CC BY
14
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Кадцын Иван Ильич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.
Тел.: 8-913-963-20-13.
E-mail: kii55@bk.ru
Стариков Александр Петрович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Теплоэнергетика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-06-23.
E-mail: StarikovAP@omgups.ru
INFORMATION ABOUTTHE AUTHORS
Kadtcyn Ivan Ilyich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx St., Omsk, 644046, the Russian Federation. Post-graduate student of the department «Heat power engineering», OSTU.
Phone: 8-913-963-20-13. E-mail: kii55@bk.ru
Starikov Alexander Petrovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx St., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Associate Professor, head of the department «Heat power engineering», OSTU. Phone: +7 (3812) 31-06-23. E-mail: StarikovAP@omgups.ru
Ведрученко Виктор Родионович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-06-23.
E-mail: VedruchenkoVR@omgups.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Кадцын, И. И. Исследование теплофизических характеристик грунтов города Омска для проектирования геотермальных зондов / И. И. Кадцын, А. П. Стариков, В. Р. Ведрученко. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2020.- № 3 (43). - С. 128 - 139.
Vedruchenko Victor Rodionovich
Omsk state University of railway transport (OSTU).
Marx St., 35, Omsk, 644046, Russian Federation.
Doctor of Science in Engineering, Professor of the department «Heat power engineering», OSTU.
Phone: +7 (3812) 31-06-23.
E-mail: VedruchenkoVR@omgups.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Kadtsyn I. I., Starikov A. P., Vedruchenko V. R. Research of thermophysical characteristics of soils of the city of Omsk for designing geothermal probes. Journal of Transsib Railway Studies, 2020, no. 3 (43), pp. 128 - 139 (In Russian).
УДК 519.876.5:629.4.083
Т. Б. Брылова1, А. В. Кутышкин2
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация;
2 Югорский государственный университет (ЮГУ), г. Ханты-Мансийск, Российская Федерация
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ПРИ РЕИНЖИНИРИНГЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РЕМОНТА
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Аннотация. В работе рассматривается применение имитационного моделирования при реинжиниринге технологических процессов ремонта узлов подвижного состава на примере ремонта тележки модели 18-578 полувагона. В качестве объекта реинжиниринга рассматривался наиболее трудоемкий подпроцесс ремонта надрессор-ной балки этой тележки. Рассматривались три варианта реинжиниринга данного подпроцесса, предполагающие полную замену использующегося в настоящее время на ремонтных операциях (позициях) технологического оборудования на более производительное, организацию дублирующей ремонтной позиции для «узкого места» данного подпроцесса с использованием имеющегося технологического оборудования и реорганизацию технологи-
ческого маршрута перемещения надрессорной балки между ремонтными позициями подпроцесса. Для обоснования выбора наиболее предпочтительного варианта реинжиниринга использовались значения таких показателей функционирования рассматриваемого подпроцесса, как его производительность за смену (пропускная способность), коэффициент загрузки используемых на ремонтных позициях ресурсов, объем незавершенного производства на конец смены, численность занятых в производстве рабочих и затраты, связанные с возможным приобретением нового технологического оборудования. Имитационное моделирование функционирования рассматриваемого подпроцесса ремонта надрессорной балки тележки осуществлялось на основе методов теории массового обслуживания. Построение имитационных моделей и оценка на их основе перечисленных выше показателей производились в среде Arena RockWell Software. При разработке имитационных моделей каждого из возможных вариантов реинжиниринга подпроцесса учитывалась дисциплина его организации и сопровождения. В статье для каждого из вариантов реинжиниринга представлены расчетные количественные оценки перечисленных показателей, полученные с использованием соответствующих разработанных имитационных моделей. Использование данных оценок снижает риски при разработке и последующей реализации организационно-технических решений, связанных с модернизацией рассматриваемого технологического подпроцесса ремонта надрессорной балки тележки полувагона.
Ключевые слова: ремонт тележки полувагона, реинжиниринг, технологический процесс, имитационное моделирование, Arena.
