Повышение эффективности системы эксплуатации кузовных мусоровозов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 625.08

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ

КУЗОВНЫХ МУСОРОВОЗОВ

© 2011 г. Р.В. Каргин

Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Shakhty Institute (Branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute)

Обоснована необходимость совершенствования системы эксплуатации мусоровозов. Разработана модель повышения эффективности эксплуатации мусоровозов по критерию минимума удельных затрат. Определены и формализованы влияющие факторы. Установлено влияние показателей надежности на технические, организационные и экономические факторы. Определены пути повышения производительности и снижения стоимости машино-часа.

Ключевые слова: кузовной мусоровоз; система эксплуатации; надежность; эффективность; маршрутизация; техническое обслуживание и ремонт.

The need to advance garbage tracks operation system is justified. The model of the garbage tracks operation efficiency enhancement is developed by criterion of minimum cost per unit. The affecting factors are specified and formalized. The effects of reliability indices on technical, organizational and economical factors are determined. The ways to improve the efficiency and to decrease the cost per machine hour are designated.

Keywords: garbage truck; operation system; reliability; efficiency; routing; service and repair.

В настоящее время в любом городе, населенном пункте действуют предприятия по сбору и вывозу твердых бытовых отходов (ТБО) с применением мусоровозов.

Сбор и вывоз ТБО, как любой другой производственный процесс, требует не только грамотного и своевременного планирования, но и оперативного и эффективного управления. Объектом управления в данном случае выступают мусоровозы, от надежной и качественной эксплуатации которых зависит не только чистота и порядок, но и санитарная и экологическая безопасность.

В процессе управления эксплуатацией мусоровозов необходимо взаимодействие различных подсистем, которые обеспечивают вхождение материальных потоков в систему, прохождение внутри нее и выход в виде услуг по уборке ТБО (рис. 1).

Рис. 1. Микрологистическая система управления

Удовлетворение возрастающих требований к качеству обслуживания населения в области санитарной очистки территорий зависит от безотказной эксплуатации машин для сбора и вывоза твердых бытовых

отходов, которая обеспечивается производственной подсистемой.

В нормативно-технической литературе эксплуатация определяется как «стадия жизненного цикла изделия, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается его качество». Она включает в себя две составляющие: использование машин по назначению и техническую эксплуатацию.

В соответствии с международными стандартами использование по назначению - это применение машины для целей, предусмотренных техническими условиями и инструкциями, утвержденными поставщиком.

Для того чтобы обеспечить эффективное использование мусоровозов по назначению, необходимо выполнить ряд предварительных работ:

- определить систему сбора и вывоза ТБО, технологию и организацию выполнения работ;

- выбрать конструкцию, марку и модель мусоровозов;

- определить количественный состав парка мусоровозов.

В современных условиях для выполнения этих работ требуется корректировка действующих нормативов и методик. Это связано с тем, что, во-первых, методика планирования сбора и вывоза ТБО, разработанная в 80-е гг. XX в., основана на «эвристическом» подходе и не подвергалась корректировке; во-вторых, определение количественного состава парка мусоровозов основано только на технических характеристиках выбранной марки машин и не учитывает их технического состояния; и, в-третьих, отсутствуют мето-

дики выбора рациональной марки и модели мусоровоза для конкретных условий эксплуатации.

Техническая эксплуатация включает в себя транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт машины. Важным условием технической эксплуатации машин является обеспечение эффективного функционирования системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Система ТОиР включает в себя следующие основные компоненты: периодичность технических воздействий (ТВ) и запасы элементов.

Все известные методы оптимизации заготовки запасных частей и периодичности ТВ разработаны для автотранспортных средств, их применение для мусоровозов требует корректировки с учетом особенностей конструкции, режимов работ навесного оборудования и базового шасси и их взаимного влияния.

В связи с этим назрела актуальная необходимость повышения эффективности системы эксплуатации (СЭ) мусоровозов.

В общем случае эффективность рассматривается как отношение результата деятельности к затраченным ресурсам. Цель функционирования СЭ (рис. 2) -обеспечение взаимодействия всех ее элементов с достижением требуемого уровня технического состояния парков машин при минимальных затратах ресурсов.

