Производство 

Показатели надежности сельскохозяйственной техники. Методы математического моделирования в экономической оценке надежности сельскохозяйственной техники чернов михаил юрьевич. Достижение высокого ресурса сельскохозяйственной техники является главной задаче

Существует несколько секретов и правил, знание которых поможет каждому сельхозпроизводителю сохранить работоспособность своих аграрных машин на длительно время

Эффeктивнaя экcплуaтaция ceльcкoxoзяйcтвeннoй тexники зaвиcит от множества факторов: длительности нагрузок и простоев, условий использования, paциoнaльнoй opгaнизaции тexничecкoгo cepвиca аграрных машин. Специалисты одного казахского научного учреждения дали специальные рекомендации, направленные нa повышение уровня надежности и увeличeниe пpoизвoдитeльнocти энepгoнacыщeнныx тpaктopoв в три-четыре paзa в условиях Северного Казахстана и территорий России со схожими климатическими условиями.
БЕЗОТКАЗНЫЕ ПОМОЩНИКИ
Пocтoяннaя и тщaтeльнaя пpoвepкa тexничecкoгo cocтoяния, oбкaткa, нacтpoйкa аграрных мaшин и оборудования пepeд выeздoм в пoлe и в xoдe paбoт в oптимaльныe aгpoтexничecкиe cpoки гapaнтиpуют пoвышeниe уpoжaйнocти вoздeлывaeмыx культуp нa 15 процентов и бoлee. Соблюдение этих правил позволяет увeличить cмeнную пpoизвoдитeльнocть нa 10-12 процентов, умeньшить pacxoд тoпливa нa 5-8 процентов и coкpaтить пpocтoи aгpeгaтoв пo тexничecким пpичинaм пpимepнo нa 20 процентов.
Уровень надежности сельскохозяйственной техники определяет величину затрат на поддержание ее в работоспособном состоянии. Эти расходы обычно составляют значительную часть — до 15-21 процента себестоимости механизированного обслуживания. От надежности зависят годовая наработка тракторов, продолжительность их простоев в пиковые периоды, приводящих к потере урожая, и эффективность использования машин в целом. Этот фактор влияет на выбор аграриев в пользу той или иной техники, в результате чего складывается определенное соотношение количества тракторов отечественного и иностранного производства на территории Казахстана. По данным МСХ страны, машины компании John Deere занимают 41,3 процента рынка, Bühler — 28,3 процента, Case — 16,5 процента, Challenger — 2,8 процента, Foton — 2,8 процента, New Holland — 2,1 процента, и Claas — 1,4 процента. Из 2 051 единицы тракторов из дальнего зарубежья в северный регион поставляется 86,2 процента, южный — 8,76 процента, западный — 2,96 процента, восточный — 0,96 процента, и центральный — 1,12 процента. МТЗ занимает 46,8 процента от общего числа поставок, «Киpoвeц» — 11 процентов, и ЮМЗ — 4,4 процента.
ВЕТРА КАЗАХСТАНА
На использование техники и ее безотказность большое влияние оказывают климатические условия местности, где эта машина эксплуатируется. Площадь Северного Казахстана составляет 123 тыс. кв. км. Почвенный рельеф в основном представлен открытой равниной, что позволяет создавать поля довольно крупных размеров в пределах 300—500 га. Расстояние внутрихозяйственных перевозок 5-20 км, перевозок товарной продукции — 20-50 км. Все это дает возможность с наибольшим эффектом применять в этой зоне на сельскохозяйственных работах энергонасыщенные тракторы. Особенностями территории являются засушливость климата и сильные ветра, которые вызывают ветровую эрозию почвы. Разрушению в первую очередь подвергаются грунты легкого гранулометрического состава. По информационным данным, в Северном Казахстане от общей площади пашни 20,5 млн га около 13,53 млн га составляют подверженные эрозии пригодные к пахоте земли.
Одной из причин экологического неблагополучия данного региона стала сильная распаханность. На территории страны это явление более характерно для северной и западной частей, что объясняется благоприятными на этих территориях условиями для земледелия. Для предотвращения ветрового разрушения широкое распространение в данной зоне нашла безотвальная обработка почвы с сохранением на ее поверхности стерни. Кроме предохранения от эрозии такой метод способствует накоплению снега, что позволяет лучше задерживать влагу в грунте.
БЕЗ НАДЕЖНОСТИ НИКУДА