1 2 Tatiyana B. Brylova , А^^у V. Kutyshkin
*Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation;
2 Yugra State University (YSU), Khanty-Mansiysk, the Russian Federation
THE USE OF SIMULATION IN THE REENGINEERING OF TECHNOLOGICAL PROCESSES OF ROLLING STOCK UNITS
Abstract. The paper considers the use of simulation modeling in the reengineering of technological processes for repairing rolling stock units on the example of repairing a bogie model 18-578 of an open-top car. The most time-consuming sub-process of repairing the bolster of this bogie was considered as the object of reengineering. Three options for reengineering of this subprocess were considered, implying a complete replacement of the technological equipment currently in use at repair operations (positions) with more efficient positions of the subprocess. To substantiate the choice of the most preferable reengineering option, the values of such indicators of the functioning of the sub-process under consideration as its productivity per shift (throughput), the loadfactor of the resources used at the repair positions, the volume of work in progress at the end of the shift, the number of workers employed in production and the costs associated with the possible purchase of new technological equipment. Simulation modeling of the functioning of the considered sub-process of bogie bolster repair was carried out on the basis of the methods of the queuing theory. The construction of simulation models and their assessment of the above indicators were carried out in the Arena RockWell Software environment. When developing simulation models for each of the possible options for reengineering a subprocess, the discipline of its organization and maintenance was taken into account. In the article, for each of the reengineering options, the calculated quantitative estimates of the listed indicators are presented, obtained using the corresponding developed simulation models. The use of these assessments reduces the risks in the development and subsequent implementation of organizational and technical solutions associated with the modernization of the considered technological sub-process of repair of the bolster of a gondola car bogie.
Keywords: gondola car bogie repair, reengineering, technological process, simulation, Arena.
Реинжиниринг бизнес-процессов (технологических процессов - ТП) дискретного производства, к которым относятся и ТП ремонта узлов подвижного железнодорожного состава, представляет собой совокупность действий по перепроектированию и изменению как его структуры, так и его функциональных (технологических) показателей с целью повышения результативности и эффективности объекта реинжиниринга. Изменение структуры ТП базируется на предварительном анализе его существующей структуры и ориентировано на выявление диспропорций в производственных потоках, оценку целесообразности организации межоперационных складов и т. п. Изменение показателей ТП (технологических), как правило, связано с обоснованием использования более производительного технологического оборудования, выявлением «узких мест» технологического процесса и разработкой мер по их устранению, проверкой возможности структурных изменений ТП с учетом специфики и технологических ограничений его функционирования. Любой бизнес-процесс/ТП представляет собой сложную организационно-техническую систему, что обусловливает необходимость
проведения предварительной оценки как возможности, так и целесообразности реализации выработанных в рамках его реинжиниринга организационно-технических решений, что возможно на основе использования имитационного моделирования, в частности, использования программного продукта Arena™ RockWell Software [1 - 5]. Методология имитационного моделирования бизнес-процессов в контексте их реинжиниринга предполагает разработку двух типов моделей. Модель «AS IS» (Как есть) описывает функционирование исходного рассматриваемого процесса. Модели «AS TO BE» (Как будет) в свою очередь описывают функционирование вариантов технологического процесса, сформированных в результате проведения его реинжиниринга [6 - 8]. Принятие же управленческих решений о целесообразности проведения реинжиниринга технологического процесса вообще и выбор наиболее рационального варианта изменения его структуры и технологических показателей осуществляются на основе сравнения количественных оценок ключевых показателей ТП, полученных в результате имитационного моделирования его функционирования. Этот подход существенно снижает риски принятия подобного рода решений и их реализации, а также связанных с ними издержек [6]. Таким образом, исследования в области использования методов имитационного моделирования при реинжиниринге бизнес-процессов дискретного производства актуальны с практической и с научной точки зрения. В данной работе в качестве объекта реинжиниринга выступает технологический процесс ремонта надрессорной балки тележки модели 18-578 полувагона. Рассматривается ряд достаточно широко используемых вариантов реинжиниринга линейных технологических процессов ремонта узлов транспортных средств.
