Совершенствование информационной поддержки службы механика горного предприятия Текст научной статьи по специальности «Математика»

ские включения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Тур-кин В.Я. Вибрационные дробилки. Основы расчета, проектирования и технологического применения. - С.-Пб.:ВСЕГЕИ

2. Ревнивцев В.И., Денисов Г.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов. - М.,: Недра, 1992.-430 с.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------

Казаков С.В. - старший инженер-конструктор,

СибринаА.П. - старший инженер-конструктор,

ОАО «НПК «Механобр-техника».

— © Ю.В. Антипов, В.Г. Черных,

2006

УДК 622.232:658.5(06)

Ю.В. Антипов, В.Г. Черных

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ СЛУЖБЫ МЕХАНИКА ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Семинар № 20

пыт эксплуатации отечественной горнопроходческой техники показывает, что основной причиной ее низкой эксплуатационной надежности, является несовершенство системы технического обслуживания и ремонта (ТОР), заключающееся в том, что остановка на ремонт производится либо преждевременно, когда оборудование не исчерпало свой ресурс, либо в экстренном порядке, когда наступает аварийная ситуация. Это приводит к большим трудовым и материальным затратам на поддержание оборудования в работоспособном состоянии.

На основе анализа эксплуатационных данных установлено, что в существующей системе ТОР угольной промышленности Российского Донбасса основным фактором, влияющим на эксплуатационную надежность шахтного оборудования, является время ликвидации отказов, которое на-

прямую зависит от принятой стратегии технического обслуживания и ремонта.

В настоящее время разработана методика построения прогнозной стратегии замены элементов технических систем, которая обеспечивает возможность определения номенклатуры быстроизнашиваемых узлов и деталей систем и сроков их замены.

На основе широко распространенной в мировой практике СЛЬ8-техно-логии

(СЛЬ8 - информационная поддержка жизненного цикла изделия) [1] методика реализована в виде программного модуля «Инженерный анализ и планирование», входящего в состав интерактивного электронного технического руководства (ИЭТР). ИЭТР представляют собой комплекс взаимосвязанных технических данных (программных модулей) в электронной форме на мобильном носителе (СБ) и отображает информацию в удобном для

пользователя виде (техническое руководство, каталог деталей с возможностью заказа запчастей, обучающая система и т.д.).

Модуль «Инженерный анализ и планирование» [2] обеспечивает возможность построения прогнозных графиков с целью определения вероятностных сроков подготовки и проведения ремонтных работ по быстроизнашиваемым узлам и деталям. Его применение в системе ТОР по прогнозным оценкам позволяет в 1,5-2 раза сократить время ликвидации отказов.

Установлено, что наиболее значительной составляющей времени ликвидации отказов является время подготовки к ремонту, зависящее от наличия необходимых запасных частей. Поэтому среди важнейших направлений повышения эксплуатационной надежности в горной промышленности выделяется задача определения оптимального количества резервных элементов и мест их размещения.

Очевидно, что запасы нужны для того, чтобы удовлетворять спрос на детали в нужном количестве и в установленные сроки. Однако запасы требуют расходов на их содержание. Выбор политики управления запасами практически заключается в ответе на один вопрос: «Какая величина запасов является оптимальной?». При этом необходимо найти оптимальное сочетание между расходами на содержание запасных частей и затратами на удовлетворение потребного спроса на них, а также определить, какая величина запасов по каждой группе или даже позиции оборудования будет является достаточной для достижения данного сочетания, при котором суммарные затраты будут стремиться к минимуму.

Решение аналогичных задач обеспечивает складская логистика, которая основывается на решении ряда оптимизационных задач, с помощью которых определяется:

- оптимальная или экономичная партия заказа;

- количество складов и их месторасположение;

- задача консолидации груза (многономенклатурные отправки);

- управление запасами.

Однако, учитывая специфику горного производства, поставленная задача требует проведения дополнительных научноисследовательских работ.

Определение оптимального количества резервных элементов, предлагается производить с применением метода «доминирующей последовательности». В каждом шаге расчетного процесса этого метода в резервируемую систему прибавляется по одному резервному элементу выбранного типа исходя из значения показателя выбора того типа, который обеспечивает наибольшее приращение показателя надежности на единицу ограничивающего фактора.

Следует учесть, что резервные элементы находятся в нагруженном резерве, используемом только для замены отказавших основных элементов, и что существуют определенные ограничения по стоимости, времени на замену, весу и т.д., превышение которых приведет к увеличению времени ремонтного цикла. В данном случае желательным является такое размещение резервных элементов, которое обеспечивает максимально возможную надежность системы при соблюдении требуемых ограничений. Такое оптимальное размещение резко сокращает общее количество различных возможных размещений резервных элементов. При этом, произведя выбор среди членов этого семейства резервных элементов, можно быть уверенным, что достигнуто максимально возможное значение показателя надежности при указанных ограничениях.

