CC BY
13
УДК 629.44: + 656.223:629.42
Борзилов 1.Д., к.т.н., професор (УкрДАЗТ)
НАУКОВ1 ОСНОВИ РЕСТРУКТУРИЗАЦИ ВИРОБНИЧО-ТЕХШЧНО1 БАЗИ ТЕХН1ЧНОГО УТРИМАННЯ ВАГОН1В
Постановка проблеми. На даний час виробничо-техшчна база техшчного утримання вагонiв в основному виконуе покладенi на не! функцп. Проте, вона орiентована тшьки на пiдтримання ресурсу вагонного парку. В той же час сучасш умови потребують використання новiтнiх технологш по вiдновленню та збiльшенню термшу служби вагонiв. Розташування вагонних депо, що склалося iсторично не враховуе iснуючi технiчнi, органiзацiйнi та економiчнi проблеми. Так технiчний рiвень цих шдприемств за багатьма параметрами не вщповщае зростаючим потребам залiзнично! галузi та европейським стандартам якостi. Мае мюце низький рiвень матерiально-технiчного спорядження вагонних депо й висока вартють матерiалiв i запасних частин. В результат розмiри коштiв, що витрачаються на утримання зношеного вагонного парку в розрахунку на перюд життевого циклу вагонiв, вже складають бiльше 66 % вартостi нового, при нормативi 50%. Одним iз напрямкiв рiшення цих проблем е удосконалення системи технiчного утримання вагошв, яка здатна забезпечити пiдвищення ефективност !х використання на пiдставi реструктуризаци виробничо-техшчно! бази технiчного утримання вагошв та використання прогресивних технолопчних ршень.
Аналiз останн1х бо^бжень i публшацш. Питання на загальнонауковому рiвнi з огляду теоретичних i практичних аспекпв вирiшення вказаних вище проблем, розглядалися в робот! [1]. Заслуговують особливо! уваги оргашзацшт проблеми функцiонування вагоноремонтних шдприемств, якi сформульованi в роботах [2,3] та стратепя удосконалення технологи техшчного утримання вагошв [4]. Разом з тим, на цей час, не в повнш мiрi розкрит питання, як пов'язанi з науковими основами реструктуризаци виробничо-техшчно! бази техшчного утримання вагошв вщповщно сучасним вимогам.
Формування мети. Метою виршення поставлено! проблеми е удосконалення системи техшчного утримання вагошв для тдвищення ефективносл !х використання. На цiй пiдставi необхiдно вирiшення
завдання щодо обгрунтування кшькосп, спещаизаци та розмiщення на полйош залiзниць тдприемств з технiчного утримання вагонiв, на яких будуть впроваджуватися: сучасш iнформацiйнi технологи; автоматизованi системи дiагностики вагонiв з прогнозуванням та раншм виявленням несправностей i видачею рекомендацiй по !х ремонту i системи монiторингу технiчного стану вагошв. Рiшення цього завдання направлено на досягнення основно! мети функцiонування залiзничного транспорту -задовольняти потреби в перевезеннях, тдвищувати !х якiсть та зменшувати вартiсть транспортно! складово! в щш продукцп.
Виклад основного матерiалу до^дження. Одшею з основних проблем удосконалення системи технiчного утримання вагошв для шдвищення ефективностi е розмщення тдприемств, яка зазвичай мiстить у собi визначення !хнього числа, мюця розташування й потужностi. У такт постановцi завдання розмiщення пiдприемств iз дискретним простором рiшень формулюеться як завдання змшаного цiлочисельного програмування. Для постановки завдання змшаного програмування введет наступн позначення: т - число споживачiв; п - число можливих розмiщень пiдприемств; у у - частка потреб Ь-го споживача, що задовольняеться пiдприемством, розташованого в ]-м мющ, причому г = 1,...,т, у = 1,...,п ; Су - вартiсть повного задоволення потреб 1-го споживача тдприемством, розташованого в ]-м мющ; й1 - кшькють продукцй, що повинна поставлятися Ь-му споживачевi; gi - функщя витрат для передбачуваного об'екта, розташовуваного в ]-м мiсцi; Q -продуктивнють об'екта, розташованого в ]-м мющ.
У загальному випадку величина уу визначаеться як частина потреби Ь-го споживача, що задовольняеться тдприемством, розташованого в ]-м мющ, при цьому, як правило, на виробничу потужнють шдприемства накладаються обмеження. З урахуванням цих факторiв завдання розмщення шдприемства з обмеженням продуктивност формулюеться в такий спо^б
т п п п
п
п
т1п 7 = ЕЕ ад + Е &(Е Угу),
(1)
г=1 у=1 у=1 г=1
при обмеженнях
т
(2)
г=1
^¡Туи = 4, уг] > 0, Х] = (0,1). (3)
]=1
Перевищення потужностi деповсько! ремонтно! бази на пол^онах залiзниць над потребою наявного парку вагошв призводить до того, що вiдремонтованi вагони не встигають рiвномiрно перерозподiлятися по мережi залiзниць. Це викликае збiльшення кiлькостi вагошв, що потребують ремонту, на пол^онах, де виробничо-технiчна база розвинута недостатньо i е однiею з причин, що призводить до суттево! рiзницi в технiчному станi вагонiв по пол^онам залiзниць Укра1ни (рисунок 1).