Подставляя в формулу СТБО выражения для См-ч и Пэ получаем

(З+Н сн +Т+С+Л+Р+А+О+Н тр)

С

ТБО

Фткупр\ 1"

'всп + 'тех + 'орг + 'то + 'отк

Рис. 2. Структура эксплуатации мусоровозов

Формирование эффективной системы эксплуатации парка мусоровозов должно осуществляться путем решения основных задач:

- оценка показателей надежности на эксплуатацию и эффективность использования парков машин;

- оценка эффективности конструкции мусоровоза;

- совершенствование системы организации выполнения работ;

- формирование адаптивной стратегии ТОиР;

- формирование парков машин на основании моделей оптимизации процессов эксплуатации.

Каждая из задач представляет собой многокритериальную модель, влияющую как на конечный результат, так и на решение остальных задач.

Удельные затраты или себестоимость вывоза 1 м3 ТБО СТБО наиболее полно характеризуют эффективность системы эксплуатации, так как учитывают затраты процесса См-ч и эксплуатационную производительность Пэ мусоровоза.

Х('пер 'ман 'пз 'погр 'пз 'разг 'тр 'х 'мк ) .

Анализируя полученное выражение, определяем постоянные и переменные параметры. Постоянными в данном случае будут:

- заработная плата основного и вспомогательного персонала З и отчисления на социальные нужды Нсн, так как в отрасли используется повременная оплата труда;

- затраты на запасные части с лимитированным сроком службы Л, зависящие от норматива на замену;

- амортизационные отчисления А;

- общехозяйственные расходы О - параметр, учитывающий в себестоимости вывоза ТБО затраты на содержание административно-бытовых подразделений предприятия, диспетчерской и ремонтной службы, контейнерных площадок и т.д. По сложившейся в отрасли методике О = /(З);

- транспортный налог Н^, определяемый Налоговым кодексом РФ и исчисляемый в зависимости от мощности двигателя базового шасси;

- объем ТБО, вывозимых мусоровозом за один рабочий цикл q;

- коэффициент, учитывающий конкретные условия работы ^;

- продолжительность смены Тсм и время вспомогательных операций 'всп;

- составляющие времени цикла, постоянные для конкретной марки мусоровоза - средняя продолжительность подготовительно-заключительных операций при разгрузке машины ' /пз, средняя продолжительность операции разгрузки 'разг, средняя продолжительность мойки кузова

- средняя продолжительность транспортировки отходов 'тр и холостых пробегов 'х постоянны для каждого эксплуатационного участка.

Переменными в удельных затратах являются:

- затраты на топливо Т и смазочные материалы С, зависящие от пробега мусоровоза L и времени работы навесного оборудования;

- затраты на выполнение всех видов технического обслуживания и ремонта Р, продолжительность простоев по техническим и организационным причинам 'тех и 'орг, продолжительность простоев на проведение плановых технических обслуживаний и ремонтов (устранение отказов) 'Т0 и 'отк, зависящие от организации системы ТОиР;

- средняя продолжительность переездов между точками загрузки по маршруту сбора мусора 'пер и средняя продолжительность маневрирования машины при подъезде к месту загрузки контейнера 'ман, зависящие от качества планирования маршрута мусоровоза, т.е. от пробега L;

- средняя продолжительность подготовительно-

заключительных операции при погрузке контейнеров /пз, главной операции погрузки заполненного контейнера ¿погр и коэффициент, учитывающий качество системы управления и уровень квалификации водителя £упр, зависящие от технического уровня конструкции мусоровоза и от квалификации водителя.

Таким образом, учитывая вышеизложенное, организацию процесса сбора и вывоза ТБО следует рассматривать как многопараметрическую оптимизацию переменных параметров, которые будут определять как производительность мусоровоза, так и технико-экономические параметры, т.е.

Стбо = f (L, Р, tт

"орг'

^ tn

'"погр' kупр ) ^ min

В результате выполненных исследований разработана логико-математическая модель системы эксплуатации кузовных мусоровозов, структурная схема которой представлена на рис. 3.

