CC BY
31
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
УДК 629.46/.47:519.876.5:004
В. В. МЯМЛИН1*
1 Каф. «Вагоны и вагонное хозяйство», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел./факс +38 (056) 371 51 10, эл. почта [email protected], ОЯСГО 0000-0002-8008-9097
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ ВАРИАНТОВ ГИБКИХ ПОТОКОВ ДЛЯ РЕМОНТА ВАГОНОВ ПРИ ПОМОЩИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Цель. В работе необходимо усовершенствовать методы организации ремонта вагонов за счет поиска рациональных структур гибких потоков для ремонта вагонов. Методика. Использовалось имитационное моделирование для анализа функционирования вагоноремонтных потоков. Исходными данными для генерирования случайных величин продолжительности ремонта вагонов выступали статистические данные, собранные на действующих вагоноремонтных предприятиях. Результаты. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при одном и том же количестве модулей более эффективным является гибкий ремонтный поток. Гибкий поток позволяет увеличить пропускную способность, повысить съем вагонов с одного модуля и сократить продолжительность простоя вагонов в ремонте. Научная новизна. Были выявлены закономерности, позволяющие установить связи между различными структурными вариантами гибкого потока и их эксплуатационными показателями. Получены конкретные данные, позволяющие по-новому взглянуть на организацию вагоноремонтного производства. Практическая значимость. Данные результаты могут быть использованы при проектировании новых перспективных предприятий для ремонта вагонов, а также при реконструкции или расширении существующих предприятий с целью перевода их на гибкий поток. Рекомендуется при проектировании и строительстве новых вагоноремонтных предприятий обязательно учитывать полученные результаты и стараться внедрить их в производство.
Ключевые слова: ремонт вагонов; гибкий поток; имитационное моделирование; анализ вагоноремонтных структур; проектирование вагоноремонтных предприятий
Введение
Данная статья продолжает тему, затронутую в работах [1-12, 17-24]. Нахождение правильных принципов организации ремонта вагонов, позволяющих сочетать высокопроизводительный поточный метод с вероятностной природой ремонтного производства, уже давно является актуальной задачей, стоящей перед учеными и проектировщиками, занимающимися разработкой вагоноремонтных предприятий. Вместе с тем, во времена Советского Союза произошло чрезмерное увлечение жесткими поточными линиями для ремонта вагонов и, поэтому, сегодня приходится пожинать плоды такого непродуманного подхода - практически все вагонные депо ремонтируют вагоны при помощи низкопроизводительного стационарного метода. Эффективный поток организовать никак не получается - здания депо спроектированы таким образом, что радикально изменить структуру потока не представляется возможным. Поэтому сейчас нужны современные вагоноремонтные
предприятия с поточными производствами, функ-циионирующими по совсем иным принципам.
Цель
Цель работы - поиск рациональных структур гибких потоков для ремонта вагонов. Под рациональной будем понимать такую структуру, при которой достигается наибольший съем вагонов с одного ремонтного модуля. Учитывая, что гибкие потоки для ремонта вагонов в настоящее время присутствуют только в теоретических разработках, очень важно знать, как поведут они себя в период эксплуатации, после того, как будут построены и начнут функционировать. Поэтому очень важно еще на стадии проектирования уже знать, каких технико-экономических показателей можно ожидать от их работы, и насколько эти показатели будут отличаться от показателей работы традиционных поточных линий для ремонта вагонов, используемых в настоящее время. Для этой цели был задействован имитационный эксперимент.
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
Методика
Для исследования потоков ремонта вагонов были использованы алгоритмы и методы расчета, представленные в работах [13-16, 25-26]. На основании этих алгоритмов была разработана специальная имитационная программа. При разработке которой использовалась среда приложения Microsoft Visual Studio 2010, а сам текст программы написан на алгоритмическом языке Visual Basic.
В результате имитационного моделирования на компьютере работы потока вычислялись следующие показатели: пропускная способность технологического потока, средний такт потока, среднеквадратическое отклонение такта, среднее время простоя вагонов в ремонте, средне-квадратическое отклонение времени простоя в ремонте, коэффициенты использования позиций, коэффициенты загрузки позиций, а также другие показатели, необходимые для более глубокого понимания процессов, происходящих во время функционирования потока.
Для имитационного моделирования работы конкретного потока необходимо сначала определиться с его структурой. Будем условно считать, что «длина» потока определяется количеством ремонтных позиций (фаз), а его «ширина» - количеством модулей (каналов) на позиции.