Розмiр полiгона, на якому повинна бути забезпечена виробничо-технiчна база щодо технiчного утримання вагонiв, визначаеться за умови невиходу вагонiв за його межi з iмовiрнiстю не менше 0,95 протягом перiоду накопичення вагоном несправностей, що потребують ремонту в обсязi техшчного обслуговування з вщчепленням вiд составу.
При розмщенш виробничо-техшчно! бази необхiдно ураховувати i те, що спецiалiзацiя пiдприемства знижуе пшош витрати на ремонт, але збшьшуе питомi витрати на забезпечення вагонного депо об'ектами ремонту.
Р
0,06
0,04 0,02
0 3 6 9 12 15 18 21 24 Т, мю.
Рисунок 1 - Розподш ймовiрностi наявност вагошв робочого парку шсля деповського ремонту на пол^онах: з пропорцiйною (1), збшьшеною (2) та недостатньою (3) потужнютю виробничо-техшчно! бази
Визначення питомих приведених витрат проводиться за формулою
Еприв = С (N ) + К пит Е н + В (N ) + Т ( N ),
прив
(4)
де С(Ы) - витрати на деповський ремонт вантажного вагона в залежност вщ програми N;
Кпит - питом капiтальнi вкладення на реструктуризацiю виробничо-техшчно1 бази;
Е - нормативний коефщент ефективностi капiтальних вкладень;
N - програма ремонту вагошв;
В( N) - питомi витрати по утриманню запасу вагошв в очжуванш ремонту;
Т(N) - питомi транспортнi витрати по шдсиланню та подаваннi об'екпв ремонту в депо.
За даною залежнiстю проведено математичне моделювання та визначено ряд прогнозних значень питомих приведених витрат як для вантажних, так i пасажирських вагошв. Виршення питання ращонального розмщення виробничо-техшчно1 бази на залiзницях повинно проводитися з повним урахуванням впливу розмщення деповсько1 бази на величину трудових, матерiальних та вартiсних витрат в сферi технiчного утримання вагонiв. Графiчна штерпретащя результатiв моделюванння наведена на рисунку 2.
В якост критерiю для вибору ращонального варiанта розмiщення пiдприемств запропоновано використовувати мтмум суми витрат на проведення в^х операцiй з технiчного утримання вагошв та витрат на транспортування до шдприемств !х виконання.
Тд цiльова функцiя для вирiшення тако1 оптимiзацiйноl задачi мае вигляд
де а - номер депо (а = 1, 2, ..., т);
у - номер станцй, на якiй проводиться вiдбирання об'ектiв ремонту (у
i - тип вагонiв, що ремонтуються в депо ^ = 1, 2, ... ,г);
тг - кiлькiсть депо, що спещашзуються на ремонтi ^го типу вагошв;
г чч г "ч п
Е = ЕЕ+ЕЕЕТа ■ Ха ® тт,
(5)
1=1 а=1 1=1 а=1 у=1
1, 2, ..., п);
п - юльюсть станцш, на яких вщбуваеться вiдбирання об'екив ремонту;
в - варiант виробничо! структури депо (ремонтне, експлуатацiйне); ПтВа - виробничi витрати в а-му депо при В-му варiантi виробничо! структури та спецiалiзацi! щодо ремонту /-го типу вагошв;
Тщ - транспорты витрати щодо подавання в а-те депо одного вагона /-го типу з j -о! станци;
а) б)
Рисунок 2 - Графiчна штерпретащя математичного моделювання залежностей питомих приведених витрат вщ програми ремонту та приведених каттальних вкладень для пасажирських (а) та вантажних (б)
вагошв
Одним з перспективних напрямюв в рамках удосконалення системи технiчного утримання вагонiв для пiдвищення ефективностi !х використання е застосування автоматизовано! системи дiагностики вагонiв з прогнозуванням та раншм виявленням несправностей i видачею рекомендацiй по !х ремонту та системи мошторингу технiчного стану
вагошв.. Тому необхщно в Ma^Ta6i залiзниць органiзувати пункти поглиблено1' дiагностики (ППД) вагошв. Для реалiзацiï цього завдання створеш мoделi ïx рoзмiщення, що задовольняють вимогам мimмiзaци трудових, мaтерiaльниx та вaртiсниx витрат в процес теxнiчнoгo утримання вагошв.
