Методика совершенствования технического обслуживания на примере коммунальных машин для зимнего содержания дорог Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 625.08

МЕТОДИКА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ КОММУНАЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ ДОРОГ

А.Д. Кузнецова1, Т.В. Потемкина2

В статье описывается методика совершенствования технического обслуживания, основанная на поэтапном совмещении работ при оптимизаии по критериям периодичности и суммарного ущерба вследствие отказов в межремонтный период.

Ключевые слова: периодичность выполнения работ, техническое обслуживание, стоимость, число обслуживаний, вероятность безотказной работы, ущерб.

Санкт-Петербургский государственный экономический университет (СПбГЭУ)

191023, Санкт-Петербург, ул. Садовая, 21

TECHNIQUE OF IMPROVEMENT OF MAINTENANCE ON THE EXAMPLE OF MUNICIPAL CARS FOR THE WINTER MAINTENANCE OF ROADS

A.D. Kuznetsova1, T.V. Potemkina2

Saint-Petersburg state economic University (FINEC), 191023, Saint-Petersburg, st. Sadovaya, 21

In article the maintenance improvement technique based on stage-by-stage combination of works at an optimizaiya by criteria of frequency and total damage owing to refusals during the between-repairs period is described.

Keywords: frequency of performance of work, maintenance, cost, number of obsluzhivaniye, probability of no-failure operation, damage.

Важнейшим элементом повышения надежности эксплуатации коммунальных машин и оборудования является организация системы технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р), представляющая собой комплекс мероприятий направленных на поддержание парка машин и оборудования в работоспособном состоянии, предупреждение аварийных ситуаций, а так же на оптимизацию их работы для того чтобы обеспечить максимальную экономическую эффективность в период применения [1,2,3].

Основным способом поддержания машин и оборудования на сегодняшний день предусмотрен планово-предупредительный (планово-восстановительный) ремонт (ПНР) [1]. Однако в связи со значительным старением парка коммунальных машин и оборудования из-за несоблюдения сроков ППР планово-восстановительный ремонт практически полностью вытеснили аварийно-восстановительные работы, единичные затраты на проведение которых в 2,5 3 раза выше.

Анализ различных вариантов организации ТО машин для зимнего содержания дорог позволяет выявить следующую закономер-

ность: чем сложнее образец уборочной, зимнего содержания, пескоразбрызгивающей и пр. техники тем больше видов ТО необходимо выполнить для обеспечения надежности и экономичности эксплуатации. В связи с этим задача количественного определения видов (номеров) ТО, характеризуемых комплексом проводимых работ (объем номерного ТО) и сроками их проведения, становится одной из важнейших в общей задаче разработке программы технического обслуживания.

Основу такого определения составляют показатели и соотношения, позволяющие обосновать совмещение по времени отдельных работ и комплекс мероприятий по ТО, проводимый с определенной периодичностью. При этом совместно должны быть исследованы объемы работ по ТО и сроки их проведения.

Для удобства дальнейшего изложения методики будем использовать символы и определения согласно таблицы 1. В общем случае ТО машин для зимнего содержания дорог включает конечное множество периодических работ М, из которого можно выделить:

1Кузнецова Анна Дмитриевна - доцент кафедры Машины и оборудование бытового и жилищно-коммунального назначения, СПбГЭУ, тел.:+7 921 332 0328,e-mail: ctoubt@mail.ru;

2Потемкина Татьяна владимировна - старший преподаватель кафедры Машины и оборудование бытового и жилищно-коммунального назначения, СПбГЭУ, тел.:+7 905 256 0414,e-mail: tatatav@bk.ru

Таблица 1 - Условные обозначения

Символ Обозначения

Мг Подмножество работ, периодичность выполнения которых определяется сезонно-климатическими условиями или каждым циклом функционирования, а объем составляют чистка, мойка, смазка, замена эксплуатационных материалов, подкраска, то есть так называемые детерминированные работы, необходимость которых определена опытом эксплуатации, М1 с М

М2 Подмножество работ по выявлению и устранению неисправностей, М2 с М

М3 Подмножество работ по проведению плановых принудительных замен элементов, агрегатов машин для зимнего содержания дорог, М3 с М

Р(0 Вероятность безотказной работы

К Коэффициент готовности

Сто Затраты на обслуживание

г Количество элементов, требующих выполнения работ подмножества М1

II Индекс номера работы подмножества М1, ] Е М 1

т Количество элементов, требующих выполнения работ подмножества М2

Тто(к), к = 1,..,,т Индекс номера работы подмножества М 2 , к Е М2

п Количество элементов, требующих выполнения работ подмножества М3

Тто(1), 1 = 1,.■ -,п Индекс номера работы подмножества М 3 , п Е М3

5 Новое исходное множество, полученное в результате группирования Тто^у ТТ0^ку ТТ0п., полученное взамен множества М

