CC BY
77
УДК 621.9.06
М. В. Евсеев, заместитель главного инженера, (48753) 4-66-75, office@aztpa.ru (Россия, Алексин, ОАО «Тяжпромарматура»)
УПРАВЛЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬЮ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТПРИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Предложена методика оптимизации последовательности выполнения ремонтных работ и времени выполнения проозводственного задания ремонтными подразделениями при техническом обслуживании и ремонте металлообрабатывающего оборудования намашиностроотелъных предприятиях.
Ключевые слова: техническое обслуживание, ремонт, металлообрабатывающее oбoрyдoвание, техническая эксплуатация.
Основная задача повышения качества технической эксплуатации металлообрабатывающего оборудования состоит в обеспечении длительной и безотказной обработки на нем деталей с заданными производительностью, точностью и чистотой обработки при минимальных затратах на техническое обслуживание (ТО) и ремонт, являющихся средством восстановления технических качеств машины, утраченных в процессе эксплуатации. При этом длительное сохранение точности и безотказна работа технологического оборудования возможны лишь при соблюдении правил, предусматривающих защиту от вредных воздействий, как естественно возникающих в процессе его работы, так и зависящих от работы окружающего оборудования и действий обслуживающего персонала [1]. С целью решения данной задачи, в соответствии с ГОСТ 15.601-98, на промышленных предприятиях внедряются системы технического обслуживания и ремонта основного технологического оборудования, предупреждающие неожиданный для производства выхода его из строя.
Высокие технико-экономические показатели по ремонту оборудова-ни, в частности минимальные затраты трудовых и материальных ресурсов на выполнение ремонтных работ и минимальные потери, связанные с ремонтом и неисправностью оборудования, могут быть достигнуты лишь в результате систематической работы, проводимой одновременно в направлениях [1]:
- повышения долговечности и ремонтоспособности выпекаемого и находящегося в эксплуатации оборудования;
- улучшени содержания действующего оборудования;
- четкого осуществлени планово-предупредительного ремонта обору довани;
- повышения производительности труда ремонтных рабочих;
- улучшение качества ремонтных работ.
Основным направлением решения отмеченных задач является своевременное формирование структуры производственных заданий ремонтным подразделениям предприятия и ее оптимизация. Предложенная ниже методика позволяет выполнить детальный анализ нарядов на выполнение ремонтных работ и формировать на этой основе производственные задания ремонтным подразделениям, то есть:
- определить персонал, необходимый для выполнения ремонтных работ,
- установить последовательность этапов данных работ,
- оценить трудоемкость ремонтных работ в человеко-часах,
- определить время начала и конца работ.
Производственное задание ремонтному подразделению при выполнении текущего и капитального ремонта оборудования формируется согласно годовому графику планово-предупредительного ремонта (ППР) и представляет собой совокупность определенного объема работы и времени, выделяемого на его выполнение. Планово-производственное бюро и бюро ППР на основе нормативов определяют сроки, последовательность проведения, материало- и трудоемкость предстоящи ремонтных работ, а также штат ремонтного персонала. Кроме того, по отдельным видам сменных деталей устанавливается задание для пополнения текущего запаса.
В общем случае, при формировании производственного задания ремонтному подразделению или бригаде на основе квартального или месячного пана графика ППР можно считать, что имеется N ремонтных работ (нарядов, единиц неисправного оборудования, партий деталей и др.). Их набор в составе производственного задания обозначим множеством 2 = {1,2,..., /,..., N }, где I - идентификатор работы. Последовательность выполнения ремонтных работ обозначим множеством Ж = (м^,м^, ,...,WN},
где - идентификатор работы, &(}вт(2), а 7 - порядковый номер работы с идентификатором м7 во множестве 2. Каждая из данных ремонтных работ характеризуется необходимым для ее выполнения временем Т, 1 = 1,...N (например, трудоемкостью, которая может быть определена с помощью экспресс-оценки или по категории ремонтной сложности (КРС) данного оборудования). Это время обычно известно с ограниченной точностью и фактическая его величина подвержена разбросу, поэтому будем характеризовать его как случайную величину с плотностью распределения , которая определяет вер оэтность возможных значений факти-
ческого времен выполнения / -й ремонтной работы. Эти работы требуется выполнить одному или нескольким (ремонтной бригаде) исполнителям в заданный срок Тё = (Те ^Тё 2,.",Тё ,■ ,.-,Тё н }, измеренный в единицах
того же времени, что и Т, ге Т ё - плановый период / -й работы.
Работы считаются неделимыми. Каждый исполнитель выполняет запланированные ему работы последовательно. При выполнении / -й работы
в срок исполнитель получает некоторый эффект С^ (доход, зарплату,
нормо-часы и пр.), в противном случае - С • Отрицательная величина
С+, С будет означать отрицательный эффект (расход, затраты, потери в соответствующих единицах).
Задача оптимизации состоит в том, чтобы все N работ распределить среди исполнителей так, и порядок их выполнения задать такой, чтобы был достигнут максимальный эффект. Так как времена выполнения отдельных работ подвержены разбросу, то прогнозировать можно только эффект в среднем или с некоторой вероятностью. В качестве критерия оптимальности структуры производственного задания предлагается использовать экономический эффект, получаемый от выполнения производственного задания. Можно использовать средний экономический эффект или гаммапроцентный экономический эффект. Согласно закону больших чисел [2] при многократном выполнении работы пи использовании среднего экономического эффекта будет получен наибольший выигрыш по сравнению с другими критериями, поскольку в этом случае фактический экономический эффект в сумме будет отклоняться от расчетного эффекта все меньше и меньше. Коэффициент вариации получаемого экономического эффекта будет стремиться к нулю пропорционально 1/л/М , где М - число выполнений работы. Однако, оптимизация среднего экономического эффекта из-за случайности времени выполнения работы еще не гарантирует того, чго именно такой экономический эффект будет получен в каждой конкретной производственной реализации.
