CC BY
0А.В. Шистеев, канд. техн. наук, доц., e-mail: drive-er@yandex.ru Г.М. Бураева, ассистент, e-mail: lavaki2009@ya.ru
Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск
УДК 631.1.02
ФОРМАЛИЗАЦИЯ УРОВНЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН В АПК
В данной работе рассмотрены основные вопросы обеспечения работоспособности транс-портно-технологических машин в сельском хозяйстве путем совершенствования логистической поддержки системы технического сервиса. Одновременно с этим необходимо обеспечить сбережение материальных и трудовых ресурсов. Отмечено, что работа поставщиков запасных частей и элементов, дилеров, дистрибьюторов, перевозчиков, экспедиторов в настоящее время напрямую влияет на технико-экономическое состояние предприятия. Эффективность работы предприятия, которое осуществляет техническую поддержку собственников тракторов и машин, проявляется в виде высококачественного ремонтного, технического обслуживания и, в свою очередь, зависит не только от результатов деятельности самого предприятия, но и от степени совместной интеграции ремонтного производства, развития логистических ремонтных схем. В этом случае основным научно-практическим инструментом будет являться активное взаимодействие технических служб предприятия с его стратегическими партнерами - предпринимателями, имеющими машинно-тракторный парк для осуществления процессов получения и переработки сельскохозяйственной продукции.
Ключевые слова: надежность, работоспособность, технический сервис, логистика, отказ, ремонт, техническое обслуживание.
A.V. Shisteev, Сand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
G.M. Buraeva, Lecturer
FORMALIZATION OF THE PERFORMANCE LEVEL OF TRANSPORT-TECHNOLOGICAL MACHINES IN THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
This paper discusses the main issues of ensuring the performance of transport and technological machines in agriculture by improving the logical support of the technical service system. At the same time, it is necessary to ensure the safeguarding of material and human resources. It is noted that the work of suppliers of spare parts and components, dealers, distributors, carriers, forwarders, in modern times directly affects the technical and economic state of the enterprise. The efficiency of an enterprise that provides technical support to owners of tractors and machines is manifested in the form ofproviding high-quality repair and maintenance services and, in turn, depends not only on the results of the enterprise itself, but on the degree ofjoint integration of repair production, the development of logistics repair schemes. In this case, the main scientific and practical tool will be the active interaction of the technical services of the enterprise with its strategic partners-entrepreneurs who have a machine-tractor fleet for the implementation of the processes of obtaining and processing agricultural products.
Key words: reliability, performance, technical service, logistics, rejection, repair, maintenance.
Введение
В настоящее время одним из путей к обеспечению работоспособности транспортно-тех-нологических машин (ТТМ) в сельском хозяйстве является организация четкого взаимодействия логистических потоков в системе технического сервиса с целью практически полного исключения, приведения к минимальному значению убытков от необоснованных простоев тракторов и машин, а также переизбытка материалов, комплектующих, изделий, запасных частей и их элементов в системе технического обслуживания или ремонта сельскохозяйственной техники.
Таким образом, к излишним и необоснованным планам загрузки предприятия простаивающими тракторами и машинами как в местах их непосредственной эксплуатации по целевому назначению, так и при осуществлении ремонтных процедур на предприятиях, восстанавливающих работоспособность, приводит неполная, нечеткая организация логистических потоков запасных частей, материалов, комплектующих изделий в рамках технического сервиса
[7].
Все эти факторы значительно снижают показатели эксплуатационной надежности, которые являются основными при осуществлении сельскохозяйственного производства в целом. Дезорганизация, отсутствие общего алгоритма приводят к утрате работоспособности тракторов и машин во время их работы, которая также имеет ограничения - определенные агротехнические сроки. Результатом является появление постепенных и внезапных отказов на определенном промежутке наработки транспортно-технологических машин.
Анализ источников показал, что при проведении большинства исследований по повышению, обеспечению работоспособности машин в сельском хозяйстве путем сокращения времени простоя за счет мгновенного, оперативного реагирования к ликвидации возникающих технических отказов используются основные положения теории массового обслуживания и управления запасами с использованием распределения Пуассона [2, 3]:
ат
Р(т; а) = — е~а, (1)
т!
где Р (т; а) - вероятность, что число требуемых сменных запасных частей будет равно т при среднем расходе а за рассматриваемый период эксплуатации. Для парка машин:
Р = Кем XNvn4 , (2)
Кем X Nin4
где Кем - коэффициент сменяемости (корректирования); Nij - численность j-го парка машин i-го вида; nij - количество сменяемых деталей.
