Эволюция системы S во времени х(t) зависит от номера к решения, принимаемого на данном шаге. Решение uк избирается из множества U допустимых решений. Примерами допустимых решения являются принудительный перевод машины из наблюдаемого состояния Si в Sj , например, замена отказавшего элемента или профилактическая замена группы элементов, проведение операций ТО. Набор возможных решений на n-ом шаге:

δn = [иn(1), иn(2), …, иn(N)], (12)

называют политикой, а последовательность политик δ = (δо, δ1, δ2,…Δ) формализует понятие стратегии управления. Во множестве возможных стратегий Δ={δ} выделяются стационарные стратегии, не зависящие от номера шага.

Пребывание МТА в состоянии Si , где принимается решение иk характеризуется доходом . где R(ti) – результаты, достигаемые на t-ом шаге расчета в состоянии Si, руб.; S(ti) – затраты на t-ом шаге расчета в состоянии Si, руб.; ti – время пребывания МТА в состоянии Si.

Функционал А качества управления, определенный на траекториях основного случайного процесса х(t), приобретает вид

, (13)

Задача оптимального управления формулируется как организация такого целена­правленного воздействия на парк машин, в результате которого достигается тре­буемое состояние его эффективности в виде максимизации ожидаемого чистого дисконтированного дохода на множестве стратегий Δ:

М{А[x(t)]} = ΔЧДД ® mах, (14)

Сформулированная задача, ориентированная на максимальное использование потребительских качеств машины (МТА), сводится к стандартной задаче линейного программирования

= (15)

при ограничениях

(16)

где T – среднее время нахождения машины в состоянии Si с учетом решения uk.; Е – дисконтная
норма (норма дохода (прибыли) на рубль авансированного капитала).

В третьей главе «Принципы функционирования системы ПТЭ МТП» теоретически установлены взаимосвязи показателей уровня ПТЭ и параметров системы агротехсервиса с обоснованием смешанной стратегии эксплуатации машин, в которой не теряются достижения прежних стратегий, а творчески модернизируются, опираясь на технологии и интеграционные модели использования и обслуживания. Ориентирами при принятии эксплуатационных решений служат возраст машин, их техническое состояние, приспособленность к обслуживанию, наличие ремонтно-обслуживающей базы, квалифицированного персонала и т. д.

Качество функционирования системы ПТЭ МТП (уровень ПТЭ) отражается, прежде всего, на степени выработки ресурса машины (МТА). Оценка взаимосвязи между ресурсом tост машины и уровнем ПТЭ Уптэ на основе теоретических исследований представлена моделью:

, (17)

где uпр - предельное значение параметра;

uизм - значение параметра на момент измерения;

а, ао, а1 – коэффициенты, определяемые экспериментально;

Анализируя уравнение (17), отметим, что скорость изменения параметра u, как функция факторов уровня ПТЭ, а также показатели и Uизм являются случайными величинами. Случайной величиной является и tост, характеризующаяся своим законом распределения.

Аналитический синтез микрометражной и экспертной информации по модели (17) о состоянии деталей с учетом уровня ПТЭ позволяет разрабатывать рекомендации по их дальнейшему использованию.

Если рассматривать отказы какого-либо отдельного сельскохозяйственного агрегата, то в соответствии с правилом 3σ все технологические эксплуатационные отказы уложатся в интервале времени , т. е. отказы начнут появляться к моменту времени и будут заканчиваться к моменту . Здесь `t – средний срок службы детали; σ – среднее квадратичное отклонение.

Поскольку удовлетворение заявок на устранение нарушений работоспособности МТА происходит не одновременно, то и плотность их распределения будет иной – более пологой, в дальнейшем этот поток стабилизируется.

Задача определения периодичности агросервисного обслуживания рассматривается как задача управления случайным процессом производственно-технической эксплуатации, как выбор стратегии управления этим случайным процессом (недетерминированным). Существуют различные стратегии превентивного обслуживания: по календарному времени работы, по переработке определенного количества материала (груза), по техническому состоянию и прогнозирующему параметру.