Деповский ремонт тележки модели 18-578 полувагона осуществляется в специализированном тележечном отделении вагоносборочного цеха депо, которое включает в себя участки, обеспечивающие полный технологический процесс её ремонта, начиная с входного контроля тележки и завершая выходным контролем качества произведенного ремонта. Технологический процесс ремонта тележки данной модели включает в себя технологические операции, распределенные по ремонтным позициям тележечного отделения [9]. Предварительный анализ структуры ТП и технологического времени его операций (ТТО) позволил сделать заключение, что его наиболее «узким местом» является совокупность ТО (подпроцесс) ремонта надрессорной балки тележки (таблица 1). Ремонтные (технологические) операции данного подпроцесса организованы в две укрупненные ремонтные позиции исходя из физико-механических процессов обработки металлов: позицию наплавки/сварки и позицию механической обработки. Ремонт тележек грузовых вагонов осуществляют две бригады работников, работающих посменно по два дня через два дня отдыха. Продолжительность смены составляет 11 часов с двумя перерывами длительностью в 1 час и 0,5 часа.
Технологическое время ТТО реализации каждой ремонтной операции является величиной случайной, что представлено в таблице 1 в виде соответствующего теоретического закона распределения случайных величин, который максимально близко описывает распределение исходных данных, накопленных в ходе наблюдений за функционированием этих операций. Минимальное расчетное значение критерия х при оценке степени соответствия собранных данных и теоретического закона распределения составило 0,72. Это говорит о возможности использования приведенных в таблице 1 законов распределения для описания изменений значений величины ТТО при моделировании функционирования соответствующих ТО с доверительной вероятностью 0,95 [10].
Реинжиниринг рассматриваемого технологического подпроцесса ориентирован на повышение его пропускной способности, т. е. на увеличение количества отремонтированных надрессорных балок за смену. Наряду с этим критерием актуальными, по мнению авторов, являются также показатели незавершенного производства, количество занятых рабочих и уровень загрузки/простоя технологического оборудования, задействованного непосредственно на ремонтных операциях.
Таблица 1 - Характеристики и обозначения технологических операций ремонта надрессорной балки тележки модели 18-578 полувагона
№ п/п Название технологической операции Обозначение ТО в модели Arena Количество рабочих, занятых на ТО Обозначение рабочего в модели Arena Значение ТТО (в обозначениях Arena)
старое оборудование новое оборудование
1 Транспортировка надрессорной балки на позицию накопления Transport_1 1,00 Operator_2 UNIFORM* (9,7; 10,2) UNIFORM* (9,7; 10,2)
2 Транспортировка надрессорной балки на позицию наплавки Transport_2 1,00 Operator_3 UNIFORM (1,8; 2,3) UNIFORM (1,8; 2,3)
3 Наплавка наклонных поверхностей надрессорной балки Surfacing_1 1,00 Welder_1 NORMAL** (29, 3) NORMAL (22, 2)
4 Транспортировка надрессорной балки на позицию наплавки Transport_3 1,00 Operator_3 UNIFORM (1,8; 2,3) UNIFORM (0,8; 1,3)
5 Наплавка подпятника надрессорной балки Surfacing_2 1,00 Welder_2 NORMAL (33,3) NORMAL (29, 3)
6 Транспортировка надрессорной балки на позицию механообработки наклонных поверхностей надрессор-ной балки Transport_4 1,00 Operator_3 UNIFORM (1,8; 2,3) UNIFORM (0,8; 1,3)
7 Механическая обработка наклонных поверхностей надрессорной балки Machin-ing_1 1,00 Craftsman_1 NORMAL (22,2) NORMAL (19,2)
8 Транспортировка надрессорной балки на позицию механообработки подпятника надрессор-ной балки Transport_5 1,00 Operator_3 UNIFORM (1,8; 2,3) UNIFORM (0,8; 1,3)
9 Механическая обработка подпятника надрессорной балки Machin-ing_2 1,00 Craftsman_2 NORMAL (43,3) NORMAL (38,3)
10 Транспортировка надрессорной балки на позицию сборки тележки Transport_6 1,00 Operator_2 UNIFORM (6,7; 7,3) UNIFORM (6,7; 7,3)
* UNIFORM (min, max) - теоретическое распределение равной вероятности случайной величины; min, max -минимальное и максимальное значения времени выполнения технологической операции.