Тто ( 0 Показатель периодичности выполнения различных работ множества 5

в Время эксплуатации

в Тто ( 0 Число обслуживаний по -й работе

в Тто а-1) Число обслуживаний по -й работе

С то (1) Стоимость проведения -й работы

Стоа-1) Стоимость проведения ( 1 — 1) -й работы

в С то (о Т () 1 то(0 Суммарная стоимость проведения -й работы

в сто а - 1) Т ( ) 1 то а- 1) Суммарная стоимость проведения -й работы

в СТ0 (1,1- 1) т (' )Т то а - 1) Суммарная стоимость проведения -й и ( 1 — 1) -й работ с периодичностью

м{1 -1,0 = Тто(о — Тто а - 1) Уменьшение периодичности выполнения -й работы

Су [Д £ (1 в — 1 то( 0 Суммарный средний ущерб из-за отказов

и Величина ущерба

1ноЛ [Д £ 0 - 1,0 ] Среднее время нахождения машины для зимнего содержания дорог в состоянии необнаруженного отказа элемента, с которым проводится -я работа, на интервале времени Д£:([ - 1,0

С, Стоимость резервных образцов, условно выделяемых на группу из образцов изделия, для обеспечения выполнения г задач с заданной вероятностью Рзад

С0 Стоимость одного образца изделия

N Общее количество образцов изделия, необходимых для выполнения задачи с заданной вероятностью Рзад

Р Вероятность безотказной работы образца изделия

Число сочетаний из N по V

V Количество образцов, необходимых для решения конкретной задачи из множества ъ

- подмножество работ М1 (М1 с М), пе- ся сезонно-климатическими условиями или ка-риодичность выполнения которых определяет- ждым циклом функционирования, а объем со-

А.Д. Кузнецова, Т.В. Потемкина

ставляют чистка, мойка, смазка, замена эксплуатационных материалов, подкраска, то есть так называемые детерминированные работы, необходимость которых определена опытом эксплуатации;

- подмножество работ М2 (М2 с М) по выявлению и устранению неисправностей;

- подмножество работ М3 (М3 с М) по проведению плановых принудительных замен элементов, агрегатов коммунально-бытовой техники.

Совершенно очевидно, что организация ТО зависит от сроков проведения работ подмножеств Мъ М2, М3. Поэтому на первом этапе построения программы ТО определяются оптимальные периодичности проведения работ подмножеств Мъ М2, М3. Показатели периодичности данных работ могут быть определены известными методами [1,4,5] (для детерминированных работ - на основе опыта эксплуатации).

Критериями оптимальности периодичности выполнения этих работ могут быть приняты вероятность безотказной работы , коэффициент готовности к затраты на обслуживание Ст 0. В результате получают:

г элементов, требующих выполнения работ подмножества с различной периодич-

ство , включающее и комплексные работы. Полученные показатели периодичности выполнения различных работ множества группируются в ранжированный ряд в порядке возрастания периодичности. Эту процедуру, также как и группирование, удобно выполнять графически.

На втором этапе построения программы ТО совмещают отдельные работы множества , включая и комплексные, в оптимальную форму ТО коммунальной техники в целом. Количественная оценка целесообразности совмещения -й работы с ( £ — 1 ) -й (в срок проведения работы с ( £ — 1 ) -й работы с 7т0(г_1)) основана на учете следующих факторов.

Уменьшение периодичности выполнения -й работы с до увеличивает

число обслуживаний (по -й работе) за время

^ 9

эксплуатации Ь) с --до

в

'TO(í)

'TO(j-i)

а это в свою

очередь, при стоимости проведения -й работы приводит к повышению суммарной стоимости

проведения -й работы с величины

в

то

(От-

TO(j)

до О

&

то(г_1)Т.

TO(í-i)

. Суммарная стоимости вы-

полнения í-й и ( í — 1 ) -й работ с периодично-

ностью - индекс номера рабо-

ты подмножества Мъ у 6 Мг;

элементов, требующих выполнения работ М2 с периодичностью Тт о^, к = 1 ,. . ,,т - индекс номера работ подмножества , к 6 М2;

элементов, требующих выполнения работ с периодичностью -

индекс номера работ подмножества М3, п 6 М3.

На основе полученных показателей производят группирование работ подмножеств , , , имеющих одинаковую периодичность, в одну комплексную. С одним и тем же элементом могут проводиться работы всех подмножеств.

Группирование работ удобно делать графически. Из графика легко определить, через какие сроки какие работы и на каких элементах следует проводить. В результате группирования образуется новое исходное множе-

стью ГТО( 1 _ !) составит СТО( и 1 _ ! )——.