Предположим, что каждый элемент ь го типа 1-ой подсистемы характеризуется ] типами различных затрат, т.е. величина Су есть затраты ]-го типа на 1-й элемент. Например, первым типом ограничений может быть вес, вторым - стоимость и т.д.

, ]=1, 2,..., г

Для каждого типа затрат определены линейные ограничения следующего типа:

к

X суп1 ^

I=1

где п1 - число резервных элементов заданного типа.

Так, например, может потребоваться, чтобы полный вес системы не превышал некоторой заданной величины с1, а полная стоимость - величины с2.

Каждый элемент 1-го типа характеризуется вероятностью безотказной работы р1 независимо от того, работают или не работают

другие элементы системы [3]. Таким образом, надежность системы Р(п), где п=(пь.. .,п), определяется как:

к п- ,

Р(п) = П (1-Я1 1)

1=1

где ^=1-р1.

Задача состоит в нахождении такого вектора п, компонентами которого являются положительные значения, чтобы максимизировать функцию Р(п) при выполнении условий линейных ограничении (1).

а

Рис. 1. Программная реализация метода «доминирующей последовательности»: а - при наличии одного ограничивающего фактора, б - при наличии двух ограничивающих факторов

б

Рис. 2. Структура АРМ ГМ (ГП)

Пусть

е-(п) = У с--п-

Г т У 1 1=1

- суммарные

затраты _]-го типа на систему в целом, если резервируемая система характеризуется вектором п. Далее будем говорить, что п1 доминирует п2, если с](п1)<с](п2), ] = 1, ..., г, в то время как Р(п1)>Р(п2). Если при этом, по крайней мере, одно из неравенств является строгим, то будем говорить, что п1 строго доминирует п2. Последовательность 8, состоящая из векторов пИ, И = 1, 2. , г, удовлетворяющих условиям

к

X С- п- <С ^ ]=1, 2,., г, называется до-1=1

минирующей последовательностью, если ни один из векторов пИ не доминиру-ется строго никаким другим вектором. Ясно, что для решения этой задачи необходимо рассмотреть лишь члены доминирующей последователь-ности 8.

В итоге получаются члены семейства «доминирующей последовательности»,

которые обеспечивают достижение задан-

ной надежности системы при минимальных показателях ограничивающих факторов.

Применение метода доминирующей последовательности позволяет решить вопрос оптимального резервирования при наличии ограничивающих факторов, т. е. количество резервных деталей по каждой рассчитываемой группе узлов и механизмов.

Данный метод реализован в виде программного блока обеспечения запасными частями, который включает в себя три модуля (рис. 1):

- модуль обработки исходных данных и расчета необходимого количества запасных частей по каждой группе (позиции) оборудования;

- модуль определения и учета мест хранения запасных частей;

- модуль расчета и мониторинга «текучести» запасных частей по местам их хранения.

Данный блок позволит:

- планировать объемы и расположение запасных частей в точке их потребления;

- вести учет прогнозного времени поставки резервной детали;

- снизить удельную себестоимость эксплуатации техники;

- минимизировать затраты, которые зависят от организации поставки запасных частей с учетом данных прогнозного графика организации ремонта.

В результате объединения созданных программных блоков и модулей, нами предлагается информационный комплекс "Автоматизированное рабочее место главного механика горного предприятия (АРМ ГМ (ГП)) (рис. 2), включающий в себя:

1. Колчин А.Ф. и др. Управление жизненным циклом продукции. - М.: Анахарсис, 2002. - 304 с.

2. Электронная эксплуатационная документация - основа нового уровня организации электромеханической службы шахты - С.И. Носенко, В.Г.

- интерактивные электронные технические руководства по оборудованию;

- блок учета оборудования и персонала, обеспечивающий учет оборудования, его перемещений с участка на участок и инвентаризацию;

- блок обеспечения запасными частями.

Такой состав комплекса АРМ ГМ (ГП) позволит обеспечить оперативное выполнение задач, стоящих перед электромеханической службой горного предприятия и существенно повысить эксплуатационную надежность оборудования.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Черных, Ю.В. Антипов. Информационные технологии в науке и образовании. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2003, - 96 с.

3. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности. - М.:, 1969. -487 с.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------

Антипов Ю.В. - аспирант кафедры "Технологические машины и оборудование"

Черных В.Г. - кандидат технических наук, ст. преподаватель кафедры «Технологические машины и оборудование»

Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (НПИ), г. Шахты.

-А