** NORMAL (Mean, StdDev) - теоретическое нормальное распределение вероятности случайной величины; Mean, StdDev - среднее значение и среднеквадратическое отклонение случайной величины.
Увеличение пропускной способности данного технологического подпроцесса возможно в результате реализации следующих организационно-технических мероприятий.
1. Полная замена технологического оборудования на ремонтных позициях, что приведет к снижению соответствующих значений ТТО (вариант 1/Модель 2).
2. Организация дополнительной дублирующей ремонтной позиции для технологической операции с наибольшей трудоемкостью (см. таблицу 1) - операции «Механическая обработка подпятника надрессорной балки» (вариант 2/Модель 3).
3. Организация «свободной маршрутизации» обрабатываемой балки внутри ремонтных позиций наплавки/сварки и механообработки (вариант 3/Модель 4).
Выбор наиболее приемлемого для возможной последующей реализации варианта реинжиниринга предлагается осуществлять на основе сравнения результатов имитационного моделирования функционирования соответствующих технологических подпроцессов в среде Arena RockWellSoftware™ (академическая лицензия). Сравнение осуществляется также с аналогичными результатами, полученными на «Модели 1», модели «AS IS», которая разработана для исходного технологического подпроцесса ремонта надрессорной балки (см. таблицу 1). Модели 2 - 4 относятся к категории моделей «AS TO BE». Результаты моделирования включают в себя количественные оценки перечисленных ранее показателей для каждого из вариантов. Для всех моделей требованием на обслуживание является надрессорная балка, поступающая на ремонт с операции разборки тележки. Функционирование последней в таком контексте моделируется работой функционального блока типа Create «Create 1» (рисунки 1-3), так как известно соответствующее технологическое время этой операции. Комбинация блоков «Decide 1» и «Hold 1» предназначена для моделирования накопления надрессор-ных балок после разборки тележки на межоперационном складе.
В моделях «Модель 1», «Модель 3», «Модель 4» на ремонтных операциях используется оборудование, указанное в таблице 1, в моделях «Модель 2» и частично в «Модель 4» на соответствующих ремонтных операциях используется оборудование с более высокими технологическими характеристиками (см. таблицу 1). При построении всех моделей эксплуатационные отказы оборудования не учитываются.
В качестве ресурса для блоков типа Process, которые имитируют функционирование соответствующих ремонтных операций, выступают рабочие (см. таблицу 1). Последние задействованы в технологических операциях в течение 11 часов (08.00 - 19.00) с двумя перерывами: с 11.30 до 12.30 и с 15.30 до 16.00. Управление доступом блоков типа Process к каждому из ресурсов осуществляется специальным блоком типа Schedule. Если при наступлении перерывов рабочие выполняют свои операции, то они их завершают и лишь после этого они прерывают свою деятельность, т. е. для соответствующих функциональных блоков Process модели рабочие, как используемый блоками ресурс, становятся недоступны.
Эту ситуация соответствует опции Wait при настройке блока Schedule, которая используется при описании доступности ресурсов в целом для блоков типа Process. Данная опция автоматически «продляет перерыв» для каждого рабочего (ресурса) на то время, на которое он задержался для выполнения операции в момент наступления перерыва. В таком же режиме работают все рабочие (ресурсы), включая и тех, что обеспечивают транспортировку надрессорной балки - операции Transport, функционирование которых также имитирует блоки типа Process.
Рисунок 1 - Модель «AS К» действующего подпроцесса ремонта надрессорной балки тележки модели 18-578 полувагона («Модель 1»)
Рисунок 2 - Модель «AS ТО ВЕ» (Модель 3) подпроцесса ремонта надрессорной балки тележки модели 18-578 полувагона, предусматривающая загрузку свободных ремонтных позиций
«Модель 2» для варианта 1 отличается от модели «AS IS» только лишь величинами ТТО, которые соответствуют более производительному оборудованию, которое будет использоваться на соответствующих ремонтных позициях (см. таблицу 1).
На рисунке 2 приведена «Модель 3» для варианта 2, в которой присутствует дублирование самой трудоемкой операции «Механическая обработка подпятника надрессорной балки (Machining_2)» (см. таблицу 1). В том случае, если эта операция занята обслуживанием требования, то пришедшее на обслуживание требование направляется на дублирующую операцию Machining_3 через блок Deside_2.