Как показали исследования, проведенные на различных уже действующих предприятиях, количество ремонтных позиций находится в диапазоне от 4 до 12. Следует помнить, что с уменьшением количества позиций, объемы работ, выполняемые на позициях, приходится укрупнять. Увеличение числа позиций неизбежно приводит к дополнительным перемещениям объектов ремонта. Количество позиций зависит от принятого технологического процесса ремонта, состава технологического оборудования и комплексов выполняемых работ. На наш взгляд целесообразно иметь на потоке от 5 до 7 позиций. В идеальном случае, конечно, весь технологический процесс желательно распределить между специализированными позициями в равных долях. Но, учитывая специфику вагоноремонтного производства, да еще его вероятностный характер, на практике это осуществить невозможно. Ведь нет никакой гарантии, что продолжительности разбороч-ных, сборочных, правильных, газорезательных,
электросварочных, слесарных, тормозных, окрасочных работ на каждом вагоне будут равны.
В качестве исходного варианта была принята самая простая структура потока, состоящая из шести позиций с одним ремонтным модулем на каждой позиции. По сути дела, это даже не гибкий поток, а - полужесткий. Все вагоны, ремонтируемые на таком потоке, имеют один и тот же путь движения. Структурная гибкость такого потока равна единице. Поток, состоящий из одного модуля на каждой позиции, не является поликанальным и не позволяет осуществлять «обгоны» между ремонтируемыми вагонами.
В качестве ремонтируемых вагонов, был принят самый многочисленный тип грузовых вагонов - полувагон.
В качестве интервала времени моделирования был взят годовой фонд рабочего времени предприятия ЕП = 7 810 ч (355x11x2).
Вся сложность функционирования потока состоит в том, что продолжительность ремонта вагонов на каждой позиции является случайной величиной, зависящей от большого количества различных факторов. В качестве исходных данных для расчета случайной величины времени выполнения ремонтных работ на каждой позиции были использованы статистические данные, собранные в вагоносборочном участке одного из передовых действующих вагоноремонтных предприятиях. На основании этой статистики программа определенным образом генерирует случайное время выполнения работ по каждому вагону для каждой позиции. Затем определяется возможность перемещения вагона на один из модулей следующей позиции. Математическое ожидание и среднеквадратиче-ское отклонение времени выполнения работ на позициях представлены в табл. 1.
Для того, чтобы проследить тенденцию изменения показателей работы потока с изменением его структуры и выявить зависимости между ними, был использован метод «расширения узких мест». Суть этого метода состоит в добавлении еще одного модуля к той позиции, которая имеет наибольшую загрузку и, таким образом, «тормозит» движение потока.
После добавления очередного модуля к одной из позиций, имеющей наибольший коэффициент загрузки, осуществлялось повторное моделирование работы потока. Затем снова из© В. В. Мямлин, 2014
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
менялась структура потока путем добавления еще одного модуля уже к другому «узкому месту» и так далее. После добавления дополнительного модуля к позиции, производительность ее увеличивается, и пропускная способность ее возрастает. Если возрастает пропускная способность бывшего «узкого места», то, естественно, возрастает и пропускная способность всего потока. Однако она возрастает до тех пор, пока снова не появится «узкое место», которое также будет сдерживать движение потока.
Таблица 1
Параметры случайных величин времени выполнения работ на позициях
Table 1
Random variables parameters of works runtime on the positions
Позиция Математическое ожидание, мин Среднеквадратиче-ское отклонение, мин
Первая 268,9 128,8
Вторая 68,2 50,9
Третья 275,3 118,0
Четвертая 79,4 138,1
Пятая 63,8 65,8
Шестая 120,3 4,9
При обычном расчете потока количество модулей на позициях должно задаваться сразу, исходя из равенства пропускных способностей позиций. В общем случае количество модулей на позиции должно быть пропорционально времени выполнения ремонтных работ на этой позиции.
В нашем же случае, приняв по одному модулю на каждой позиции и используя метод «расширения узких мест», мы хотели наглядно продемонстрировать, как изменяются эксплуатационные показатели потока с изменением его структуры. Из рис. 1 и табл. 2-3 хорошо видно, что с увеличением количества модулей на потоке на одну единицу обязательно увеличивается и его пропускная способность. Но увеличение пропускной способности еще не говорит о том, что улучшаются и все остальные показатели.
Результаты
Результаты моделирования различных структурных вариантов гибкого потока представлены в табл. 2.
На рис. 1 представлен график зависимости между количеством ремонтных модулей на потоке и его пропускной способностью.
На рис. 2 представлен график зависимости между количеством ремонтных модулей на потоке и его структурной гибкостью.
