CC BY
69
УДК 69.002.5 : 621.879
OPTIMIZATION OF PARKS, COMPLEXES AND SETS OF CONSTRUCTION CARS TAKING INTO ACCOUNT RELIABILITY OF THEIR WORK
Aydyn Elena Valeryevna, Candidate of Economic Sciences, associate professor, associate professor of the Siberian state university of means of communication, [email protected]
Kuznetsov Sergey Mikhaylovich, Candidate of Technical Sciences, senior scientific employee, associate professor of the Siberian state university of means of communication,
Holomeeva Natalya Viktorovna, Candidate of Economic Sciences, associate professor, associate professor of the Siberian state university of means of communication, hol-
Abstract. In article problems of reliability of work of system of cars on construction objects are considered.
Keywords: system of cars, optimization, reliability, risk
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРКОВ, КОМПЛЕКСОВ И КОМПЛЕКТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ ИХ РАБОТЫ
Айдын Елена Валерьевна, кандидат экономических наук, доцент, доцент Сибирского государственного университета путей сообщения, [email protected]
Кузнецов Сергей Михайлович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент Сибирского государственного университета путей сообщения,
Холомеева Наталья Викторовна, кандидат экономических наук, доцент, доцент Сибирского государственного университета путей сообщения, [email protected]
Аннотация. В статье рассматриваются проблемы надежности работы системы машин на строительных объектах.
Ключевые слова: система машин, оптимизация, надежность, риск.
Существующая система оптимизации парков, комплексов и комплектов строительных машин [1-4] не предусматривает оценку эффективности их использования с учётом надежности их работы и организационно-технологической надежности строительства. Под организационно-технологической надежностью (ОТН) понимается
11
вероятность достижения рассматриваемой системой заданного результата строительного производства. В основу разработки принципа. ОТН заложен вероятностно-статистический подход. При этом методы математической теории надежности практически неприемлемы, так как, формальное применение классической теории к реальной строительной системе дает практически нулевую надежность. Выход из данной ситуации возможен лишь при детальном изучении специфики систем строительного производства, многообразных, многочисленных организационнотехнологических сбоев, дестабилизирующих производство факторов, а также принципов взаимодействия этих факторов с имеющимися сбоями [5].
Экспертный анализ показателя ОТН календарного плана строительства показывает, что наиболее рациональными значениями для ОТН являются значения в диапазоне от 0.5 до 0.7 [5]. Превышение этих значений, приближение ОТН к единице свидетельствует о так называемой избыточной надежности, перерасходе вкладываемых в обеспечение надежности строительства ресурсов. Оценка ОТН дает возможность оценивать сформированные календарные планы строительства объектов не только с точки зрения качества организационно-технологических характеристик, но и с точки зрения надежности их достижения.
В настоящее время существует три способа оценки организационно-технологической надежности работы строительных машин с использованием:
- статистических моделей [6];
- вероятностных экономико-математических моделей [7];
- имитационных моделей [8].
В СГУПСе созданы база данных по результатам натурных испытаний земснарядов, бульдозеров, буровых станков, экскаваторов и трубоукладчиков. Для доказательства обоснованности значений базы данных по результатам натурных испытаний в соответствии с [9, 10] проводилось два этапа проверки (очистки):
• логическая - при которой по замечаниям наблюдателя из рядов исключаются значения, не относящиеся к нормируемому процессу (частный разговор во время работы; случайное применение другого, не соответствующего общей характеристике, материала);
• математическая - при которой методами математической статистики определяют правомерность отклонений.
В [6-8] проиллюстрированы модели, позволяющие сформировать выборки для оценки ОТН работы парков, комплексов, комплектов и отдельных строительных машин и механизмов. Модели позволяют по единой методике оценивать надежность работы любого парка, комплекса и комплекта машин и механизмов. Универсальность предложенного алгоритма проектирования и оценки ОТН парков, комплексов, комплектов и отдельных машин и механизмов с учетом их применения в реальном строительстве позволяет использовать его для формирования любых парков, комплексов и комплектов строительных машин и механизмов.
Для автоматизации расчета ОТН использования комплектов (кроме экскаваторных, бульдозерных и скреперных комплектов) и отдельных строительных машин с помощью имитационных моделей авторами разработано соответствующее программное обеспечение «ОМ». Последнее позволяет для работы любой строительной машины с помощью имитационной модели методом Монте-Карло построить выборку заданного объема. После формирования выборки определяется её принадлежность закону нормального распределения и строится кривая нормального распределения. Далее с заданным уровнем ОТН определяется производительность и себестоимость работы строительных машин.
После формирования выборки определяем её принадлежность закону нормального распределения и строим кривую нормального распределения. Известно, что кривая нормального распределения выражается следующим уравнением
(х-X)2
1 2^2 /14
у = ~к=е , (1)
(ТЫ 2р
где у - ордината кривой распределения;
х - значение изучаемого признака (производительность земснаряда);
х - средняя арифметическая ряда;
Т - среднее квадратическое отклонение изучаемого признака;
р - постоянное число;
е - основание натурального логарифма.