В документе [9] не указаны какие бы то ни было ограничения на последовательность выполнения при ремонте тележки как операций наплавки Surfacing_1, Surfacing_2, так и операций механообработки Machining_1, Machining_2 (см. таблицу 1). «Модель 4» (рисунок 3) позволяет перенаправлять поступающие на обслуживание требования на свободную операцию типа Surfacing_1 или Sur-facing_2. Совокупность блоков Assign 1, Assign 2, Decide 3 и Decide 4 обеспечивает контроль обязательного прохождения требования через операции типа Surfacing_1 и Surfacing_2, т. е. до тех пор, пока поступившая на ремонт надрессорная балка не пройдет операции наплавки подпятника и боковых поверхностей, она не поступит на последующие операции механообработки Machining_1 и Machin-ing_2.
J
0.00
0.00
0.00
о.оо
о.оо
0.00
о.оо
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Рисунок 3 - Модель «AS ТО ВЕ» (Модель 4) подпроцесса ремонта надрессорной балки тележки модели 18-578 полувагона, предусматривающая дублирование наиболее трудоемкой операции Machining_2
Блоки Decide 5 и Decide 6 обеспечивают распределение поступающих после наплавки балок на свободные операции механообработки. Блок Hold 2 предназначен для имитации функционирования локального межоперационного склада этих операций, где накапливаются надрессорные балки, прошедшие обработку на операциях наплавки, при занятых обработкой ранее поступивших балок операциях механообработки.
Балки с данного склада всегда поступают на операцию Machining_1, которая характеризуется меньшим технологическим временем по сравнению с операцией Machining_2. Группа блоков Assign 3, Assign 4, Decide 7 и Decide 8 выполняет те же функции, что блоки Assign 1, Assign 2, Decide 3, Decide 4, но уже применительно к операциям механообработки. Операция Transport_6 имитирует транспортирование отремонтированных надрессорных балок на позицию сборки тележки. Функциональные блоки типа Hold, Decide и Assign не оказывают влия-
ния на величину технологического времени ремонта надрессорной балки тележки на ремонтных позициях, так как они предназначены для описания дисциплины и логики обслуживания требований в моделях Arena.
В таблице 2 приведены результаты имитационного моделирования функционирования вариантов реинжиниринга рассматриваемого технологического подпроцесса с использованием соответствующих разработанных моделей, описанных выше. Согласно полученным результатам моделирования наиболее привлекательным для последующей практической реализации реинжиниринга представляется вариант 4 («Модель 4»), который характеризуется как максимальной пропускной способностью рассматриваемого технологического подпроцесса, так и наименьшими показателями незавершенного производства на момент завершения рабочей смены.
Таблица 2 - Расчетные значения показателей функционирования вариантов реинжиниринга подпроцесса ремонта надрессорной балки
№ п/п Показатель/критерий Модель 1 Модель 2 Модель 3 Модель 4
1 Отремонтировано надрессорных балок, шт. 11 12 12 14
2 Незавершенное производство (всего), шт. 7 9 6 4
В том числе технологические операции 7 9 6 4
3 Средняя степень загрузки оборудования технологических операций 0,745 0,767 0,76 0,616
4 Затраты на реинжиниринг (затраты на приобретение оборудования), тыс. руб. - 32643 - 5250
5 Количество занятых рабочих (используемых ресурсов), чел. 7 7 7 8
Вместе с тем данный вариант по отношению к варианту 3 (ближайший альтернативный вариант) предполагает необходимость дополнительных инвестиций на приобретение оборудования для оснащения операции Machining_3 и найма дополнительного персонала (рабочего) для работы на нем. Кроме того, данный вариант характеризуется наименьшей степенью загрузки оборудования.