Специалисты выделяют несколько факторов, влияющих на безотказность тракторов. Среди основных обозначаются: уровень конструктивной проработки, качество изготовления, условия эксплуатации, техническое обслуживание, ремонт, диагностика, квалифицированные механизаторы. Именно эти характеристики в наибольшей степени воздействуют на показатели безотказности энергонасыщенных тракторов. Отказы техники наносят значительные убытки сельскохозяйственному производству и являются одной из причин увеличения сроков полевых работ.
Управлять показателями безотказности можно с помощью организации ряда технических мероприятий и устранения самых сложных поломок техники за счет сезонного ремонта. Повышать уровень надежности возможно при использовании современного оборудования и технологий. При соблюдении этих правил улучшаются параметры готовности аграрных машин и тракторов, увеличивается их производительность. За счет сезонного ремонта — в период начала и конца его функционирования — уровень технического сервиса увеличивается с начальной величиныдо конечной. В это время выполняется ресурсное диагностирование, которое позволяет определять техническое состояние основных узлов и агрегатов тракторов, вычисляется остаточный ресурс основных составных частей.
СЕКРЕТЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Перед проведением различных работ аграриям следует знать их полный объем. Для восстановления ресурса осуществляются определенные ремонтные воздействия. Далее проводятся более сложные виды обслуживания: для тракторов — ТО-1, для сложных сельскохозяйственных машин — ТО-2. Затем техника работает, и уровень ее состояния понижается. Перед началом любых сельхозработ необходимо проводить комплекс ремонтно-обслуживающих воздействий. В этот период осуществляется заявочное диагностирование, техническое обслуживание в виде ТО-2, устраняются выявленные последствия отказов. За счет этого уровень технического состояния возрастает. Однако во время основных механизированных работпоказатель понижается до конечной точки основного технического сервиса. Шаг снижения минимален за счет создания рациональной службы ТО и УПО. В итоге из-за сезонных ремонтных работ и комплекса обслуживающих воздействий перед началом аграрной деятельности уровень технического состояния машин резкими темпами увеличивается. Также пропорционально этому возрастают показатели готовности и надежности трактора, повышается производительность сельскохозяйственных агрегатов. После рациональных ремонтно-обслуживающих действий применительно к периоду механизированных работ предоставляется возможность реализовать их в годовом цикле использования техники. Более важными этапами являются посев и уборка сельскохозяйственных культур.
ЛЕГКАЯ ДИАГНОСТИКА
Основная задача обслуживания тракторов заключается в сокращении времени простоев по техническим причинам и повышении их производительности. Наиболее распространенные показатели безотказности — средняя наработка на отказ и количество аварий, а также вероятность работы без поломок.
Наработка на отказ — технический параметр, характеризующий надежность восстанавливаемого устройства. В процессе всего срока службы может происходить много поломок, что постепенно ведет к старению техники. Годностью тракторов называют относительную способность выполнять свои функции в оптимальные сроки и соответствовать качеству в пределах допустимых отклонений. Техническое диагностирование — определение состояния объекта — составная часть ТО. Его основные задачи — обеспечение безопасности, функциональной надежности и эффективности работы аграрной машины, а также сокращение затрат на технический уход и уменьшение потерь от простоев в результате отказов и преждевременных ремонтов.
Для проведения диагностических работ существуют передвижные и переносные средства технического обслуживания. Некоторые из них, например комплект КИ-13896М, предназначены для проверки агрегатов в целях оперативного определения состояния по основным выходным параметрам. Прибор, входящий в состав подобного оборудования, относится к области машиностроения, а именно к устройствам для проверки и контроля непроницаемости впускного воздушного тракта в двигателях внутреннего сгорания. Отсутствие герметичности устанавливается по наличию мыльных пузырьков. Данный способ позволяет снизить трудоемкость, упростить исследование и достичь большей эффективности за счет одномоментного определения всех мест негерметичности.

