боронованием МТЗ-1221+КПС-4,2

0,35 0,3 0,25 _ 0,2 -"" 0,15 -0,1 0,05 -0

3,5

4 4,5

q, кг/га

-Вщ1

Ряд2

Культивация с боронованием ДТ-75М+ КПС-5

0,3

0,25

0,2

,—.

сг 0,15

0,1

0,05

0

3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5

q, кг/га

-Ряд1

Ряд2

Ряд 1 - плотность распределения удельного расхода топлива на операции до внедрения специализированных компьютерных программ.

Ряд 2 - плотность распределения удельного расхода топлива на операции после внедрения специализированных компьютерных программ.

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

5

7

Рис. 2. Плотности распределения удельного расхода топлива

Площадь, га

- - - ■ АРМ с внедрением дополнительного сотрудника ИТС на базе "Агрокомплекс 1.0" -1 АРМ на базе "Агрокомплекс 1.0"

— - - 2 АРМ на базе "Агрокомплекс 1.0"

-Экономия денежных средств при использовании информационных технологий

Рис. 3. Обоснование условий внедрения информационных технологий

34

Анализ графика показывает, что внедрение одного АРМ с функциями учёта и контроля экономически обосновано при 250^300 га обрабатываемой площади, двух АРМ с разделением функций - при 480...530 га. Внедрение дополнительных сотрудников ИТС вместе с АРМ возможно при 1180...1400 га обрабатываемой площади. Результаты расчета свидетельствуют, что автоматизированные методы контроля надёжности технологических систем в растениеводстве можно рекомендовать практически всем сельскохозяйственным предприятиям Ростовской области.

Литература 1. ГОСТ 27.004-85. Надежность в технике. Системы технологические. Тер-

мины и определения. - Введ. 1986-07-01. -Москва: Изд-во стандартов, 1986.

2. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ, Россия. "Программа «Агрокомплекс-1.0 «МТП»"

/ Никитченко С.Л. Зарегистрировано в РОСПАТЕНТ 29.03.2006. Заявка № 2006610500.

3. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ, Россия. "Программа НТС-1.0 - Расчёт показателей надёжности технологических систем операций"/ Никитченко С.Л., Мохирев Е.В. Зарегистрировано в РОСПАТЕНТ 19.02.2010. Заявка № 2009617371.

Сведения об авторах

Мохирев Евгений Валерьевич - заведующий кафедрой производственного обучения Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8-905-45-34-671. E-mail: mohirev@rambler.ru.

Никитченко Сергей Леонидович - канд. техн. наук, доцент кафедры механизации растениеводства Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8-919-89-25-562. E-mail: binomsofta@mail.ru.

Information about the authors

Mokhirev Yevgenyi Valerevich - Chief of the in-services training department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-905-453-46-71. E-mail: mohirev@rambler.ru

Nikitchenko Sergey Leonidovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the plant growing mechanization department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-919-89-25-562. E-mail: binomsofta@mail.ru.

УДК 631.311

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В КОНЦЕНТРИРОВАННОМ СОЛНЕЧНОМ ИЗЛУЧЕНИИ

© 2011 г. А.А. Таран, С.М. Воронин

Анализ различных типов фотоэлектрических преобразователей в составе солнечных электростанций с концентраторами солнечной энергии показал, что увеличение коэффициента концентрации приводит к увеличению рабочей температуры ФЭП и, как следствие, к существенному снижению КПД различных видов фотоэлектрических преобразователей, а также к их деградации. Это факт необходимо принимать во внимание при выборе оптимальной степени концентрирования солнечного излучения для ФЭП и реализации системы отвода тепла в энергоустановках с концентраторами солнечного излучения.

Ключевые слова: солнечная электростанция, фотоэлектрические преобразователи, концентрирование, КПД, арсенид галлия, кремний.