10000 ■в H 9000 * 8000 т000 1 6000 5 5000 Я 4000 р 3000 р 2000 Ê* ЮОО к о В
10 15 Количество 20 модулей 25 30
Рис. 1. Зависимость между количеством ремонтных модулей на потоке и его пропускной способностью Fig. 1. Dependency between the amount of repair modules on the flow and its working capacity
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету загазничного транспорту, 2014, № 3 (51)
РУХОМИЙ СКЛАД ЗАШЗНИЦЬ I ТЯГА П013Д1В
Таблица 2
Результаты моделирования различных структурных вариантов гибкого потока
Table 2
The simulation results of different structural variants of the flexible flow
№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Количество модулей, Я 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Пропускная способность, N 1 398 1 686 2 325 2 604 2 682 2 876 3 694 4 099 4 286 4 674 4 965 5 926 6 249 6 377 6 975 7 357 7 518 8 741 9 172
№ сдерживающей позиции 3 1 3 1 6 4 3 1 3 2 5 3 1 6 3 1 4 3 1
Струюурная ГибЮСГЬ, У|/ 1 2 4 6 9 18 36 48 60 80 160 320 384 480 720 840 1 008 1 512 2 268
Съем вагонов с 1 модуля, 6 233 241 291 290 268 261 308 315 306 312 310 349 347 336 349 350 342 380 382
Простой в ремонте, Т , ч 20,6 18,0 22,6 23,5 23,1 23,8 19,7 19,5 19,6 21,9 23,5 19,7 19,8 22,12 19,1 19,0 20,5 18,2 18,8
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету загазничного транспорту, 2014, № 3 (51)
РУХОМИЙ СКЛАД ЗАШЗНИЦЬ I ТЯГА П013Д1В
Таблица 3
Зависимость пропускной способности потока от количества модулей
Table 3
Dependency of flow working capacity on the number of modules
№/п/п Количество модулей на потоке Пропускная способность потока Рост пропускной способности потока по сравнению с предыдущим вариантом Рост пропускной способности потока по сравнению с базовым вариантом
Вагоны % Вагоны %
1 6 1 398 - - - -
2 7 1 686 288 20,60 288 20,60
3 8 2 325 639 37,9 927 66,30
4 9 2 604 279 12,0 1 206 86,26
5 10 2 682 78 2,99 1 284 91,84
6 11 2 876 194 7,23 1 478 105,72
7 12 3 694 818 28,44 2 296 164,23
8 13 4 099 405 10,96 2 701 193,20
9 14 4 286 187 4,56 2 888 206,58
10 15 4 674 388 9,05 3 276 234,33
11 16 4 965 291 6,22 3 567 255,15
12 17 5 926 961 19,35 4 528 323,89
13 18 6 249 323 5,45 4 851 346,99
14 19 6 377 128 2,04 4 979 356,15
15 20 6 975 598 9,37 5 577 398,92
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету загазничного транспорту, 2014, № 3 (51)
РУХОМИЙ СКЛАД ЗАШЗНИЦЬ I ТЯГА П013Д1В
Окончание табл. 3 End of Table 3
№/п/п Количество модулей на потоке Пропускная способность потока Рост пропускной способности потока по сравнению с предыдущим вариантом Рост пропускной способности потока по сравнению с базовым вариантом
Вагоны % Вагоны %
16 21 7 357 382 5,47 5 959 426,25
17 22 7 518 161 2,18 6 120 437,76
18 23 8 741 1 223 16,26 7 343 525,25
19 24 9 172 431 4,93 7 774 556,08
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
Рис. 2. Зависимость между количеством модулей на потоке и его структурной гибкостью Fig. 2. Dependency between the number of modules on the flow and structural flexibility
Результаты моделирования различных структурных вариантов технологических потоков для ремонта вагонов свидетельствуют о том, что с увеличением количества модулей пропускная способность потока возрастает. Вместе с тем, она возрастает по-разному: в одних случаях - на незначительную величину, в других - весьма существенно. Все зависит от того, какую роль играет данный модуль в этом структурном варианте.
Наиболее комплексным показателем, характеризующим эффективность работы потока в целом, является съем вагонов с одного ремонтного модуля. Как можно видеть из табл. 2, с увеличением количества модулей этот показатель имеет тенденцию к увеличению.
Попытаемся сравнить между собой структурные варианты разных типов потоков. Для точности эксперимента будем сопоставлять показатели работы только тех вариантов разных типов потоков, которые состоят из одинакового количества модулей. Варианты традиционных потоков будем рассматривать, как простую совокупность отдельных полужестких потоков, независимых друг от друга. В качестве базового варианта потока примем шестипозиционный поток. Поэтому будем сравнивать варианты разных потоков, состоящих из количества модулей кратных шести.
Так как шестимодульный поток имеет пропускную способность, равную 1 398 вагонов в год, то двенадцатимодульный поток (две нитки по
шесть модулей) будет иметь пропускную способность 2 796 вагонов в год (1 398^2) и так далее.