Исследования надежности кузовных мусоровозов позволили определить показатели надежности по

группам отказов [1] и установить соответствие распределения наработок на отказ экспоненциальному закону распределения [2], что характерно для внезапных отказов.

Повышение эффективности использования мусоровозов по назначению достигается совершенствованием конструкций и применением технических решений [3 - 5], направленных на сокращение цикла технологических операций ¿пз и ¿погр, способствующих повышению качества системы управления купр и уборки ТБО и снижению действующих на рабочее оборудование нагрузок.

Совершенствование системы организации выполнения работ обеспечивается оптимизацией работы мусоровоза на маршруте [2]. Планирование маршрута с учетом организационных, конструктивных и эксплуатационных факторов, а также фактических показателей надежности позволяет минимизировать пробег Ь и снизить на 20 - 30 % время движения по экс-

плуатационному участку t во-смазочные материалы Т и С.

nep *маи

и затраты на топли-

Рис. 3. Логико-математическая модель снижения удельных затрат на эксплуатацию мусоровозов

Выбор оптимальной стратегии ТОиР производится по минимуму затрат Р на поддержание и восстановление работоспособного состояния с учетом интенсивности эксплуатации и фактических показателей надежности [6].

Продолжительность простоев 'тех, 'орг, 'Т0 и 'отк снижается применением логистического подхода к управлению запасами запчастей и выбором оптимальной стратегии ТОиР.

Применение разработанной методики [7] позволяет повысить эффективность процесса эксплуатации мусоровозов путем минимизации удельных затрат за счет снижения стоимости машино-часа примерно на 20 % и повышения производительности процесса сбора и вывоза ТБО на 10 - 15 % на основе прогнозных показателей надежности.

Литература

1. Каргин Р.В., Коробов И.М. Анализ работы кузовных мусоровозов // Исследования в области конструирования, рабочих процессов и эксплуатации технологических машин : материалы I Междунар. и юбилейной 55-й науч.-

Поступила в редакцию

практ. конф. / Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ). Новочеркасск, 2006. С. 109 - 113.

2. Эксплуатация машин для сбора и вывоза твердых бытовых отходов : монография / А.С. Носенко [и др.]; под общ. ред. А.С. Носенко; ГОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса». Шахты, 2009. 81 с.

3. Патент RU 2278067 С1 МПК B65 F3/06. Мусоровоз кузовной закрытого типа / А.С. Носенко, В.П. Тулупов, Р.В. Каргин, А.А. Домницкий. Заявл. 22.11.2004. Опубл. 20.06.2006 // Бюл. № 17.

4. Патент RU 2357910 С1 МПК B65 F3/06. Мусоровоз кузовной закрытого типа / А.С. Носенко, Р.В. Каргин,

B.И. Жигульский, А.А. Домницкий. Заявл. 18.04.2007. Опубл. 10.06.2009 // Бюл. № 16.

5. Патент RU 2400417 С1 МПК B65 F3/04. Захват устройства для разгрузки контейнеров в кузов мусоровоза / А.С. Носенко, Р.В. Каргин, М.С. Алтунина, О.С. Мирошниченко. Заявл. 10.03.2009. Опубл. 27.09.2010 // Бюл. № 27.

6. Закономерность формирования межремонтных ресурсов мусоровозов с учетом режимов эксплуатации / А.С. Носенко [и др.] // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2010. № 5. С. 89 - 94.

7. Каргин Р.В., Домницкий А.А. Модель повышения производительности мусоровозов // Материалы Междунар. научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Перспектива-2008». Т. 3. Нальчик, 2008.

C. 24 - 27.

19 апреля 2011 г.

Каргин Роман Владимирович - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Сервис транспортных и технологических машин», Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. 8 (8636)-22-10-89. E-mail: karro1@aaanet.ru

Kargin Roman Vladimirovitch - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Service and Transport and Technological Machines», Shakhty Institute (Branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. 8 (8636)-22-10-89. E-mail: karro1@aaanet.ru