Цель работы - формализация и описание концепции, методологии оптимального обеспечения работоспособности тракторов и машин на основе логистической поддержки системы технического сервиса в рамках сельскохозяйственного производства.
В основу решения поставленной цели исследования положен программно-целевой метод анализа системы обеспечения работоспособности ТТМ, заключающийся в определении конечных целей подсистем технического сервиса и материально-технического обеспечения, объединенные в форму программы деятельности всей системы [1].
Тракторы и автомобили обладают свойством так называемой встроенной надежности. Здесь имеется в виду значение средней наработки на отказ, рассчитанное при конструкторском синтезе на заводе, исходя из интенсивности отказов элементов для условий эксплуатации, предписанных инструкциями и оговоренных в техническом задании по целевому использованию [4, 5].
Надежность же машины в процессе непосредственной эксплуатации в нормальных условиях определяется как
т°=k-b; • <3> где t - продолжительность этапа эксплуатации; kn - ожидаемое расчетное число постепенных отказов; кв - среднее число внезапных отказов.
В процессе эксплуатации объекта можно воздействовать на величину фактического уровня параметра надежности Тер, который может измениться в зависимости от эффективности обслуживания объектов.
Число постепенных кптс и внезапных квтс отказов в результате применения превентивных мер технического сервиса может быть уменьшено по соотношениям
кптс = kn (1-P); (4)
квтс = ктс t, (5)
где Хтс - интенсивность отказов технических средств, их элементов и подсистем; Р - вероятность предотвращения постепенного отказа на временном периоде t (т.е. вероятность выявления дефектного элемента) определяется как
t
k
P(t) = -
■(1 -е tn),
(6)
к + к
п в
где и - среднее время, необходимое для обнаружения дефектного элемента.
Вероятность ликвидации постепенных отказов Р(0 определяется стратегией поддержания работоспособности машин в процессе эксплуатации эффективностью организации системы технического сервиса на этапе восстановления работоспособности (рис. 1) [8].
Рисунок 1 - Состав и взаимосвязь процессов обеспечения работоспособности машин в АПК
Совокупность действия всех элементов обеспечения высокого уровня работоспособности тракторов и машин направлена на повышение качества и надежности системы технического сервиса машин [6]. Рассмотренная на рисунке концептуальная схема позволяет осуществить прогнозирование уровня работоспособности ТТМ, учитывающего взаимосвязи основных факторов, определяющих спрос на услуги технического сервиса.
Система обеспечения работоспособности тракторов и автомобилей зависит от оперативности реагирования участников ремонтного процесса на сигналы и изменения условий эксплуатации, получаемые от точки возникновения потребности при ремонтно-обслуживающих процедурах. Следовательно, показатель среднего времени обнаружения дефектного элемента tп в формуле (6) может изменяться, сокращаться. Таким образом, величина вероятности Р(0 и число постепенных отказов могут быть уменьшены до значения
ПП = пп(1-Р) < Пи. (7)
Если реальные условия эксплуатации усилиями всех участников ремонтного и логистического сервиса мало отличаются от расчетных условий, воздействие внешних факторов может быть ослаблено и интенсивность отказов будет меньше расчетной. В этом случае число внезапных отказов элементов уменьшится.
Пэвн = Xot < Пвн. (8)
Таким образом,
Тр = 3 * a > То. (9)
пост + n вн
В этом заключается сущность активного воздействия эксплуатационных мероприятий по повышению надежности, что указывает на зависимость процессов обеспечения работоспособности и эксплуатационной надежности ТТМ от способов и подходов к сокращению числа отказов изделия при эксплуатации. Большая роль здесь отводится организации взаимодействия предприятий - участников ремонтного бизнеса и процессов в единой интеграционной системе обеспечения технического сервиса ТТМ [7]. Они определяют стратегию и формы организации рациональной системы технического сервиса, оперативное материально-техническое снабжение, т.е. скорость реакции системы на изменение динамики эксплуатации изделия.