В табл. 4 представлены результаты моделирования сравниваемых вариантов структур потоков разных типов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при одном и том же количестве модулей более эффективным является гибкий ремонтный поток.
Следует отметить, что на позитивные возможности гибких потоков обратили внимание и американские специалисты [27].
Таким образом, путем правильного распределения трудоемкостей работ между позициями и выбора необходимого количества модулей на позициях, можно добиться высоких технико-экономических показателей работы потока. При этом пропускные способности позиций должны быть примерно одинаковыми. Пропускная способность всего потока будет зависеть от пропускной способности самых загруженных позиций.
Выбор конкретного пути перемещения вагона между модулями позиций зависит от многих случайных факторов. В случае если при заданной структуре потока у > N, то у каждого конкретного вагона появляется теоретическая возможность иметь свой индивидуальный путь перемещения, не совпадающий с путями перемещения остальных вагонов.
Наука та прогрес транспорту. Вюник Днiпропетровського нацiонального унiверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
Рис. 3. Вариант структуры гибкого потока, состоящий из 24 ремонтных модулей Fig. 3. Structure variant of flexible flow consisting of 24 repair modules
Таблица 4
Пропускная способность потоков разных типов
Table 4
Working capacity of flows of different types
Традиционный поток Гибкий поток Рост пропускной способности
о g « Б й g £ 8 g * 2 о К ^ по Д о о g « g £ 8 g * 2 о К ^ по Д о н о
я m 0х
о S ^ & £ С g о S & S С g
6 1398 6 - -
12 2 796 12 3 694 898 32,1
18 4 194 18 6 249 2 055 49,0
24 5 592 24 9 172 3 580 64,0
30 6 990 30 11 496 4 506 64,5
36 8 388 36 14 191 5 803 69,5
На рис. 3 представлен вариант структуры гибкого потока, состоящий из 24 ремонтных модулей.
На основании данных, полученных в результате моделирования, можно сделать вывод, что преимущества гибких потоков для ремонта вагонов начинают проявляться уже на начальных стадиях наращивания дополнительных мо-
дулей на позициях. Но наиболее ярко преимущества гибких потоков проявляются при значительном количестве модулей. Поэтому для эффективного их функционирования нужен определенный «простор», чтобы было где «развернуться». Целесообразное значение программы ремонта должно находиться в диапазоне от 6 000 до 9 000 вагонов в год.
Научная новизна и практическая значимость
Впервые с помощью имитационного моделирования были исследованы процессы функционирования различных структурных вариантов потоков для ремонта вагонов. Были выявлены закономерности, позволяющие установить связи между различными вариантами структур гибкого потока и их эксплуатационными показателями.
Исследования показали, что в результате усложнения структуры потока в ней появляются новые возможности, благоприятно влияющие на протекание технологического процесса функционирования потока и позволяющие «сглаживать» вероятностную природу ремонтного производства. В результате чего возрастает пропускная способность потока и сокращается простой вагонов в ремонте.
К новым возможностям относятся, например, такие возможности, как «обгоны» между
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
вагонами, выбор варианта пути перемещения. Традиционные поточные линии такими возможностями не обладают, что делает их очень уязвимыми к различным случайным факторам, оказывающим большое влияние на ход протекания технологического процесса ремонта вагонов, что, в конечном счете, отражается на их технико-экономических показателях.
Данные результаты могут быть использованы при проектировании новых перспективных предприятий для ремонта вагонов, а также при реконструкции или расширении существующих предприятий, с целью перевода их на гибкий поток.
Выводы
1. Полученные результаты свидетельствуют о том, что принятые в настоящее время «классические» поточные линии для ремонта вагонов являются далеко не лучшим решением, так как не учитывают вероятностную природу ремонтного производства.
2. Более весомых технико-экономических показателей можно достичь за счет использования гибких потоков для ремонта вагонов, обладающих значительной свободой в перемещении, что делает их менее уязвимыми от действия случайных факторов, присущих вагоноремонтному производству.
3. Дальнейшие исследования должны быть направлены на изучение возможности ремонта в составе единого гибкого потока вагонов разных типов, а также выполнения разных видов ремонта.
4. Необходимо собрать статистическую базу данных о трудоемкостях ремонта вагонов других типов, которая могла бы послужить информационной основой для исходных данных, используемых при имитационном моделировании гибких вагоноремонтных потоков.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Автоматизированные системы обработки информации и гибкие технологии на ремонтных предприятиях / М. М. Болотин, В. Г. Воротников, Т. В. Второва, И. В. Козловский // Автоматизация и соврем. технологии. - 1992. - № 8. - С. 21-23.