Использование гамма-процентного экономического эффекта позволяет уменьшить возможные негативные последствия, вызванные случайным отклонением фактического времени выполнения работы от планового периода [2].
Задачу оптимизации структуры производственного задания можно проводить однократно, перед выполнением всех нарядов, или многократно, перед выполнением каждой работы, что позволяет гибко реагировать на быстроменяющуюся производственную ситуацию, например, из-за внезапных отказов технологического оборудования. Первый вариант называется статической, а второй - динамической или ситуационной оптимизацией структуры производственного задания.
При выполнении текущего и капитального ремонта оборудования, в структуре производственного задания необходимо определить оптимальную последовательность выполнения ремонтных работ, пи которой достигается максимальный экономический эффект от выполнения производственного задания. Из комбинаторики известно, что для производственно-
го задания из N работ (нарядов) существует множество допустимых последовательностей выполнения {Ж}, мощность которого равна |ж| = =21!. Поэтому задача оптимизации последовательности выполнения этих ремонтных работ или нарядов есть типичная комбинаторная задача [3].
Средний экономический эффект выполнения производственного задания определяется как
с=1 )(- -р»,)1
7=1
где Р». - вероятность выполнения работы в срок Т » с учетом последовательности выполнения работ Ж, рассчитываема по формуле
Т....
Р»1 = ) 7 = 1,...,N.
0
Гамма-процентный экономический эффект выполнения производственного задания рассчитывается следующим образом
с =Х С».'*/ )+(с»--(1 -К)),
=1
где к, - булева переменна, к, е {0,1}, принимающа значения 1 или 0 и в
зависимости от того, будет ли работа выполнена в срок с вероятностью не ниже величины у
Тё 1ё
и бе Уwj < |ф/(^М
0 , ааа/=1,...,N.
к/ = =
Те,
0
Расчет функции ф/() выполняется по формуле
ф/( )= 01»^С), /=1,...,
к=1
где С) - плотность распределения времени выполнения -й работы,
0 - операция свертки.
Простейший алгоритм определения оптимальной последовательности выполнения работ состоит в определении множества возможных вариантов последовательности выполнения работ и сравнения экономического эффекта для каждого элемента этого множества (рис. 1). На рис. 2 приведен алгоритм статической оптимизации последовательности выполнения работ.
Рис. 1. Определение оптимальной последовательности выполнения
ремонтных работ
Начало ^
1 '
Формирование множества структур производственных заданий изЫ ремонтных работ
1 '
Нахождение оптимальной последовательности выполнения р ем онтных р абот
1 ’
Конец
Рис. 2. Алгоритм статической оптимизации последовательности
выполнения ремонтных работ
Неплановый ремонт, вызванный аварией оборудования или не предусмотренный графиком ППР, неизбежно приводит к добавлению в состав сформированного ранее производственного задания срочных, внеплановых работ. В этом случае руководителями ремонтных подразделений оперативно назначаются их исполнители и заново пересматриваются сроки и последовательность проведения внеплановых ремонтных работ и запланированных ранее. В создавшейся ситуации, для достижения максимального
эффекта при выполнении производственного задания необходимо проводить так называемую динамическую оптимизацию его структуры.
Динамическая оптимизация последовательности выполнения ремонтных работ может быть полной или частичной. При полной динамической оптимизации число шагов оптимизации равно числу работ в составе производственного задания, то есть перед выполнением каждой работы в обязательном порядке выполняется шаг оптимизации. Полная динамическая оптимизация не целесообразна в случае незначительного отклонения производственной ситуации, так кк выполнение следующего шага оптимизации не приведет к изменению оптимальной структуры производственного задания. В этом случае целесообразно применять неполную динамическую оптимизацию, сущность которой заключается в том, что в случае незначительного изменения производственной ситуации шаг оптимизации не производится. Алгоритм динамической оптимизации покаан на рис. 3.
Выполнение работы ремонтным подразделением, бригадой, рабочим
Рис. 3. Алгоритм динамической оптимизации последовательности
выполнения ремонтных работ
Предложенные методы сокращения временных и материальных затрат на ТО и ремонт оборудования составляют основу внедренной в ОАО «Тяжпромарматура» автоматизированной компьютерной системы контроля и диспетчирования процесса эксплуатации, ТО и ремонта металлообрабатывающего оборудования. Данна автоматизированна система позволила повысить эффективность работы ремонтной службы предприятия за счет своевременного формирования производственных заданий и возможности их динамического пересмотра, обеспечения лучшей координации работ всех заинтересованных лиц, четкого и оперативного поступления информации во все отделы и службы, оптимаьного использования мате-риаьных и трудовых ресурсов.
Библиографический список
1. Справочник механика машиностроительного завода: в 2 т. Т. 1. Организация и конструкторска подготовка ремонтных работ / Р. А. Носкин [и др.]. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1970. 263 с.
2. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.
3. Виленкин Н. Я. Комбинаторика. М.: Наука, 1969. 576 с.
M. Yevseev
Maintenance sequence management for metalworking equipment operations A method for maintenance sequence and time optimization in teams performing maintenance and repairs of metalworking production equipment at engineering companies has been proposed.
Получено 12.11.2009
УДК 658.562
К. Н. Ханин, аспират, (4872) 35-18-87, stanki@uic.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