Более детальная информация о степени загрузки рабочих (ресурсов), выполняющих непосредственно соответствующие ремонтные (технологические) операции (см. таблицу 1), приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Загрузка ресурсов ремонтных операций подпроцесса ремонта надрессорной балки за смену
Степень загрузки ресурса ремонтных операций Модель 1 Модель 2 Модель 3 Модель 4
Welder_1 0,78 0,78 0,83 0,78
Welder_2 0,83 0,88 0,87 0,87
Craftsman_2 0,55 0,59 0,51 0,55
Craftsman_3 0,82 0,82 0,83 0,44
Craftsman_4 - - - 0,44
Рост степени загрузки сварщика ^еШег_1) на операции Sшfacmg_1 (см. таблицу 1) обусловлена тем, что маршрутизация поступающих на ремонт надрессорных балок не строго регламентирована и так как ТТО данной операции меньше, чем на операции Sшrfacmg_2, то количество надрессорных балок поступающих на данную операцию увеличивается. Введение же дублирующей операции МасЫш^_3 для операции МасЫт^_2 снижает загрузку используемых на этих операциях соответствующих ресурсов (рабочих) Сгайзтап_4 и СгаА^тап_3. В остальном же загрузка ресурсов для приведенных моделей (см. таблицу 3) незначительно отличается друг от друга.
Использование имитационного моделирования в рамках реинжиниринга бизнес-процессов организационно-технических систем, включая и технологические процессы, позволяет получать количественные оценки ряда ключевых показателей, характеризующих возможную реализацию каждого из вариантов рассматриваемого ТП, его подпроцессов и операций. К этим показателям, как правило, принято относить производительность (пропускную способность) ТП, степень загрузки используемых ресурсов (оборудования, персонала), величину незавершенного производства и т. п., т. е. те показатели, что используются как при проектировании технологических процессов, так и при их сопровождении в условиях действующего производства. Имитационные модели функционирования вариантов реинжиниринга ТП разрабатываются с учетом дисциплины и технологической специфики их реализации. Полученные в результате имитационного моделирования оценки перечисленных выше показателей являются основой для принятия более обоснованных управленческих решений по выбору и последующей реализации наиболее приемлемого из сравниваемых варианта реинжиниринга рассматриваемого технологического процесса или его элементов. Применительно к рассмотренному подпроцессу ремонта надрессорной балки тележки модели 18-578 полувагона наиболее предпочтительным является вариант реинжиниринга, характеризующийся организацией дополнительной ремонтной операции механообработки наплавленного подпятника надрессорной балки (Machining_3) (см. таблицы 2, 3).
Список литературы
1. Kelton W. D. Simulation with Arena, 5th Edition by W. David Kelton, Randall P. Sadowski, Nancy B. Swets, Rockwell Automation McGraw-Hill, 2010, 656 p.
2. Высочина, О. С. Моделирование производственных процессов на промышленном предприятии при помощи системы имитационного моделирования Arena / О. С. Высочина, В. Н. Данич, В. П. Пархоменко. - Текст : непосредственный // Радюелектронжа, шформати-ка, управлшня. - 2012. - № 1. - С. 82 - 85.
3. Редько, С. Г. Применение системы имитационного моделирования Arena для исследования производственных линий / С. Г. Редько, Е. В. Селезнева. - Текст : непосредственный // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2013. - № 4-2 (183). - С. 277 - 283.
4. Ревина, И. В. Имитационное моделирование производственного процесса изготовления деталей / И. В. Ревина, Г. Н. Бояркин. - Текст : непосредственный // Омский научный вестник. - 2018. - № 6 (162). - С. 230 - 234.
5. Брылова, Т. Б. Имитационное моделирование функционирования технологических процессов ремонта узлов подвижного состава / Т. Б. Брылова, А. В. Кутышкин. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2019. - № 2 (38). - С. 117 - 127.
6. Имитационное моделирование производственных систем / под общ. ред. чл.-кор. АН СССР А. А. Вавилова. - Москва : Машиностроение; Берлин : Техника, 1983. - 416 с. - Текст : непосредственный.
7. Смирнов, В. А. Имитационное моделирование технологических процессов предприятий транспортного машиностроения / В. А. Смирнов, А. М. Семенов. - Текст : непосредственный // Вестник РГУПСа. - 2012. - № 2 (46). - С. 67 - 74.