В юнцевому уявленнi для вантажних вагошв завдання полягае в
такому вибoрi зон K1, K2,..., Kn, а виходить, i в такому рoзмiщеннi ППД i3 номерами H15 H2, ..., Hn, при якому буде найменшим показник
N ( K ^ K 2 , Kn ) = 1 JJ Q ( Х 2) • f ( Х 2) dx 1 dx 2. (6)
Kj e x
тобто критерiaльнa умова оптимального розмщення ППД на пoлiгoнi експлуaтaцiï вантажних вагошв приймае вид
N (K1, K2,...,Kn) ® min. (7)
Декшька iншa схема створення мoделi розмщення ППД для пасажирських вагошв.
Ршення завдання - забезпечувати мтмальш сукупш витрати (В) на теxнiчне утримання вагошв рiзниx типiв у вЫх депо. Отже, критерiaльнa умова для ощнки ефективнoстi в дaнiй постановщ oптимiзaцiйнoгo завдання приймае вид
в=Ej -xg)+YZZBX,®min (8)
iÎ jeY tel GeF2 jeY ie/2 geï-jeï
В1)
де Bj - витрати на oперaцiï з техшчного утримання для одного вагона i-го типу у своему депо;
Bf2) •ï •
tj - витрати на операци з техшчного утримання для одного вагона i-го типу в депо iз ППД;
Ф)
igj - витрати, пов'язаш з доставкою i-го типу вагона (i e I2) з j-го
депо в g-oi депо iз ППД i назад;
Така цшьова функцiя мiнiмiзуеться при наступних умовах
< Ь.
(9)
Число вагошв у приписному парку експлуатацiйного депо, ^м не повинно перевищувати припустимого граничного
Число пасажирських вагошв, щодо технiчного утримання з елементами дiагностики на ППД не повинно перевищувати максимально припустимого
Вагони, що експлуатуються тiльки на сво!й залiзницi й не передаються на iншi, як i не приймаються з шших залiзниць
Рацiональне розмiщення виробничо-технiчно! бази по пол^онам буде сприяти забезпеченню перевезень технiчно справним рухомим складом.
Реструктуризащя виробничо-технiчно! бази технiчного утримання вагошв передбачае також впровадження сучасних шформацшних технологiй та автоматизованих систем дiагностики, що виконують прогнозування та ранне виявлення несправностей i видачу рекомендацш з технiчного обслуговування або ремонту. При цьому важливо поеднання шформацшно! технологi! i автоматизованих систем дiагностики та монiторингу технiчного стану вагошв, для створення единого шформацшного поля, що мютить данi про техшчний стан та якiсть техшчного утримання вагонiв.
Для рiшення ще! проблеми розроблено функцiональну схему передачi iнформацi! мiж усiма суб'ектами, що приймають участь в системi техшчного утримання вагошв, яка наведена на рисунку 3.
+ у) < .
(10)
(11)
У = {1,2,..., п} = У1 + У2
(12)
/кодов1 бортов! I датчики (КБД)
, л
Бортова д1агностична станщя (БДС)
Документи з ПТО зпдно
¡нструкцм ЦВ-4853 щодо ТО вагошв
Документальне конструктивно-технолопчне забезпечення техшчного утримання вагошв
Експлуатащя
И
Статистичний анал1з
Ы!Ы| к!I[•];!<•]• :МЧ||. |Гу
ГД!ПГИ|М:>М1: : г¿гд■ I. а'|||яа ¡мнив
Е>
ХЕ
Виробничш контроль 'I анал1з
Рисунок 3 - Функщональна схема передачi шформацй у единому iнформацiйному полi технiчного утримання вагонiв
Реалiзацiя тако1 схеми дозволить в режимi реального часу бачити роботу вагона та дiяльнiсть виробничо-техшчно1 бази у цшому за рахунок отримання бiльш точно1 оперативно:, звгтно1 та аналгтично1 шформацй.
Узагальнена математична модель реструктуризацп виробничо-техтчно1 бази технiчного утримання вагошв може бути побудована на основi моделi множинно1 регресй
У1=Ь]Хц+.......+ЬкХ1к+в1, (13)
де хЬ - незалежш невипадковi перемiннi (регресори), значення яких задаш для кожного Ь = 1, п, у = 1, к;
Ь - невiдомi постiйнi параметри (регресшш коефiцiенти) ; у = 1, к;
еЬ - невщома випадкова помилка;
уЬ - залежна випадкова перемiнна (регресант).
Модель (13) е лiнiйною за параметрами у тому 3míctí, що для кожного i залежна змiнна в являе собою лшшну комбiнацiю невiдомих параметрiв bj. Разом з тим вона може бути нелшшною по вхщним перемiнним об'екта Xj , наприклад, окремi регресори в (13) можуть мати вигляд
xj = —; xj = xv- xm; xj = lnxn; xj = xxj = sinp ■ xn i т.д.