Проведение профилактических работ целесообразно, в тот момент, когда достигнет критической величины параметр состояния (появление предельно допустимых зазоров, предельного износа и других предельно допустимых состояний). При таком положении удельные затраты при проведении профилактических работ будут минимальными, поскольку восстановления работоспособности машин будут производиться только при действительной необходимости, исключатся лишние ремон­ты, снизится потребность и расход запасных частей. Это возможно осуществить только при проведении постоянного контроля за работой МТА и их состоянием.

Известно, что периодичность обслуживания t (мото-ч, у. э.га) можно в общем виде определить по формуле:

, (18)

где to – коэффициент оптимальности, определяется аналитически и показывает, во сколько раз оптимальная периодичность обслуживания больше или меньше средней наработки между возникновением заявок (отказов) на обслуживание; В – средняя наработка машины (мото-ч, у. э.га) между заявками (отказами);

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Уравнение для определения периодичности обслуживания при экспоненциальном законе распределения наработки на отказ, дающего наилучшее приближение к эмпирическим данным (F=6,2), зависит от отношения / и имеет вид:

, (19)

где w - параметр потока отказов;

- затраты связанные с восстановлением работоспособности МТА, тыс. руб.

- фактические суммарные затраты на производственно-техническую эксплуатацию МТП, тыс. руб.

Взаимодействие системы производственно-технической эксплуатации с параметрами обслуживания основывается на принятии эксплуатационных решений, приспособленных к ситуационным условиям использования машин. Вероятность обслуживания возрастает при совмещении машин и средств их сервиса в пункте, где при одном и том же характере и числовых значениях показателей распределения машин на данной территории затраты времени и ресурсов будут минимальны.

Аналитическое выражение меры эффективности совмещения средств САТС и МТА можно представить в следующем виде:

, (20)

где сS(i) — средняя величина суммарных издержек на совмещение ремонтного фонда и мастерской в i - м пункте участка протяженностью L км, руб; А(i) – затраты на перемещение ремонтной мастерской до i–го пункта совмещения на расстояние в i еди­ничных интервалов; i = 1, 2, ... – номера по порядку единичных интервалов протяженностью I каждый на участке L км; В(i) – затраты на перемещение машины в i-й пункт совмещения на расстояние, равное ri, км.

Очевидно, что когда А(i) – затраты на перемещение мастерской на единицу длины оказываются больше В(i) – затрат на перемещение машины на эту же единицу длины, то до некоторых пор рациональнее перемещать машины, а мастерскую оставлять в одной точке. Из этого следует, что существует такой номер i = 1,2,... машины из числа находящихся на участке, отстоящих друг от друга на расстоянии I и требующих совмещения, при котором функция сS(i) прини­мает минимальное значение.

В том случае, когда А(i)>В(i), требуется определить крайний i-й МТА на участке L, который еще целесообразно перемещать в точку 0 к мастерской и обратно на место работы. Задача заключается в том, чтобы найти значение i, при котором затраты на указанное совмещение будут минимальными, т. е. расходы ресурсов на перемещение мастерской А(i) и техники В(i) будут равны по величине.

Затраты на перемещение машины и мастерской до i-го пункта и обратно составят соответственно:

A(i) = id(i-1); (21)

B(i) = (n-1)(n-i-1)w. (22)

где δ и ω – затраты на единицу пути соответственно мастерской и МТА, руб/км.

Для определения оптимального значения i следует продифференцировать один раз функцию сS(i) по i и приравнять результат нулю:

сS(i) = id(i-1)+(n-1)(n-i-1)w, (23)

. (24)

Оптимальное значение i:

, (25)

где п – целое число точек расположения МТА на всем участке протяженностью L.

В четвертой главе «Методика экспериментальных исследований» представлены программа и методика исследования.

Программа экспериментальных исследований включала решение следующих вопросов:

- обоснование системообразующих факторов производственно-технической эксплуатации МТП;

- разработку методики комплексной оценки уровня производственно-технической эксплуатации МТП;

- разработку математической модели эффективности производственно-технической эксплуатации МТП;

- установление взаимосвязей параметров системы производственно-технической эксплуатации и САТС;

- проверку адекватности разработанной модели эффективности производственно-технической эксплуатации МТП