8. Смирнов, В. А. Оценка производственно-технологических параметров предприятий по ремонту подвижного состава методами математического моделирования / В. А. Смирнов, А. М. Семенов. - Текст : непосредственный // Вестник РГУПСа. - 2012. - № 4 (48). - С. 45 - 53.
9. Общее руководство по ремонту РД 32 ЦВ 082-2018 «Тележки трехэлементные грузовых вагонов со скользунами постоянного контакта с осевой нагрузкой 23,5 тс моделей 18-578 и 18-9771». - Москва : ОАО «РЖД», 2018. - 95 с. - Текст : непосредственный.
10. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / В. С. Королюк, Н. И. Портенко [и др]. - Москва : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 640 с. - Текст : непосредственный.
References
1. Kelton W. D. Simulation with Arena, 5th Edition by W. David Kelton, Randall P. Sadowski, Nancy B. Swets, Rockwell Automation McGraw-Hill, 2010, 656 p.
2. Vysochina O. S., Danich V. N., Parhomenko V. P. Simulation of production processes at an industrial enterprise using the Arena simulation system [Modelirovanie proizvodstvennyh pro-cessov na promyshlennom predpriyatii pri pomoshchi sistemy imitacionnogo modelirovaniya Arena]. Radioelektronika, informatika, upravlinnya - Radio electronics, informatics, management, 2012, no. 1, pp. 82 - 85.
3. Redko S. G., Selezneva E. V. Application of the Arena simulation system to research production lines [Primenenie sistemy imitacionnogo modelirovaniya Arena dlya issledovaniya proizvodstvennyh linij]. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Cankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta - Scientific and technical statements of St. Petersburg State Polytechnic University, 2013, no. 4-2 (183), pp. 277 - 283.
4. Revina I. V., Boyarkin G. N. Simulation of the production process of manufacturing parts [Imitacionnoe modelirovanie proizvodstvennogo processa izgotovleniya detalej]. Omskij nauchnyj vestnik - Omsk Scientific Bulletin, 2018, no. 6 (162), pp. 230 - 234.
5. Brylova T. B., Kutyshkin A. V. Simulation modeling of the functioning of technological processes of repair of rolling stock units [Imitacionnoe modelirovanie funkcionirovaniya tekhnolog-icheskih processov remonta uzlov podvizhnogo sostava]. Izvestiia Transsiba - Journal of Transsib Railway Studies, 2019, no. 2 (38), pp. 117 - 127.
6. Imitacionnoe modelirovanie proizvodstvennyh sistem (Simulation of production systems), Under total. ed. Corresponding Member USSR Academy of Sciences A. A. Vavilova. Moscow: Mashinostroenie Publ.; Berlin: Tekhnika Publ., 1983, 416 p.
7. Smirnov V. A., Semenov A. M. Simulation modeling of technological processes of enterprises of transport engineering [Imitacionnoe modelirovanie tekhnologicheskih processov predpri-yatij transportnogo mashinostroeniya]. Vestnik RGUPS - Bulletin of the Rostov State University of Communications, 2012, no. 2 (46), pp. 67 - 74.
8. Smirnov V. A., Semenov A. M. Evaluation of production and technological parameters of enterprises for the repair of rolling stock methods of mathematical modeling [Ocenka proizvod-stvenno-tekhnologicheskih parametrov predpriyatij po remontu podvizhnogo sostava metodami ma-tematicheskogo modelirovaniya]. Vestnik RGUPS - Bulletin of the Rostov State University of Communications, 2012, no. 4 (48), pp. 45 - 53.
9. Obshchee rukovodstvo po remontu RD 32 TsV 082-2018 «Telezhki trekhelementnye gru-zovykh vagonov so skol'zunami postoiannogo kontakta s osevoi nagruzkoi 23,5 ts modelei 18-578 i 18-9771» (General repair manual RD 32 CV 082-2018 " Three-element bogies of freight cars with constant contact sliders with an axial load of 23.5 ts models 18-578 and 18-9771»), Moscow: JSC «RZhD» Publ., 2018, 95 p.