2. Бараш, Ю. С. Поточные линии гибкого маневрирования / Ю. С. Бараш, В. И. Сенько, А. Ф. Люль-ко // Ж.-д. трансп. - 1987. - № 2. - С. 64-65.
3. Болотин, М. М. Моделирующие алгоритмы и автоматизация расчетов / М. М. Болотин,
В. Г. Воротников // Мир трансп. - 2008. - № 3.
- С. 100-109.
4. Болотин, М. М. Новая технология ремонта вагонов / М. М. Болотин, В. Г. Воротников // Ж.-д. трансп. - 1991. - № 9. - С. 29-33.
5. Вагонное хозяйство / под ред. П. А. Устича. -М. : Маршрут, 2003. - 560 с.
6. Васецкий, В. В. Оптимизация управления потоками заявок на ремонт в условиях многостадийного вагоноремонтного производства / В. В. Васецкий, С. А. Олейникова, В. М. Пито-лин // Информац. технологии моделирования и упр. - 2006. - № 7 (32). - С. 882-890.
7. Воротников, В. Г. Модульный конвейер / В. Г. Воротников, Р. Мартынов // Гудок. -2010. - 1 июля.
8. Воротников, В. Г. Основные принципы моделирования процессов функционирования гибких производственных систем вагонных депо / В. Г. Воротников, А. А. Денисенко // Безопасность движения поездов (01.11-02.11.2007) : материалы 8-ой науч.-практ. конф. - Москва, 2007. - С. У1-3.
9. Воротников, В. Г. Перспективные направления повышения производственного потенциала вагонных депо / В. Г. Воротников // Безопасность движения поездов (01.11-02.11.2007) : материалы 8-ой науч.-практ. конф. - Москва, 2007.
- С. У1-3 -У1-4.
10. Губенко, В. К. Основные определения и показатели гибкого ремонтного процесса цистерн / В. К. Губенко, В. П. Литвиненко, Г. Г. Псарас ; Ждан. металург. ин-т. - Жданов, 1986. - 19 с. -Деп. В УкрНИИНТИ 22.09.1986, № 2229-Ук86.
11. Котуранов, В. Н. Пути усиления вагоноремонтной базы / В. Н. Котуранов, М. М. Болотин, С. Н. Муравьев // Ж.-д. трансп. - 1994. -№ 11. - С. 54-56.
12. Миронов, А. Ю. Сокращать простои вагонов в ремонте / А. Ю. Миронов // Ж.-д. транспорт.-2007. - № 8. - С. 22-23.
13. Мямлин, В. В. Анализ основных параметров асинхронного гибкого потока ремонта вагонов и методы их расчета / В. В. Мямлин // Вюн. Дншропетр. нац. ун-ту залiзн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна. - Д., 2009. - Вип. 26. - С. 28-33.
14. Мямлин, В. В. Гибкие потоки для ремонта вагонов и особенности имитационного моделирования их работы / В. В. Мямлин // Трансп. Росс. Федерации. - 2013. - № 3 (46). - С. 57-60.
15. Мямлин, В. В. Компоновочные решения организационно-технологических структур перспективных вагоноремонтных депо с асинхронными гибкими потоками ремонта вагонов / В. В. Мямлин // Вкн. Дншропетр. нац. ун-ту залiзн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - Д., 2010. - Вип. 31. - С. 55-62.
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
РУХОМИИ СКЛАД ЗАЛ1ЗНИЦЬ I ТЯГА ПО1ЗДГВ
16. Мямлин, В. В. Структуры гибких вагоноремонтных участков и их влияние на количество возможных вариантов пути перемещения вагонов между позициями потока / В. В. Мямлин // Вестн. Рост. гос. ун-та путей сообщ. - 2013. -№ 4 (52). - С. 77-86.
17. Образование параметров и оснащение гибких поточных линий по ремонту вагонов / В. Г. Воротников и др. // Автоматизация и соврем. технологии. - 1993. - № 3. - С. 3-5.
18. Сенько, В. И. Новая технология ремонта грузовых вагонов / В. И. Сенько, И. Л. Чернин // Акт. проблемы развития ж.-д. трансп. (24.0925.09.1996) : тез. докл. II Межд. науч.-практ. конф. - М. : МГУПС, 1996. - С. 113.
19. Сенько, В. И. Развитию деповской базы-научный поход / В. И. Сенько // Ж.-д. трансп.-1990. - № 6. - С. 41-42.
20. Скиба, И. Ф. Комплексно-механизированные поточные линии в вагоноремонтном производстве / И. Ф. Скиба, В. А. Ежиков. - М. : Транспорт, 1982. - 136 с.
21. Старых, С. А. Повышение эффективности ремонта грузовых вагонов / С. А. Старых // Ж.-д. трансп. - 2007. - № 8. - С. 24-27.