Известно, что если площадь, ограниченную кривой нормального распределения принять за 1 или 100 %, то можно рассчитать площадь, заключенную между кривой и любыми двумя ординатами. Воспользовавшись формулой 1, можно рассчитать организационно-технологический риск (в процентах) не достижения парками,
комплексами, комплектами и отдельными машинами производительности хт по следующей формуле
_ (х-х )2
ОТР = _2°^. те S dx, (2)
S 2p 0
Тогда организационно-технологическая надёжность достижения системами машин производительности хт в процентах рассчитывается по формуле
ОТН = 100 - ОТР . (3)
Авторами предложен метод оценки организационнотехнологической надёжности работы комплектов строительных
машин, позволяющий прогнозировать основные показатели работы конкретного комплекта. Этот метод является универсальным и его можно использовать для оценки ОТН любых машин.
Для автоматизации формирования парков и комплексов строительных машин с учетом ОТН надежности их работы создана программа «Park.». Исходными данными для этого программного обеспечения являются статистические показатели выборок по возможным сценариям использования комплектов и отдельных строительных машин, полученные в результате работы программы «Oth». На рисунке 10 приведена схема формирования парков и комплексов строительных машин с заданным уровнем ОТН их работы.
Формирование парка машин производится по модульному принципу, предложенному профессором С.Я. Луцким. Процесс формирования парка машин начинается с формирования модулей или комплектов (для небольших парков машин) для конкретных условий производства отдельных видов работ, например, земляных, бетонных и других. Далее формируются возможные варианты комплектов для производства соответствующих видов работ и рассчитываются технические и экономические показатели каждого варианта. При этом основными показателями являются средняя производительность, себестоимость и их стандартное отклонение при выполнении заданного объёма работ. Затем определяется рыночная стоимость работ и рассчитывается прибыль от работы каждого варианта комплекта [3].
Процесс формирования комплекса строительных машин и механизмов аналогичен процессу формирования парка машин начинается с выбора их возможных вариантов в соответствии с объёмами предстоящих работ. При этом предусмотрено три пути формирования вариантов будущего комплекса.
Путь первый - рассматриваются все возможные для использования варианты машин и механизмов.
Путь второй - когда возможные для использования машины и механизмы выбираются только из машинного парка конкретной организации.
Путь третий - когда основная часть необходимых машин и механизмов выбирается из конкретного парка и лишь отдельные из них по мере необходимости предусматривается брать в аренду или лизинг.
Разработанная в СГУПС модель процесса проектирования комплексов машин и механизмов позволяет по единой методике оценивать эффективность любого комплекса (с учетом ОТН его работы), сформированного из машин и механизмов, показатели которых хранятся в базе данных. Предложенный алгоритм оценки машин и механизмов с учетом их применения в реальных комплексах является универсальным. Он может быть использован для производства земляных работ, монтажа зданий и так далее. При этом можно оценить эффективность разработки и применения новых машин и механизмов с учётом уже имеющейся номенклатуры машин и механизмов. Для этого достаточно включить показатель новых машин и механизмов в базу данных.
Библиографический указатель:
1. Кузнецов С.М. Единая методика обоснования выбора машин для строительства зданий и сооружений / С.М. Кузнецов // Строительные и дорожные машины, 2005. - № 1. - С. 7-8.
2. Кузнецов С.М. Проектирование ресурсосберегающего комплекса машин и механизмов для строительства зданий и сооружений / С.М. Кузнецов // Изв. вузов. Строительство, 2005. - № 2. - С. 84-88.
3. Кузнецова К.С. Формирование ресурсосберегающего парка машин / К.С. Кузнецова, С.М. Кузнецов // Путь и путевое хозяйство, 2006. - № 8. - С. 11-12.
4. Исаков А. Л. Формирование ресурсосберегающих комплексов строительных машин / А.Л. Исаков, К.С. Кузнецова, С.М. Кузнецов // Строительные и дорожные машины, 2013. - № 10. - С. 3639.
5. Анферов В.Н. Имитационная модель оценки организационно-технологической надежности работы стреловых кранов /
B.Н. Анферов, С.М. Кузнецов, С.И. Васильев // Изв. вузов. Строительство, 2013. - № 1. - С. 70-78.
6. Лизунов Е.В. Организационно-технологическая надёжность гидротранспортных систем / Е.В. Лизунов, В. А. Седов, С.М. Кузнецов // Строительные и дорожные машины, 2005. - № 5. - С. 19-21.
7. Кузнецов С.М. Вероятностная модель работы многоступенчатых гидротранспортных систем / С.М. Кузнецов, Е.В. Лизунов, А.В. Щербаков // Изв. вузов. Строительство, 2006. - № 9. -
C. 33-41.
8. Кузнецов С.М. Организационно-технологическая надёжность экскаваторных комплектов / С.М. Кузнецов, О. А. Легостаева // Изв. вузов. Строительство, 2005. - № 10. - С. 62-69.
9. Кузнецов С.М. Обработка результатов натурных испытаний при техническом и тарифном нормировании / С.М. Кузнецов, К.С. Кузнецова // Экономика железных дорог, 2010. - № 7. -С. 88-99.
10. Кузнецов С.М. Совершенствование обработки результатов натурных испытаний при техническом и тарифном нормировании / С.М. Кузнецов // Экономика железных дорог, 2013. - № 7. -С. 90-97.
Статья поступила в редакцию 23.01.2014
