СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА РЕЗЕРВА ЗАПАСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

- Юридические науки -

СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА РЕЗЕРВА ЗАПАСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

К.П. Вовденко1, канд. техн. наук, старший преподаватель В.А. Буторин2, д-р техн. наук, профессор Е.А. Полянский2, аспирант

1Трехгорный технологический институт, филиал МИФИ 2Южно-Уральский государственный университет 1(Россия, г. Трехгорный) 2(Россия, г. Челябинск)

DOI:10.24412/2500-1000-2021-11-3-159-162

Аннотация. В статье описываются различные методы расчета резерва запасных элементов, расчет оптимального запаса. Опираясь на теорию управления запасами, оптимизируем резерв запасных элементов на складах предприятий АПК по ремонту электродвигателей, как по размеру поставок запасных элементов, так и по моменту пополнения запаса. Результаты могут быть использованы при разработки мероприятий для обеспечения бесперебойной работы и планирования резерва запасных элементов.

Ключевые слова: ЗИП, методы расчета, электрооборудование, резерв, наработка.

Рассмотрим способы создания резерва. Нормативное планирование резерва ЗИП к электродвигателям опирается на систему ППРЭсх, по которой годовой реП, „ г

зерв 1 запасных частей 1 - ой номенклатуры рассчитывается через годовую норму

н

расхода запасных частей

I _

ои но-

менклатуры на сто изделий и общее количество N изделий данного типа, имеющихся в эксплуатации:

»-2

n = 10-2 hn

H

Методика расчета величины "1 для электрооборудования, в сельском хозяйстве и в ряде других отраслей промышленности в технической литературе отсутствует [1, 2]. Существуют методики расче-

И1

та 1 для отдельных типов сельскохозяйственной техники, разработанные ГОСНИТИ [3, 4], также методики расчета Н в системах ППР хозяйств промышленных предприятий [5, 6].

/ () = Яехр(-

Минусами нормативного подхода резервирования запасных элементов считается также его неспособность учитывать конкретные условия эксплуатации электрооборудования для отдельных хозяйств, который выражается в разном спросе на запасные части.

Когда мы создаем резерв запасных элементов, исходя из условия достаточности, принимаем вероятностью того, что в течение всего цикла поставок количество запасных деталей окажется достаточным для замены пришедших в негодность.

При начале расчета указанной вероятности необходимо знать, какой вид имеет плотность распределения времени наработки деталей до отказа и плотность распределения времени вышедшего из строя элемента, в том случае если он после ремонта пополняет резерв.

В большинстве работ [7, 8, 9] предполагается, что наработка до отказа имеет показательное распределение

Г* )

(1)

где

f (t)

плотность распределения • * _

времени наработки деталей до отказа;

интенсивность отказов, т. е. среднее число

отказов в единицу времени (^ = ); ^

- время работы до отказа.

- Экономические науки -

В отраслевой методике энергетической промышленности [10] рассмотрены две ситуации:

- Неисправная единица оборудования выводится в ремонт, и вместо нее устанавливается взятая из резерва. Неисправная единица после ремонта пополняет резерв.

- Резерв изделий рассчитывается на определенный промежуток времени, к концу которого желательно иметь минимум этих изделий. Пополнение запаса на

фиксированном промежутке времени не предусматривается.

В случае один задаются вероятностью

р(Ы )

4 р' задержки в удовлетворении требований на изделия резерва. Указанная вероятность выражается через среднюю интенсивность требований на изделия из резерва

- Л, среднюю интенсивность пополнения резерва отремонтированными изделиями -

М - Ыр

^, количеством изделий резерва - р по формуле

t \ Np 1

N р! М

exp

м

(2)

P(Nр 1я/м

Зная 4 р и ' с помощью приведенной в [10] номограммы определяют

Ы р.

В случае два задаются вероятностью

р(Ыр)

4 р/ нехватки запаса, которая выража-

ется через среднее ожидаемое количество требований на фиксированном отрезке

N

времени

ср

количество изделий в ре-

N.

зерве

по формуле

/ ч NP nn■

p(n р )= 1 -Z N ср

NР!

exp

(- N ср )

(3)

Зная таблицам

) и Nр

находим

,по приведенным

V = NX

N р / N ср

откуда

N

арифметическим путем выражаем р.

Обратим внимание, что хотя в [10] и отсутствуют прямые указания на то, что выражения (2) и (3) были получены исходя из показательного распределения времени наработки деталей до отказа, но вид формул совпадает с видом аналогичных выражений, показанными другими авторами [8, 9] которые использовали именно распределение.

Сотсков в [9] предлагает методику расчета резерва для изделий, состоящих из Ы однотипных элементов, каждый из которых имеет интенсивность отказов, равную

Л «

1. В этом случае результирующая интенсивность будет

Предположим, что отказавший элемент не восстанавливается, а вместо него каждый раз будет вводиться в систему новый элемент, взятый из запаса. В этом случае для замены отказавших элементов необходимо число запасных элементов

2 = П = Л ?

ср рез

Этому среднему числу будет соответствовать гарантийная вероятность

Р = 0,5 того, что за время ^ не понадобится большее число запасных элементов.

Для случая Р ^ ,5, когда количество

z„ > z.

запасных деталей в резерве

ср

при-

водятся номограмма, из которой можно определить требуемое , в зависимости

0

0

- Юридические науки -

от гарантийной вероятности безотказной

работы Р и величины ср .

Все вышеизложенные методы расчета вероятности безотказной работы основаны на том, что наработка элемента на отказ, описывается показательным законом (1). Согласно [8] показательное распределение применяется чаще других при исследовании надежности изделий.