Экспериментальные исследования предусматривали выявление факторов техноло­гического процесса ПТЭ, фиксирование отказов системы в целом и ее компонент, продолжительности их устранения. Наиболее приемлемым для исследований был принят метод наблюдений с поэлементным анализом затрат времени и средств. Для обработки данных применялся набор стандартных компьютерных программ Windows Excel. Для разработки комплексного показателя уровня производственно-технической эксплуатации использовался известный метод экспертных оценок. Эксперименты выполнялись с целью получения данных для разработки математических моделей комплексной оценки уровня производственно-технической эксплуатации МТП, выявления на этой основе мероприятий по совершенствованию машиноиспользования, в том числе за счет оптимизации режимов обслуживания машин в эксплуатации средствами системы агротехнического сервиса. Экспериментальная проверка разработанных теоретических моделей осуществлялась в соответствии с ГОСТ, действующими инструкциями, методиками и рекомендациями.

При проведении хронометражных наблюдений за работой машин при их эксплуатации фиксировались состав, продолжительность и трудоёмкость работ, производимых как на основных, так и на вспомогательных операциях, включая все ремонтные и профилактические работы с указанием точного места, характера и причины отказа агрегата, времени простоя на устранение каждого отказа (даже если отказы вызваны одной причиной), и количество занятых при этом рабочих.

Определение функциональных связей между комплексным и частными показателями уровня ПТЭ проводилось с использованием теории регрессионного анализа. Принятая для анализа линейная модель проверялась по соответствующим критериям. Предложенный подход позволил выявить группы общих и частных показателей производственно-технической эксплуатации, их состав и взаимосвязь. Линейная модель зависимости Уптэ от обобщенных показателей Уi имеет следующий вид:

Уптэ=0,056+0,191Упэ+0,183Утэ+0,23Упр+0,188Упк+0,243Уср (25)

Оценку статистической значимости опытных значений полученных коэффициентов модели проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Проверка адекватности математической модели произведена с использованием критерия Фишера на 5%-ном уровне значимости.

Объем выборки N для установления связи уровня ПТЭ с техническим состоянием определялся в зависимости от величины доверительной вероятности a и величины допустимой относительной ошибки d, .

Выявление износов осуществлялось способом микрометрирования с использованием штатного измерительного инструмента и существующих требований на капитальный ремонт. Численные значения износов деталей определялись как разность между действительным размером изношенной детали в месте наибольшего износа и средним чертежным размером. Погрешность измерений устанавливалась по ГОСТ 8.051-81 и не превышала 20…25% от допуска. Определение наработки осуществлялось по учетным листам работы МТА с использованием переводных коэффициентов, а также по мотосчетчику трактора.

В пятой главе «Результаты исследований» приведены результаты экспериментальных исследований по определению показателей производственно-технической эксплуатации МТП и их взаимосвязей с параметрами обслуживания.

Значения обобщенного показателя уровня ПТЭ определялись по следующим группам хозяйств: общественные (акционерные, кооперативные и т. п. на базе бывших колхозов и совхозов), крестьянско-фермерские, личные подсобные и машинно-технологические станции.

Полигоны распределения среднего количества тракторов и зернокомбайнов в этих хозяйствах приведены на рисунке 6.

Установление принадлежности одной генеральной совокупности выборок, полученных в результате эксперимента по оценке показателей производственно-технической эксплуатации машин одной марки, но в различных хозяйствах одной зоны при одинаковых условиях среды эксплуатации показало, что с достаточной степенью точности (10%) наработки наблюдаемых машин составляют одну генеральную совокупность. Значения коэффициентов распределения Стьюдента машинно-тракторных агрегатов входящих в подконтрольную группу находятся вне критической зоны. Гипотеза Но подтверждается.

А. Б.

В. Г.

А. - Общественные хозяйства на базе колхозов, совхозов; Б. - Машинно-технологические станции; В. - Фермерские хозяйства, кооперативы. Г. - Личные подсобные хозяйства;

Рисунок 6 - Полигоны распределения среднего количества тракторов (1) и зернокомбайнов (2) в хозяйствах Байкальского региона

Структура показателей производственно-технической эксплуатации МТП установленная при анализе исследовательских работ в области машиноиспользования и дополненная в ходе экспертного опроса специалистами, приведена в таблице 1 по степени значимости уровней. Наиболее значимые факторы имеют низший порядковый номер.