22. Структура и параметры гибкой организации вагоноремонтного процесса / А. Е. Дударев, В. П. Свинухов, В. Г. Анофриев, Л. П. Безов-
В. В. МЯМЛИ1*
1 Каф. «Вагони та вагонне господарство», Дшпропетровський нацюнальний ушверситет зал1зничного транспорту 1меш академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншропетровськ, Украша, 49010, тел./факс +38 (056) 371 51 10, ел. пошта [email protected], ОЯСГО 0000-0002-8008-9097
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ФУНКЦ1ОНУВАННЯ Р1ЗНИХ СТРУКТУРНИХ ВАР1АНТ1В ГНУЧКИХ ПОТОК1В ДЛЯ РЕМОНТУ ВАГОН1В ЗА ДОПОМОГОЮ 1М1ТАЦ1ЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
Мета. У робот необидно удосконалити методи оргатзаци ремонту ваготв за рахунок пошуку рацюнальних структур гнучких потоюв для ремонту ваготв. Методика. Використовувалось шггацшне моделювання для аналзу функцюнування вагоноремонтних поток1в. Вих1дними даними для генерування випадкових величин тривалосп ремонту ваготв виступали статистичн1 дат, з1бран1 на дючих вагоноремонтних щдприемствах. Результати. Отримаш результати свщчать про те, що при однш 1 тш же кшькосп модул1в бшьш ефективним е гнучкий ремонтний полк. Гнучкий потк дозволяе збшьшити пропускну здатн1сть, тдвищити зтмання ваготв з одного модуля та скоротити тривалють простою ваготв у ремонт! Наукова новизна. Були виявлет законом1р-носп, що дозволяють встановити зв'язки м1ж р1зними структурними вар1антами гнучкого потоку та !х експлуа-тацшними показниками. Отримано конкретш дат, що дозволяють по-новому поглянути на оргатзацш вагоноремонтного виробництва. Практична значимiсть. Отриман1 результати можуть бути використан1 при проектуван-т нових перспективних щдприемств для ремонту ваготв, а також при реконструкци або розшпренн1 юнуючих щдприемств 1з метою переведення гх на гнучкий потж. Рекомендуеться при проектуванн1 та будшницга нових вагоноремонтних щдприемств обов'язково враховувати отримаш результати й намагатися впровадити !х у ви-робництво.
Ключовi слова: ремонт вагошв; гнучкий потщ 1м1тац1йне моделювання; анал1з вагоноремонтних структур; проектування вагоноремонтних тдприемств
ская // Вопросы улучшения ходовых частей и обслуживания вагонов. - Днепропетровск : ДИИТ, 1987. - Вып. 255/10. - С. 65-69.
23. Технология ремонту рухомого складу. Ч. 1 : навч. поаб. / В. О. Шамапн, М. Ф. Ареф'ев, В. Н. Пасько, В. Л. Михайлюков. - К. : Дельта,
2008. - 479 с.
24. Тухарели, О. Г. Ремонту вагонов - индустриальную базу / О. Г. Тухарели, Р. Г. Морчиладзе // Ж.-д. трансп. - 1985. - № 1. - С. 42-44.
25. Myamlin, V. V. Asynchronous flexible stream of wagon repair and modeling of its functioning process as aggregated system / V. V. Myamlin // Transbaltica 2009 (22.04-23.04.2009) : Proc. of the 6-th Intern. Sci. Conf. / Vilnius Gediminas Techn. Univ., Lithuania. - Vilnius : Technika,
2009. - P. 173-178.
26. Myamlin, V. Searching of the ways of definition of the rational configuration of divisions of the car-repair facilities on the basis of the flexible stream on the design stage / V. Myamlin // TEKA. Commiss. of Motorization and Energetics in Agriculture. - 2013. - Vol. 13, № 4. - С. 167-173
27. Pat. 6769162 US, МПК7, B 23 P 6/00. Railcar maintenance process / J. Barich David, Barich D. M., Donahue T. P. ; assignee General Electric Company. - № 09/725656 ; filed 29.11.2000 ; Date of Pat. 03.08.2004.