В настоящее время, все большее распространяется создание резерва запасных элементов, основываясь на междисциплинарной области знаний - теорию управления запасами [11, 12, 13].

В реальных условиях рыночных отношений главное значение имеет экономический фактор. Теория управления запасами начинается с экономической оптимальности организации системы закупок, хранения запасных частей, доставки и постоянное обеспечение потребителей.

При этом мы имеем два аспекта проблемы. Закупка чрезмерного количества запасных частей связана с необоснованно большими затратами на их покупку, хра-

нение, возможным омертвлением денежных средств, вложенных в не требуемые за время между поставками запасные части, а недостаток запаса может привести к простою и необеспеченности потребителя. Задача усложняется тем, что спрос на запасные детали случайная величина, зависящая от множества случайных факторов.

Нахождение оптимального компромисса в финансовом плане, между указанными противоборствующими требованиями в каждом конкретном случае и является одной из основных задач в теории управления запасами.

Рассмотрим самую простую модель, в которой пополнение склада продуктом производится до фиксированного объема через фиксированные промежутки времени, и приняв, что спрос на продукт является определенным, и интенсивность спроса - постоянна, Уилсон получил выражения для идеального периода т, оптимального

уровня пополнения склада n, и для затрат

на запасы в единицу времени

L

т 2g T = J— n =

2Ag

,L = yj 2Ags

где

a

интенсивность спроса,

g

цена поставки,

s

цена хранения продукта в единицу времени.

Следует обратить внимание, что несмотря на большое количество публикаций теория управления запасами еще не сложилась как самостоятельная дисциплина. Разработкой ее основ занимались специалисты самых различных профилей: экономисты, инженеры, математики. Этим обусловлено различие стилей подходов и даже терминологии.

Для оптимизации резерва запасных элементов необходимо выполнение работ по следующей методике [6]. Статистиче-

р(,)

Т

i

ским путем установить " v /, Т и в; по данным электротехнической службы пти-

цеводческого хозяйства установить

A

и

Aj * AC,

j; по данным бухучета установить n

c c0.

; на основе выражений, произвести расчет параметров т и п резерва запасных элементов основной и смежной номенклатур. При практическом определе-

нии оптимальных

m

и

n

можно пользо-

ваться разработанной и представленной в [14] номограммой.

Таким образом, для реализации разработанной методики оптимизации запасных частей электрооборудования, необходимо выполнение следующего: статистическим путем оценить распределение требований на запасные части; в зависимости от конкретных условий выбрать функцию общих издержек на запасы и на основании данных электротехнической службы и бухгалтерского учета определить её параметры; затем используя программное обеспечение, расчетные формулы или номограмму,

s

4

- Экономические науки -

определить оптимальное количество за- пасных частей [14].

Библиографический список

1. Система планово-предупредительного ремонта оборудования металлургических заводов. М., 1976. 153 с

2. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования на предприятиях и в организациях Минводхоза СССР. Псков: СПТИ Псковоргмехводстрой, 1979.619 с.

3. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники./ВНИИЭСХ. 1998.219 с.

4. Методика разработки нормативов потребности в запасных частях и агрегатах к автомобилям, тракторам и с.-х. машинам на ремонтно-эксплуатационные нужды. М.: ГОСНИТИ, 1974. 84 с.

5. Афанасьев Н.А., Юсипов М.А. Система технического обслуживания и ремонта оборудования энергохозяйств промышленных предприятий (система ТОР ЭО). М.: Энергоатомиз-дат, 1989. 528 с.

6. Синягин Н. Н. Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики. М.: Энергия, 1978. 408 с.

7. Гольдберг О.Д. Надежность электрических машин общепромышленного и бытового назначения. М.: Знание. 1976. 56с.

8. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем. Изд. 4-е перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 480 с.

9. Сотсков Б. С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М.: Высшая школа, 1970. 270 с.

10. Отраслевая методика по разработке нормативов потребности в резервном оборудовании и запасных частях для ремонтного обслуживания энергосистем. М.: ВНИИЭ, 1975. 21 с.

11. Голдобина Н. Н. Управление запасами средств производства. Л.: ЛфЭИ, 1991. 71 с.

12. Голенко Д. И. и др. Моделирование в технико-экономических системах (управление запасами). Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1975. 197 с.

13. Зеваков А. М. Методические основы решения задач по управлению запасами. Караганда, 1989. 98 с.

14. Банин Р. В. Прогнозирование трудоемкости обслуживания и резерва запасных частей при эксплуатации электропроивовдов в птицеводстве.: Дис. ...канд. техн. наук. Челябинск, 2002. 182 с

EXISTING METHODS FOR CALCULATING THE RESERVE OF SPARE ELEMENTS

K.P. Vovdenko1, Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer V.A. Butorin2, Doctor of Technical Sciences, Professor E.A. Polyansky2, Postgraduate

1Trekhgorny Technological Institute, branch of MEPhI 2South Ural State University

1 (Russia, Trekhgorny)

2 (Russia, Chelyabinsk)

Abstract. The article describes various methods for calculating the reserve of spare elements, calculating the optimal stock. Based on the theory of inventory management, we optimize the stock of spare elements in the warehouses of agricultural enterprises for the repair of electric motors, both in terms of the size of the supply of spare elements and the moment of replenishment of the stock. The results can be used in the development of measures to ensure uninterrupted operation and planning of the reserve of spare parts.

Keywords: spare parts, calculation methods, electrical equipment, reserve, operating time.