Раздел 2. Стратегия и структура систем эксплуатации, технического обслуживания и ремонта обо­рудования и их оптимизация (стр. 5 )

Общая трудоемкость ТОР при данной стратегии ниже, чем при стратегии "по времени". Очевидно, что стратегии "по ресурсу" наиболее целесообразны для оборудования, работающего в стационарных режимах и мало изменяю­щихся условиях эксплуатации.

Стратегия «по отказу» (рис.25в)

Применяется при отсутствии планового предупреди­тельного ремонта и является эффективной для элементов, у которых параметр потока отказов ω(t) = const, т. е.

», ч-1

где n(t) и n ּ(t + Δ t) – соответственно число отказов эле­ментов к моментам времени t и t + Δ t.

Ситуация, когда ω(t) = const, означает что вероятность безопасной работы не характеризуется износом или ста­рением элемента, а закон распределения наработки на отказ экспоненциальный, который отражает случайные значения времени наработки на отказ tно, определяемое внезапным отказом. То есть в этом случае P(t) не может служить основой для прогнозирования технического со­стояния элемента и определением времени проведения его плановой замены.

Примерами подобных отказов являются: порыв тяго­вой цепи, поломка зубьев рейки БСП, повреждение сило­вого кабеля, сгорание плавкой вставки автомата и др. В этих случаях плановые замены не устраняют случайного отказа, но могут привести к потере в добыче и к времен­ному снижению надежности элемента за счет режима "приработки", при которых ω(t) практически всегда уве­личивается.

При данной стратегии необходимо весьма строго соблю­дать плановый режим работ по ТОР, уделяя особое вни­мание ремонтным осмотрам.

Стратегия «по числу отказов» (рис.25г)

Применяется в системах, в которых накопление отказов приводит к существенному изменению ее качества, не­смотря на выполнение восстановления. Графически ре­жим данной стратегии представлен на рис.25г, где допу­стимое число отказов не зависит от времени наработки на отказ τр. Стратегия обычно реализуется в устройст­вах систем электроснабжения и автоматики. В этих сис­темах также может приниматься стратегия "плановых проверок" (рис.25д) с плановой заменой элемента при nn-ной проверке (на рис. nn = 2) при ее работе в дежур­ном режиме (Д). Если в процессе дежурного контроля обнаружен отказ (τa), то время очередной плановой за­мены τр отсчитывается от момента отказа и замены τa.

Стратегия «по параметру»

Является наиболее эффективной и может обеспечить безопасную работу системы при наличии необходимых средств диагностики технического состояния, необходи­мом и достаточном количестве контролируемых парамет­ров и обоснованном диапазоне их изменения. Замена эле­ментов (период τ3) производится по достижении контро­лируемым параметром границ допустимого диапазона его изменений. Стратегия предполагает непрерывный или ди­скретный контроль данного параметра.

Графически система представлена на трех графиках рис. 25е, e1, е2. Время замены τ3 (рис.25е) наступает при достижении амплитуды вибрации A(t) (корпуса подшип­ника, кресла машиниста и др.) (рис.25е1) максимально допустимой величины A(t)max, или допустимых значений Ртах и Pmin (рис.25е2) - величины давления в предохра­нительном клапане гидростойки крепи или гидродомкрата при величине настройки предохранительного клапана Рпр. к.

Стратегия «по результатам осмотра»

Эта стратегия широко используется в системе ППР при проведении всех видов работ по ТОР и может быть достаточно эффективной при наличии определенных нор­мативных контрольных признаков, определяющих техни­ческое состояние оборудования. Эффективность страте­гии высока в том случае, если вероятность отказов в пе­риод между осмотрами близка к нулю.

Однако, сложность сборки и разборки узлов ГШО, отсутствие средств безразборной диагностики, отсутствие нормативных признаков и критериев предельных состоя­ний элементов значительно снижают ее эффективность.

Поэтому важнейшей задачей для повышения эффек­тивности ТОР при любой стратегии замены элементов является разработка нормативных признаков и средств диагностики технического состояния ГШО.

2.6. Целевая функция технического обслуживания и ремонта

Целевая функция технического обслуживания и ре­монта оборудования в процессе его эксплуатации по на­значению позволяет обоснованно выбрать основные по­казатели цели ТОР, которые должны обеспечить необхо­димый уровень требований, предъявляемых к оборудова­нию.

В соответствии со структурой технических требова­ний мы можем выразить целевую функцию ТОР через основные показатели трех групп требований.

Первая группа - показатели надежности и эффектив­ности:

­  вероятность безотказной работы - P(t);

­  коэффициент готовности - кг;

­  коэффициент оперативной готовности - ког;

­  параметр потока отказов - ω(t);

­  производительность - Q(t);

­  удельные эксплуатационные затраты - Суд.

Вторая группа - показатели качества системы ТОР:

­  коэффициент технического использования обору­дования - кти

­  трудоемкость работ по ТОР - Тр;

­  удельные эксплуатационные затраты на ТОР - Суд. р.

Третья группа - показатели безопасности и условий труда:

­  вероятность безопасной работы - Pб(t);

­  показатели уровня вибрации, шума и др. - кi.

Принимая некоторые усредненные условия эксплуа­тации оборудования и уровня организации и качества работ, можно считать, что все показатели, определяющие целевую функцию зависят от полноты объемов (трудоем­кости) проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту – Ттор.

Следует отметить, что в данном случае трудоемкость работ по ТОР (в часах, чел.-часах) является качественной функцией, т. е. с увеличением Ттор происходит качествен­ное изменение показателей целевой функции.

В этом случае мы можем записать целевую функцию в виде выражения:

Но в то же время трудоемкость работ Ттор также является многофакторной функцией и в общем случае может быть представлена в виде:

(107)

где – базовая трудоемкость работ по ТОР при заданной целевой функции ;

ктс – коэффициент технического состояния оборудования на момент проведения ТОР;

кк – коэффициент уровня квалификации пер­сонала, проводящего ТОР;

кту – коэффициент уровня технической осна­щенности работ по ТОР;

кэ – коэффициент условий эксплуатации;

кор – коэффициент уровня организации работ.

Очевидно, что оптимизировать целевую функцию Ртор по всем показателям мы можем в том случае, если выполним условия:

Для качественного анализа модели целевой функции, представленной выражением 106, рассмотрим характер зависимости отдельных показателей от трудоемкости ра­бот по техническому обслуживанию и ремонту оборудо­вания. Эти зависимости представлены на рисунке 26.

Рассмотрение этих зависимостей показывает, что увеличение времени Ттор для показателей надежности P(t), кг, ω(t) до значения времени обеспечивает рост этих показателей, т. е. идет процесс оптимизации целевой функции по этим показателям.

Но с момента наступает стабилизация этих по­казателей и дальнейшее увеличение времени на проведе­ние ТОР приведет только к снижению производительно­сти, объема добычи, темпов проходки за счет увеличения затрат времени на ТОР без роста соответствующих пока­зателей.

Для показателей Q(t), суд, кти, Суд. р, кi существует оп­тимальные значения времени Ттор, при которых обеспе­чиваются соответственно максимальные или минималь­ные значения данных показателей, при которых достига­ется оптимизация целевой функции.

На графике Tp=f(Tmop) рациональная величина принимается при достижении трудоемкости, соответствующей полному объему работ по требованиям це­левой функции и всех нормативных документов.

Для показателя Pб(t) увеличение времени Ттор будет обеспечивать рост данного показателя с асимптоматическим приближением к величине Pб(t) = 1,0. Но, безуслов­но, величина Pб(t) определяется нормативными докумен­тами по уровню вероятности безопасности.