Таблица 1 - Структура показателей производственно-технической эксплуатации МТП

Уровни дерева целей

1

2

3

S1. Уровень производственной эксплуатации (Упэ)

1.Номенклатурно-возрастной состав машин (S11)

2.Качество полевых работ (S12)

3.Технологичность МТА (S13)

4. Способ использования машин (S14)

5.Состояние дорог и транспортные связи (S15)

1. Тракторы всех категорий до 10 лет (S111); 2. Зерноуборочные комбайны до 10 лет (S112); 3. СХМ 4. Автомобили и прицепы (в пределах амортизации) (S114); 5. Прочие машины (S115)

1. Соблюдение агрос­роков (S121); 2. Соблюдение требований агротехники (S122); 3. Полнота выполнения сельхозработ (S123); 4. Соблюдение требований агроэколо­гии (S124);

1.Соответствие структуры МТП технологии работ (S131); 2.Совместимость с СХМ (S132); 3. Преемственность (S133); 4.Обеспеченность технологической документацией (S134); 5.Приспособленность к технологическому обслуживанию (S135);

1. Технологические комплексы (S141); 2. Уборочно-транспортные отряды (S142); 3. Механизированные отряды (S143); 4. Механизированные звенья (S144); 5. Тракторные бригады (S145);

1. Внутрихозяйственные дороги без покры­тия (S1Внутрихозяйственные дороги с частичным асфальтовым покрытием (S1Дороги районного значения (S1До­роги областного значения (S1Дороги федерального значения (S155)

Продолжение табл.1

Уровни дерева целей

1

2

3

S2. Уровень технической эксплуатации (Утэ)

1.Организация ТО и качество его проведения (S21)

2.Качество выполнения ремонта (S22);

3. Организация нефтехозяйства и качество ГСМ (S2З);

4. Средний разряд исполнителей (S24);

5. Организация и качество хранения машин (S25);

1. Полнота выполнения операций ТО (S211); 2. Наличие оборудования для ТО и диагностирования (S212); 3. Соблюдение сроков ТО (S213); 4. Состав исполнителей (S214); 5. Организационная форма ТО (S215).

1. Качество запасных частей (S221); 2. Качество средств ремонта (S222); 3. Качество разборочно-сборочных операций (S223); 4. Качество обкатки (S224); 5. Качество моечно-дефектовочных операций (S225).

1.Организация хранения топлива (S2З1); 2.Контроль качества ГСМ (S2З2); 3. Соответствие сортамента при­меняемого топлива условиям эксплуатации (S2З3); 4. Соответствие сортамента применяемого масла условиям эксплуатации (S2З4); 5. Способ заправки ГСМ (S2З5);

1. 6 (S241);S242);S243);S244);S245);

1.Условия хранении (S251); 2.Длитель­ность хранения за год без консервации (S252); 3.Соблюдение правил хранения (S253); 4.Состояние материальной базы хранения (S254); 5.Проведение ТО в период хранения (S255);

S3. Уровень производственных ресурсов (Упр)

1. Уровень ремонтно-обслуживающей базы (S31)

2. Технологическая база (S32)

3. Уровень материально-технического снабжения (S3З)

4.Уровень маркетинговых исследований (S34).

5. Уровень доходов с/х товаропроизводителей (S35)

6. Плотность и рациональное размещение предприятий (S36)

1. Обеспеченность ремонтны­ми мастерскими (S311); 2. Обеспеченность пунктами ТО и диагностики (S312); 3. Обеспеченность машинным двором (S313); 4.Наличие гаражей и теплых стоянок (S314); 5.Обеспеченность нефтехозяйством (S315)

1. Металлорежущие станки и инструменты (S321); 2. Контрольно-испытательные стенды (S322); 3. Моечные и очистные установки (S323); 4. Подъемно-транспортное оборудование (S324); 5. Вспомогательное оборудование (S325)

1.Нормы потребности в материальных средствах (S3З1); 2.Источники поступление материальных средств (S3З2); 3. Уровень складского хозяйства (S3З3); 4. Обменный фонд (S3З4); 5.Оперативность материально-технического снабжения (S3З5);

1.Определение спроса на производимую продукцию (S351); 2. Прогнозирование условий реализа­ции продукции (S352); 3. Реклама (S353); 4. Планирование (S354); 5. Стратегия деятельности (S355)

1. Низкая себестоимость работ (S361); 2. Высокие урожаи (S362); 3. Занятость населения (S363); 4. Налоговая политика (S364); 5. Инвестиции (S365)

1. Расстояние перевозок ремонтных объектов (S361); 2. Количество ремонтируемых машин (S362); 3. Программа ремонтного предприятия (S363); 4. Количество трудовых ресурсов (S364).