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2014, № 3 (51)
РУХОМИЙ СКЛАД ЗАЛ1ЗНИЦЬ I ТЯГА ПО1ЗД1В
V. V. MYAMLIN1*
1 Dep. «Car and Car Facilities», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine, 49010, tel./fax +38 (056) 371 51 10, e-mail [email protected], ORCID 0000-0002-8008-9097
OPERATION STUDY OF DIFFERENT STRUCTURAL OPTIONS OF FLEXIBLE FLOWS FOR CAR REPAIR USING SIMULATION MODELING
Purpose. The article is aimed to improve the methods of car repair organization using the search of rational structures of flexible flows. Methodology. For operation analyses of the car repair flows the simulation modeling was used. The initial data for random value generation of cars repair duration are the statistical data. They were collected at the existing car repair enterprises. Findings. Obtained results show that at the same amount of modules the flexible repair flow is more efficient. Flexible flow increases the working capacity, improves the removal of cars from one module and reduces car detention time in repair. Originality. There were identified the mechanisms, which allow establishing links between the different structural variants of flexible flow and their operational performance. Concrete data that give a fresh look to the organization of car repair production were obtained. Practical value. These results can be used in designing the new perspective enterprises for car repair and also under reconstruction or expansion of existing enterprises in order to transfer them to the flexible flow. It is recommended to incorporate the obtained results and try to put them into production during designing and construction of new car enterprises.
Keywords: car repair; flexible flow; simulation modeling; analysis of car repair structures; design of car repair enterprises
REFERENCES
1. Bolotin M.M., Vorotnikov V.G., Vtorova T.V., Kozlovskiy I.V. Avtomatizirovannye sistemy obrabotki infor-matsii i gibkiye tekhnologii na remontnykh predpriyatiyakh [Automated data processing systems and flexible technologies at the repair bases]. Avtomatizatsiya i sovremennyye tekhnologii - Automation and high technologies, 1992, no. 8, pp. 21-23.
2. Barash Yu.S., Senko V.I., Lyulko A.F. Potochnyye linii gibkogo manevrirovaniya [Production lines of flexible maneuvering]. Zheleznodorozhnyy transport - Railway Transport, 1987, no. 2, pp. 64-65.
3. Bolotin M.M., Vorotnikov V.G. Modeliruyushchiye algoritmy i avtomatizatsiya raschetov [Modeling algorithms and automation of calculations]. Mir transporta - Transport World, 2008, no. 3, pp. 100-109.
4. Bolotin M.M., Vorotnikov V.G. Novaya tekhnologiya remonta vagonov [The new technology of car repair]. Zheleznodorozhnyy transport - Railway Transport, 1991, no. 9, pp. 29-33.
5. Ustich P.A. Vagonnoye khozyaystvo [Car facilities]. Moscow, Marshrut Publ., 2003. 560 p.
6. Vasetskiy V.V., Oleynikova S.A., Pitolin V.M. Optimizatsiya upravleniya potokami zayavok na remont v us-loviyakh mnogostadiynogo vagonoremontnogo proizvodstva [Control optimization of arrivals for repair in the conditions of the multistage car-repair production]. Informatsionnyye tekhnologii modelirovaniya i upravleniya - Information Technology of Modeling and Control, 2006, no. 7 (32), pp. 882-890.
7. Vorotnikov V.G., Martynov R. Modulnyy konveyer [Modular conveyor]. Gudok, 2010, July, 1st.
8. Vorotnikov V.G., Denisenko A.A. Osnovnyye printsipy modelirovaniya protsessov funktsionirovaniya gibkikh proizvodstvennykh sistem vagonnykh depo [The main principles of modeling the functioning of flexible manu-factoring systems in car-repair sheds]. Materialy 8 nauchno-prakticheskoy konferentsii «Bezopasnost dvizheniya poyezdov» [Proc. of the 8th Int. Sci. and Practical Conf. «Trains movement safety»]. Moscow, pp. VI-3.
9. Vorotnikov V.G. Perspektivnyye napravleniya povysheniya proizvodstvennogo potentsiala vagonnykh depo [Perspective lines of production potential increasing of car-repair sheds]. Materialy 8 nauchno-prakticheskoy konferentsii «Bezopasnost dvizheniya poyezdov» [Proc. of the 8th Int. Sci. and Practical Conf. «Trains movement safety»]. Moscow, pp. VI-3-VI-4.
10. Gubenko V.K., Litvinenko V.P., Psaras G.G. Osnovnye opredeleniya i pokazateli gibkogo remontnogo protsessa tsistern [Basic definitions and indicators of flexible repair process in tanks]. Zhdanov, no. 2229-Uk86., 1986. 19 p.
11. Koturanov V.N., Bolotin M.M., Muravyev S.N. Puti usileniya vagonoremontnoy bazy [Strengthening ways of car repair base]. Zheleznodorozhnyy transport -Railway Transport, 1994, no. 11, pp. 54-56.
Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нащонального ушверситету з^зничного транспорту, 2014, № 3 (51)
12. Mironov A.Yu. Sokrashchat prostoi vagonov v remonte [To reduce cars detention in repair]. Zheleznodorozhnyy transport -Railway Transport, 2007, no. 8, pp. 22-23.