С другой стороны, уменьшения периодичности -й работы на величину

'то (¡) — 1 то d _ D ,

т.е. более частое проведение

ТО приводит в уменьшению суммарного среднего ущерба [3] из-за отказов на величину Су [ДI ( £ —1) ]-?-.

'ТО(0

В соответствии с этим условие целесообразности совмещения -й работы с -й (в сроки ) принимает вид

в

-ТО((_!) Т

TO(i-i) 0

-+&

0

'TO(¿_i) < Cy[At(i-l, i)]

то(0 7:

TO(0j

<

0

'ТО(0

(1)

Или

- С-

TO(M-I) °T0(Í_1) LT0(í)

CTOm + Cy[M(i - 1,0]

<

fT0(¿_i)

'то(0

Стоимость выполнения работ рассчитывают с учетом характера работ на основании известных экономических оценок; показатель Су [Д £ ( £ — 1, £) ] вычисляется из соотношения

г Г..г , -у, £но, I [Д £ ( £— 1 ,£ ) ]

Су [Д £ ( £ — 1 , 0 ] = и---, ( 2 )

Т ТО ( О

где £но, ^ [Д £ ( £ — 1 , £) ] - среднее время нахождения машины для зимнего содержания дорог в состоянии необнаруженного отказа элемента, с которым проводится -я работа, на интервале времени Д £ ( £ — 1 , £ ) ;

но,

- = ¿но,г [Ттоф] - ¿но,( [Гтос-и]- (3) Показатель и - величина ущерба от последствий отказа образца изделия может быть определен из соотношения:

0

х ■

и =

"р

(4)

ЛГ-ЛГ2

I

г?=0

„г?рЛГ-г? > п Ч г ^ "зад>

(5)

'то(г_и

> Су[Д£(£,£ - 1)] X

0

X ■

'Т0((_!)

(6)

ил и

сТ0(М-1) - СТО(0 СТ0(,_!) - Су[Л£(Ц ~ 1)]

'ТО (0

'то(г_!)

V

где р - стоимость резервных образцов, условно выделяемых на группу из N образцов изделия, для обеспечения выполнения задач с заданной вероятностью Р3 ад: р

где Д £ ( £, £ — 1 ) = Д £ ( £ — 1 , £) .

В результате совмещений получим ограниченное число групп совмещенных работ; при этом группы работ между собой не совмещаются. Число таких групп соответствует числу видов ТО. Каждая группа работ (вид ТО) характеризуется своей периодичностью, а объем каждого вида ТО определяется составом совмещенных работ, входящих в группу. В процессе формирования отдельных видов ТО сроки их проведения необходимо корректировать таким образом, чтобы обеспечивалась кратность периодичностей. При этом целесообразность уменьшения или увеличения периодичности отдельных видов ТО может быть определена с помощью соотношений, аналогичных приведенным выше.

Где: С0 - стоимость одного образца изделия; N -общее количество образцов изделия, необходимых для выполнения задачи с заданной вероятностью ; - вероятность безотказной работы образца изделия; - вероятность отказа изделия; - число сочетаний из по , - количество образцов, необходимых для решения конкретной задачи из множества г.

При совмещении -й и -й работ в

сроки суммарная стоимость ТО уменьшается, так как , но увеличивается суммарный ущерб из-за отказов образца изделия. СТ о ( ¿, I -1)

Условие целесообразности совмещения -й и -й работ в сроки выразится

следующим соотношением 0 0

Ст0(1_1)^ +СТО(0^ СТ0(М_!) X -

Т0(1—1)

Литература

1. Лепеш Г.В. Диагностика и комплексное обслуживание инженерно-технических систем и оборудования зданий.// Технико-технологические проблемы сервиса. - 2009. № 1(35). с.6 - 16.

2. Лепеш, Г.В. Оперативный контроль и диагностика оборудования/ Г.В. Лепеш, В.Н.Куртов, Н.Г.Мотылев и др.// Технико-технологические проблемы сервиса. - 2009. № 3(9). с.8 - 16.

3. Лепеш, Г.В. Современные методы и средства диагностики оборудования инженерных систем зданий и сооружений.// Технико-технологические проблемы сервиса. - 2015. № 4(34) . с. 3 - 8.

4. Байхельт, Ф. Надежность и техническое обслуживание: математический подход : [пер. с нем.] / Ф. Байхельт, П. Франкен. - М. : Радио и связь, - 1988.

5. Ветошкин, А.Г. Надежность технических систем и техногенный риск. - Пенза: ПГУАиС, - 2003.

6. Ушаков, И.А. Надежность технических систем. Справочник. М. : Радио и связь. - 1985.