Xv
На практищ математичний опис об'екта на основi регресшно!' моделi найчастiше задаеться у видi полiнома по вхiдним змшним не вище третього порядку i мае вигляд
У0 = Ь0 + Z bjxj + Z bjqxjxq + Z bjqpxjxqxp = jB, X) . (14)
j j,q j,q, p
З використанням ще! математично!' моделi були виконанi завдання зi створення шформацшно! контрольовано!' системи технiчного утримання вагонiв за умов реструктуризаци виробничо-техшчно!' бази [5]. Вiдповiдна загальна схема шформацшно!' контрольовано!' системи технiчного утримання вагошв представлена на рисунку 4.
Висновок. Удосконалення системи технiчного утримання вагошв для шдвищення ефективностi !х використання може вiдбуватися шляхом реструктуризаци виробничо-техшчно!' бази i впровадження сучасних шформацшних технологiй та автоматизованих систем дiагностики i монiторингу технiчного стану вагошв. Наведет в статт матерiали дають змогу вирiшення важливо!' науково-практично!' проблеми щодо корегування розвитку виробничо-техшчно!' бази технiчного утримання вагонiв, приближуючи l'i до рацiонального варiанту. На цш пiдставi передбачаеться впровадження сучасних шформацшних технологш та автоматизованих систем дiагностики, що виконують прогнозування та ранне виявлення несправностей i видачу рекомендацш з техшчного обслуговування або ремонту. Реалiзацiя запропонованих структурних схем, дозволить в режимi реального часу бачити роботу вагона та дiяльнiсть виробничо-техшчно!' бази у цiлому за рахунок отримання бiльш точно!' оперативно!', звгтно! та аналгтично!' шформаци.
Вхщний контроль
2,
« 5 =г о
■gl II si
ГМдготовче вщдтення
Вкзуальний контроль (тркцини згини корозт)
1нструментальний контроль. Техжчна д1агностика
>S X I
'Э
га S
s- " о а>
-в-'S
т
jt о
ai I
1НФОРМАЦ1ЙНА КОНТРОЛЬОВАНА ТЕХНОЛОГ1Я ТЕХН1ЧНОГО УТРИМАННЯ ВАГОШВ
Операцшний контроль шд час виробництва
Пром1жний контроль на виробничих дшьницях
гтп
I
m
Пром1жний контроль на ремонтних позищях ВСД
L_L_L 1
В1зуальж та ¡нструментальш перевфки деталей i вузл1в
Дефектоскошя деталей та елеметчв вагон1в
Випробовування на стендах деталей i вузл1в вагон1в
Передача ¡нформацм про необхщний ремонт
Передача ¡нформацм про дефектоскоп¡ю та випробування
АРМ диспетчера ВЧД
Контроль в експлуатаци
Вихщний контроль
У
Позищя здавання-приймання вагона
В1зуальний i ¡нструментальний контроль вагона у 36opi
Перевфка зазор1в ковзушв
Перевфка установки автозчепу на BaroHi Випробовування гальм
АРМ оператора ПТО
ЮЦ зал1зниц1
Рисунок 4 - Загальна схема шформацшно1 контрольовано1 системи
техшчного утримання вагошв
Список лШератури
1 Шмаров П.П. Направление и этапы реформирования вагонного хозяйства ОАО РЖД [Текст] / П.П. Шмаров, Н.А. Никулина, А. А. Вовк //Журн. Экономика железных дорог. - 2004. - №7. - С. 28-34.
2 Борзилов 1.Д. Розробка математично'1 модел1 ефективного функцюнування пщроздшв з техшчного обслуговування вагошв [Текст]/ 1.Д. Борзилов// Зб. наук. праць Дон1ЗТ. -Донецьк: - 2007. -Вип. 11. -С. 76-82.
3 Борзилов 1.Д. Концепщя спещал1заци тдприемств з техшчного утримання вагошв [Текст]/ 1.Д. Борзилов, В.О. М1х1енко, М.Г. Котов//Зб. наук. праць Дон1ЗТ. -Донецьк: - 2008. -Вип. 14. -С. 108-114.
4 Борзилов 1.Д. Стратепя удосконалення технологи техшчного утримання вагошв з урахуванням життевого циклу [Текст]/ 1.Д. Борзилов// Зб. наук. праць Дон1ЗТ. -Донецьк: - 2008. -Вип. 13. -С. 143-150.
5 Борзилов 1.Д. 1нформацшно-керуюча система ремонту вагошв [Текст]/ 1.Д. Борзилов// Журн. 1нформацшно-керуюч1 системи на зал1зничному транспорту. -Харк1в: - 2008. - № 3 (71). - С. 58-60.