10. Korolyuk V. S., Portenko N. I., Skorohod A. V., Turbin A. F. Spravochnik po teorii veroyatnostej i matematicheskoj statistike (Handbook of Probability and Mathematical Statistics). Moscow: Science. Main editorial office of physical and mathematical literature, 1985, 640 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Брылова Татьяна Борисовна
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», ОмГУПС. Тел.: +7 (3812) 31-06-72. E-mail: biser65@mail.ru
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Brylova Tatyana Borisovna
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Wagons and wagon industry», OSTU. Phone: +7 (3812) 31-06-72. E-mail: biser65@mail.ru
Кутышкин Андрей Валентинович
Югорский государственный университет (ЮГУ).
Чехова ул., 16, г. Ханты-Мансийск, 628012, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор Высшей цифровой школы Института цифровой экономики, ЮГУ.
Тел.: +7 (3467) 35-77-15, 35-75-38.
E-mail: avk_200761@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Брылова, Т. Б. Использование имитационного моделирования при реинжиниринге технологических процессов ремонта подвижного состава / Т. Б. Брылова, А. В. Кутышкин. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2020. - № 3 (43). - С. 139 - 148.
УДК 658.012.011.56:658.512
Kutyshkin Andrey Valentinovich
Yugra State University (YGU).
16, Chehova st., Khanty-Mansiysk, 628012, the Russian Federation.
Doctor of Engineering Sciences, Professor of the Higher Digital School of the Institute of Digital Economy, YGU.
Phones: +7 (3467) 35-77-15, 35-75-38.
E-mail : avk_200761@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Brylova T. B., Kutyshkin A. V. The use of simulation in the reengineering of technological processes of rolling stock units. Journal of Transsib Railway Studies, 2020, no. 3 (43), pp. 139 - 148 (In Russian).
С. Н. Харлап
Белорусский государственный университет транспорта, г. Гомель, Республика Беларусь
ПРИМЕНЕНИЕ ДИВЕРСИТЕТА В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ
УПРАВЛЕНИЯ ОПАСНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К СИСТЕМАТИЧЕСКИМ ОТКАЗАМ
Аннотация. Рассмотрено влияние систематических отказов на функциональную безопасность автоматизированных систем управления опасными технологическими процессами. Показано, что обеспечение устойчивости АСУ ТП к систематическим отказам в настоящее время является актуальной задачей. Представлены подходы для повышения устойчивости к систематическим отказам, рекомендованные МЭК 61508. Особое внимание уделено методам, базирующимся на диверситете. Подробно раскрыты функциональный диверситет и диверситет технологий. Приведены примеры использования диверситета в системах железнодорожной автоматики. Сформулированы основные проблемы применения диверситета для повышения устойчивости к систематическим отказам. Основными преимуществами использования диверситета являются повышение стойкости к систематическим отказам и снижение риска возникновения опасных отказов за счет применения диверситетных методов защиты на функциональных уровнях АСУ ТП. Недостатками использования ди-верситета являются значительное увеличение затрат на разработку и техническое обслуживание АСУ ТП, сложность подтверждения различного поведения диверситетных каналов при возникновении систематических отказов и отсутствие эффективного метода оценки достаточности полученного диверситета для заданного уровня полноты безопасности.
Ключевые слова: диверситет, безопасность, АСУ ТП, систематические отказы, опасный отказ.
Sergei N. Kharlap
Belarusian State University Of Transport (BSUT), Gomel, the Republic of Belarus
APPLICATION OF DIVERSITY IN AUTOMATED CONTROL SYSTEMS OF HAZARDOUS TECHNOLOGICAL PROCESSES TO INCREASE RESISTANCE
TO SYSTEMATIC FAILURES
Abstract. The influence of systematic failures to the functional safety of automated control systems of hazardous technological processes is considered. It is shown that stability ensuring of the process control system to systematic failures is an actual task for today. Approaches to increase the robustness to systematic failures recommended by IEC 61508 are presented. Special attention is paid to methods based on diversion. The functional diversity and technology diversity have been revealed in detail. Examples of using diversification in railway automation systems are given. The main problems of using diversification to increase resistance to systematic failures are formulated. The main advantages of using diversification are increased resistance to systematic failures and reduced risk of dangerous failures through the usage of diversified protection methods at the functional levels of the APCS. The disadvantages of using diversification are a significant increase in the costs of developing and automated process control system maintenance,