13. Myamlin V.V. Analiz osnovnykh parametrov asinkhronnogo gibkogo potoka remonta vagonov i metody ikh rascheta [Main parameters analysis of asynchronous flexible flow of cars repair and the methods of their calculation]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2009, issue 26, pp. 28-33.
14. Myamlin V.V. Gibkiye potoki dlya remonta vagonov i osobennosti imitatsionnogo modelirovaniya ikh raboty [Flexible flows for cars repair and simulation modeling features of their work]. Transport Rossiyskoy Federatsii - Transport of Russian Federation, 2013, no. 3 (46), pp. 57-60.
15. Myamlin V.V. Komponovochnyye resheniya organizatsionno-tekhnologicheskikh struktur perspektivnykh vagonoremontnykh depo s asinkhronnymi gibkimi potokami remonta vagonov [Layout arrangements of organizational and technological structures of perspective car-repair sheds with asynchronous flexible flows of cars repair]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2010, issue 31, pp. 55-62.
16. Myamlin V.V. Struktury gibkikh vagonoremontnykh uchastkov i ikh vliyaniye na kolichestvo vozmozhnykh variantov puti peremeshcheniya vagonov mezhdu pozitsiyami potoka [Structures of flexible cars-repair sections and their effect on the number of possible variants of the movement cars way between the positions of a flow]. Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobshcheniya [Bulletin of Rostov State University of Communication Lines], 2013, issue, no. 4 (52), pp. 77-86.
17. Vorotnikov V.G. Obrazovaniye parametrov i osnashcheniye gibkikh potochnykh liniy po remontu vagonov [Parameters formation and equipment of flexible production lines at cars repair]. Avtomatizatsiya i sovremen-nyye tekhnologii - Automation and high technologies, 1993, no. 3, pp. 3-5.
18. Senko V.I., Chernin I.L. Novaya tekhnologiya remonta gruzovykh vagonov [New technology of freight car repair]. Tezisy dokladov II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Aktualnyye problemy raz-vitiya zheleznodorozhnogo transporta» [Proc. of the II Int. Sci. and Practical Conf. «Urgent problems of railway transport development»], Moscow, 1996, pp. 113.
19. Senko V.I. Razvitiyu depovskoy bazy - nauchnyy podkhod [To the development of a depot base - a scientific approach]. Zheleznodorozhnyy transport -Railway Transport, 1990, no. 6, pp. 41-42.
20. Skiba I.F., Yezhikov V.A. Kompleksno-mekhanizirovannyye potochnyye linii v vagonoremontnom proizvod-stve [Integrated and mechanized flow lines in car repair production]. Moscow, Transport Publ., 1982. 136 p.
21. Starykh S.A. Povysheniye effektivnosti remonta gruzovykh vagonov [Improvement of freight cars repair effectiveness]. Zheleznodorozhnyy transport -Railway Transport, 2007, no. 8, pp. 24-27.
22. Dudarev A.Ye., Svinukhov V.P., Anofriyev V.G., Bezovskaya L.P. Struktura i parametry gibkoy organizatsii vagonoremontnogo protsessa [Structure and parameters of the flexible organization of car repair process]. Voprosy uluchsheniya khodovykh chastey i obsluzhivaniya vagonov [Issues of improvement the running gears and car service]. Dnipropetrovsk, 1987, issue 255/10, pp. 65-69.
23. Shamahin V.O., Arefiev M.F., Pasko V.N., Mykhailiukov V.L. Tekhnolohiia remontu rukhomoho skladu. Ch. 1 [Repair technology of rolling stock. Part 1]. Kyiv, Delta Publ., 2008. 479 p.
24. Tukhareli O.G., Morchiladze R.G. Remontu vagonov - industrialnuyu bazu [Industrial base is for cars repair]. Zheleznodorozhnyy transport -Railway Transport, 1985, no. 1, pp. 42-44.
25. Myamlin V.V. Asynchronous flexible stream of wagon repair and modeling of its functioning process as aggregated system. Proc. of the 6-th Int. Sci. Conf. «Transbaltica 2009». Vilnius, 2009, pp. 173-178.
26. Myamlin V. Searching of the ways of definition of the rational configuration of divisions of the car-repair facilities on the basis of the flexible stream on the design stage. TEKA. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture. An international quarterly journal on motorization, vehicle operation, energy efficiency andmechanical engineering, 2013, vol. 13, no. 4, pp. 167-173.
27. Barich David J., Barich D.M., Donahue T. P. Railcar maintenance process. Assignee General Electric Company. Patent US, no. 09/725656.
Статья рекомендована к публикации д.т.н., проф. В. Л. Горобцом (Украина); д.т.н.,
проф. О. А. Бейгулом (Украина)
Поступила в редколлегию 18.03.2014
Принята к печати 30.04.2014