S4. Уровень влияния человека (Упк)

1. Уровень теоретической подготовки (S41);

2. Уровень практической подготовки (S42);

3.Уровень квалификации механизатора (S43);

4. Уровень производственной дисциплины (S44);

1. Знание конструкций тракторов, автомобилей и СХМ (S411); 2. Знание организационных основ технологии производства полевых механизированных работ и агротехники (S412); 3. Знание организации ТО и ремонта машин (S413); 4. Знание правил хранения сельскохозяйственной техники (S414); 5. Знание основ организации и управления производством (S415);

1.Качество выполнения операций ТО и ремонта машин (S421); 2.Качество выполнения полевых механизированных работ (S422); 3. Качество подготовки машин и орудий (S423); 4. Качество подготовки полей (S424); 5.Знание и соблюдение правил безопасности труда (S425);

1.Образование (S431); 2. Опыт (S432); 3. Классность (S433); 4. Возраст (S434);

1. Дисциплина труда (S441); 2.Исполнительность (S442); 3.Добросовестность (S443); 4.Хозяйственность (S444);

S5. Влияние среды (Уср)

1. Климат (температура и влажность воздуха и почвы) (S51);

2. Осадки (S52);

3. Особенности полей (S53);

4. Тип и физико-механические свойства почвы (S54);

5. Продолжительность безморозного периода (S55);

1.Близость тропиков (S511); 2. Близость больших водоемов (S512); 3. среднемесячная температура воздуха (S513);

1. Превышают среднемесячный уровень агротехнической потребности (S521); 2. Соответствуют среднемесячному уровню (S522); 3. Ниже среднемесячного уровня (S523); 4. Снегозадержание (S524);

1. Засоренность пнями, наличие других препятствий (S531); 2. Размеры участков (S532); 3. Длина гона (S533); 4. Угол склона (S534);

1. Механический состав почвы (S541); 2. Удельное сопротивление почвы (S542); 3. Твердость и другие особенности (S543);

1. Движение воздушных масс (S551); 2. Расположение над уровнем моря (S552); 3. Удаленность от моря (S553); 4. Рельеф (S554);

Приведенные показатели определяют основные свойства машин при выполнении заданных функций в рассматриваемых условиях эксплуатации, обладают возможностью их оценки расчетно-аналитическим путем и по статистическим данным, обеспечивают возможность их использования для установления параметров, составляющими которых они являются. Частные показатели характеризуют только один из признаков машины или МТА, комплексные (обобщенные) характеризуют более двух признаков и оценивают в целом производственно-техническую эксплуатацию МТП.

Выявленные фактические уровни обобщенных факторов свидетельствуют о негативных тенденциях в эксплуатации машинно-тракторного парка сельских товаропроизводителей связанных главным образом с отсутствием современной отечественной высокопроизводительной сельскохозяйственной техники, высокими ценами на новые машины и материалы, слабой службой инженерного маркетинга, низкой квалификацией механизаторов и службы сервиса и т. д.

Как видно из диаграммы на рисунке 7 в хозяйствах низкие оценки потребительских свойств МТП. Значения коэффициентов ранговой корреляции показали наличие корреляционной связи между факторами производственной и технической эксплуатации. Влияние этих факторов на потребительские свойства МТП в первом приближении оказалось больше, чем влияние факторов производственных ресурсов. Анализ единичных показателей эксплуатации показал, что потребительские ка­чества МТП проявляются, прежде всего, при его безотказном использовании по назначению и могут быть оценены степенью удовлетворения потребностей сельхозтоваропроизводителей на выполнение сельскохозяйственных работ и получение высоких конечных результатов. Наиболее значимыми факторами, влияющими на потребительские свойства МТП, являются качество сельхозработ, производите­льность машин и их техническое состояние.