В общей форме модель обеспечения работоспособности машин в АПК может быть представлена следующим образом:
M (t) = f [(N3U (t), Nmo (t), Nd (t), N с (t), k (t)]
Лп (t) = f [(j, g, d, k (t)]
< Пр (t) = f3 [(TTO (t), Тд (t), k(t)] , (10)
Вр (t) = f4 [rx(t), k (t)] A (t) = fs [q(t), k (t)]
где t - период моделирования (год или другой временной интервал);
Mp(t) - суммарная мощность поставщиков в году, t;
Лп(1) - логистическая инфраструктура;
k(t) — средний уровень качества обслуживания в году, t;
Пр(г) - мощность средств поддержания работоспособности машин в году, t;
Bp(t) - мощность ремонтно-обслуживающей базы в году, t;
Ba(t) - мощность (доля) структур восстановления и упрочнения элементов машин в году, t;
Nsu (t) - суммарная мощность отечественных заводов-изготовителей в году, t;
Nmo(t) - мощность торговых организаций в году, t;
Nd (t) - мощность дилеров в году, t;
Nc(t) - мощность материально-технического снабжения в году, t k(t);
j - вектор стратегии управления;
g - вектор планирования материально-технического снабжения, ТО и Р;
d - вектор обеспечения запасными частями, ремонтными материалами и другими ресурсами;
Тто - средства технического обслуживания;
Тд - средства диагностики технического состояния;
ri - заводы, специализированные ремонтные предприятия;
q(t) - вектор трудоемкости восстановления и упрочнения элементов машин в году, t;
f 1-5 - функции, вид которых устанавливается статистическим исследованием.
Планируемый уровень работоспособности машин находится из выражения:
^р = f [Мр (t), Лп (t), Пр (t), Bp (t), Ва (t) ]. (11)
Реализация задачи может осуществляться в соответствии с иерархической структурой, схема которой приведена на рисунке 2. Для оценки частных показателей работоспособности
транспортно-технологических машин необходимо построение математических моделей, а также определение степени влияния основных реализующих факторов, приведенных в модели (7).
Общая стратегия определения комплексного показателя Ур уровня работоспособности тракторов и машин строится с учетом установления количественных связей между показателями эффективности технического сервиса машин, характеристиками дерева целей системы обеспечения работоспособности машин. При этом генеральная цель - повышение уровня работоспособности ТТМ - в результате декомпозиции разлагается на более конкретные цели второго и третьего уровней [1,2].
Обеспечение уровня работоспособности ТТМ (У..)
Повышение мощности фирм-поставщиков,
Мр
Поставки заВОДОВ-
изтотовите-
лен сельхозтехники.
МР1
- Поставки заводов-
изготовителей агрегатов и зап. частей, Мр2
- Поставки услуг дилеров, Мрз
_ Торговые организации,
Sn
Повьпнение эффективности логнстич. центра, Лп
Правильный выбор стратегии управления.
Sn
Эффективное планирование МТО процессов ТОР : S2i
Своевременное и качественное обеспечение системы ТС ресурсами всех видов: 5м
Повышение качества ТО и диагностирования ыашнн: ПР
Повышение качества технического обслужи-валил.
¿31
Повышение "качества диагностирования технического состояния , S33
Повышение качества ремонта машин,
ВР
Повышение качества технологии мобильного обслуживания:
Повышение эффективности текущего агрегатного ремонта машин,
- Повышение эффективности агрегатного капитального ремонта машин,
Улучшение резервирования ремонтных ресурсов, 34}
Повышение качества восстановления элементов.
Ва
Повышение "эффективности капитального ремонта агрегатов машин.
Повышение эффективности текущего ремонта агрегатов машин, &
Повышение
эффективности и качества восстановления де-татей.
Рисунок 2 - Уровни дерева целей системы обеспечения работоспособности ТТМ
Теория регрессионного анализа в большинстве случаев рекомендует принятие функции (8) линейной с учетом проверки и уточнений ее по соответствующим критериям. Тогда линейная модель зависимости М(Ур) может иметь следующий вид:
М(Ур) = во + Мр + в2 Лп + вз Пр + в4 Вр+ в5 Ва, (12)
По полученному уравнению можно определить комплексный или обобщенный показа-
тели надежности, а следовательно, работоспособности. Вопрос состоит в особенностях выбора, обоснования и подготовки к использованию номенклатуры исходных данных для определения каждого из показателей - комплексного или обобщенного.
Выводы
1. Рассмотренный подход позволяет выявить группы общих и частных показателей обеспечения работоспособности транспортно-технологических машин, их состав, значимость и взаимосвязь. Следующим шагом формализации поставленной задачи должно быть проведение экспертного опроса специалистов в отрасли АПК, который с большой долей вероятности должен подтвердить целесообразность использования предложенной системы показателей при повышении работоспособности.
2. На основе программно-целевых принципов, анализа и обобщения задач обеспечения работоспособности транспортно-технологических машин в сельском хозяйстве сформулированы требования и основной состав факторов, влияющих на обеспечение работоспособности машин. При этом за основу должна быть взята именно логистическая поддержка системы технического сервиса.