Рисунок 7 - Оценки обобщенных факторов ПТЭ

Влияние ремонтно-обслуживаю­щей базы хозяйств некоторые эксперты поставили на второе место после мате­риально-технического снабжения, объясняя это неоправданными затратами средств на содержание базы при сопоставимо низких ценах на услуги МТС.

Оценка связи параметров системы технического сервиса с основными производст­венными характеристиками машин позволяет установить наличие связи между затратами на ТО и ремонт машинно-тракторного парка и уровнем его производственно-технической эксплуатации. Самая высокая годовая выработка, сменная и дневная производительность в группе, которая включает МТП машинно-технологических станций. Ремонтно-обслуживающие воздействия в этой группе машин отличались полнотой проведения регламентных видов работ.

Суммарные затраты на производственно-техническую эксплуатацию в общественных хозяйствах в расчете на 1 усл. га находятся в пределах от 860 до 1250 руб.; при этом около 87 % тракторов ежегодно подлежат ремонту и обслуживанию, а персонал механизаторов и ремонтников – обучению и повышению профессиональных навыков использования машин по назначению. Количество ремонтно-обслуживающих воздействий и затраты на производственно-техническую эксплуатацию существенно влияют на показатели производительности машинно-тракторных агрегатов. В исследуемой совокупности объектов имеются высоко обеспеченные техникой хозяйства и недостаточно оснащенные. Некоторый рост производительности тракторов в группе общественных хозяйств вместе с высокими затратами на ремонт можно объяснить тем, что в этих хозяйствах низка годовая занятость тракторов при высокой обеспеченности техникой в расчете на 100 га земли в обработке. Затраты на ремонт и обслуживание тракторов имеют наибольшее значение в группе общественных хозяйств, а наименьшее — в группе личных подсобных хозяйств (от 250 до 900 руб. на 1 усл. га). Наблюдается также тенденция увеличения дневной производительности тракторов по группам при улучшении организации процессов обслуживания. Если в группе личных подсобных хозяйств этот показатель не имеет четко выраженной тенденции к росту, то в группе МТС дневная производительность агрегатов возрастает в среднем с 8,29 до 8,87 усл. га при повышении уровня эксплуатации на 30%. Это указывает на тесную зависимость анализируемых признаков с регулярностью и качеством проведения ремонтно-обслуживающих мероприятий. Более низкие затраты сочетаются с низкой потребностью в ремонтах вследствие отсутствия финансовых возможностей в приобретении запасных частей и т. д.

В ходе экспериментов было также установлено, что уровень производственно-технической эксплуатации тесно связан с показателями надежности и эксплуатационными показателями МТА. Статистические характеристики безотказности (рис.8) и ремонтопригодности (рис.9) агрегатов при установившемся режиме эксплуатации с повышением Уптэ изменяются, уменьшая (рис.10) параметр потока эксплуатационных отказов и увеличивая вероятность появления сложных отказов, трудоемкость устранения которых возрастает (рис.11).

Это связано с увеличением доли сложных отказов у старой техники, на устранение которых требуются более длительные и дорогостоящие ремонтно-обслуживающие воздействия. В условиях АПК Байкальского региона, где неразвита инфраструктура технического сервиса, такое положение создает тупиковую ситуацию, выход из которой владельцы машин находят либо в самообслуживании, либо в прекращении машиноиспользования.

Рисунок 9 - Плотность распределения времени восстановления работоспособности посевного агрегата МТЗ-1221+ 3 СЗ-3,6
 

Рисунок 8 - Плотность распределения на­работки между отказами f(t) и вероятнос-

ти отказа F(t) посевного агрегата МТЗ-1221+ 3 СЗ-3,6
 

В группе личных подсобных хозяйств, где средняя годовая выработка составляла 130 усл. га, повышение уровня использования тракторов сопровождалось повышением затрат на техническое обслуживание и ремонт на 430 руб. / у. э.га. В этой группе эксплуатируются в основном сильно изношенные машины, повышение уровня эксплуатации которых к желаемым результатам не приводит.

Рисунок 10 - Зависимость параметра потока отказов (ω) от уровня производственно-технической эксплуатации (УПТЭ)

 

Рисунок 11 - Изменение трудоемкости устранения простоев МТА по техническим (Тт) и организационным (То) причинам с увеличением среднегодовой нагрузки
 

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3