3. Дальнейшая работа при проведении исследований должна включать следующие шаги: постановка экспериментальных исследований надежности объектов на всех этапах логистической цепи технического сервиса ТТМ; разработка единой информационной системы работоспособности машин и оборудования; обоснование и выбор норм надежности логистических ремонтных цепей; организация доработок и внедрение в производство.
Библиография
1. СпицнадельВ.Н. Основы системного анализа: учеб. пособие. - СПб.: Изд. дом «Бизнес-пресса», 2000.
- 326 с.
2. БураевМ.К., ОхотинМ.В. Производственно-техническая эксплуатация машинно-тракторного парка в АПК Байкальского региона. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2013. - 219 с.
3. Озорнин С.П. Повышение работоспособности мобильных машин в структурах агропромышленного комплекса на основе ситуационно-комбинированного обслуживания и ремонта: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.03 / Озорнин Сергей Петрович. - Новосибирск, 2005. - 424 с.
4. Жуленков В.И. Решение основных задач повышения надежности технического сервиса машин АПК // Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - Т. 4, № 2 (12). - С. 173-178.
5. Аверьянов И.Н. Использование логистических ремонтных цепей в ремонтном производстве авиационных двигателей и наземных газотурбинных установок // Научный аспект. - Самара: Изд-во ООО «Аспект», 2013. - № 3. - 139-146.
6. БураевМ.К., Шистеев А.В. Логистическая поддержка системы производственно-технической эксплуатации машинно-тракторного парка // Материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. «Информационные технологии, системы и приборы в АПК», АГРОИНФО-2018 (Новосибирская область, р.п. Краснообск, 24-25 октября 2018 г.). - Краснообск, 2018. - С. 383-386.
7. Бураева Г.М. Логистика ресурсодвижения в системе агротехнического сервиса // Инновационно-промышленный салон: материалы III Всерос. науч.-практ. конф. «Ремонт. Восстановление. Реновация», 28 февраля - 2 марта 2012 г. - Уфа: Изд-во БашГАУ, 2012. - С. 126-131.
8. ШистеевА.В., БураевМ.К. Логистическая оценка использования фонда сменно-обменных элементов при техническом сервисе импортной сельскохозяйственной техники // Климат, экология, с./х. Евразии: материалы III Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 80-летию образования ИрГСХА.
- 2014. - С. 133-137.
Bibliography
1. Spitsnadel V.N. Fundamentals of system analysis: manual. - SPb.: Publishing House "Business press", 2000. - 326 p.
2. Buraev M.K., Okhotin M.V. Production and technical operation of the machine and tractor Park in
the agro-industrial complex of the Baikal region. - Irkutsk: Publishing House of IrSAA, 2013. - 219 p.
3. Ozornin S.P. Improving the performance of mobile machines in the structures of the agro-industrial complex on the basis of situational-combined maintenance and repair: diss. ... Dr. Techn. Sciences: 05.20.03 / Sergey Petrovich Ozornin. - Novosibirsk, 2005. - 424 p.
4. Zhulenkov V.I. The solution of the main tasks of increasing the reliability of technical service of machines of the agro-industrial complex // Bulletin of Kazan SAU. - 2009. - Vol. 4, N 2 (12). - P. 173-178.
5. Averyanov I.N. Use of logistic repair chains in the repair production of aircraft engines and ground gas turbine installations // Scientific Aspect. - Samara: Publishing house of OOO Aspect, 2013. - N 3. -P.139-146.
6. BuraevM.K., ShisteevA.V. Logistic support of the system of production and technical operation of the machine and tractor park // Materials of the 7th International Scientific and Practical Conference "Information Technologies, Systems and Devices in the Agroindustrial Complex", AGROINFO-2018 (Novosibirsk region, Krasnoobsk settlement, October 24-25, 2018). - Krasnoobsk, 2018. - P. 383-386.
7. Buraeva G.M. Logistics of resource movement in the system of agrotechnical service // Innovation and Industrial Salon: Materials of the III All-Russian Scientific and Practical Conference "Repair. Recovery. Renovation", February 28 - March 2, 2012. - Ufa: Publishing house of BashSAU, 2012. - P. 126-131.
8. ShisteevA.V., BuraevM.K. Logistic assessment of the use of the stock of exchangeable elements in the technical service of imported agricultural machinery // Climate, ecology, agriculture of Eurasia: Proceedings of the III International scientific-practical conference, dedicated to the 80th anniversary of the formation of the Irkutsk Agricultural Academy. - 2014. - P. 133-137.