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

240 руб. | 75 грн. | 3,75 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Чернов Михаил Юрьевич. Методы математического моделирования в экономической оценке надежности сельскохозяйственной техники: Дис. ... канд. экон. наук: 08.00.13: Иваново, 2001 174 c. РГБ ОД, 61:02-8/1086-0

Введение

1. Состояние технической оснащенности сельскохозяйственного производства в условиях перехода к рыночным условиям хозяйствования 11

1.1. Экономическая оценка финансового и материально - технического состояния сельскохозяйственных предприятий в пореформенный период 11

1.2. Надежность сельскохозяйственной техники как фактор экономической эффективности 21

1.3. Существующие подходы к оценке экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники 29

1.4. Роль методов экономико-математического моделирования в управлении надежностью сельскохозяйственной техники 35

2. Математическая модель экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники 45

2.1. Структурная модель принятия решения по оптимальному использованию машинно-тракторного парка хозяйства с учетом технико-экономических показателей и показателей надежности техники 45

2.2. Экономическая постановка задачи и блоки экономико-математической модели 54

2.3. Математическая модель оптимальной загрузки сельскохозяйственной техники с учетом показателей надежности 59

2.4. Информационная база 69

2.5. Автоматизированный банк данных машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия 76

2.6. Информационная технология анализа надежности сельскохозяйственной техники в системе планово-экономических расчетов 85

3. Применение методики экономико-математического моделирования в перспективной оценке использования сельскохозяйственной техники в районе 89

3.1. Характеристика объекта 89

3.2. Развернутая модель экономической оценки надежности техники 91

3.3. Результаты экспериментальных расчетов 99

Выводы 125

Литература 127

Приложение

Введение к работе

Актуальность темы исследования. Экономический кризис, охвативший все отрасли народного хозяйства России при переходе к рыночной экономике, самым серьезным образом затронул агропромышленный комплекс. Наблюдается значительный спад производства по выпуску тракторов, автомобилей, комбайнов и другой сложной сельскохозяйственной техники.

Наряду с этим, из-за недостаточного финансирования даже крупные сельскохозяйственные предприятия не в состоянии приобрести новую технику. Поэтому, особенно важно уделять внимание правильному управлению и планированию производственного процесса, ибо предвидение ситуации, зачастую, колоссально влияет на доход предприятия в целом.

В сельскохозяйственном производстве одним из вопросов планирования является вопрос формирования машинно-тракторного парка. При этом необходимо использовать имеющуюся технику таким образом, чтобы сельскохозяйственное предприятие выполняло весь запланированный объем работ с минимальными эксплуатационными затратами, затратами на ремонт и техническое обслуживание. Это будет способствовать достижению более высокой эффективности использования машин, оборудования, материальных и финансовых ресурсов, экономии рабочего времени, сырья, топлива и энергии. Следовательно, просто необходимо в каждом хозяйстве, с определенной вероятностью, знать возможное количество отказов, которое может произойти с каждой единицей техники и, тем самым, планировать оптимальное количество средств на эксплуатацию и ремонт машин. Такая оценка позволит предвидеть возможные перерывы в работе оборудования, нарушающие эффективный ход производственного процесса, а также увеличит полезный фонд времени и выпуск продукции.

Так как основополагающую роль в экономической эффективности всего хозяйства в целом играет надежность техники (неисправности машин влекут за собой увеличение числа простоев, тем самым сильно снижая доходы сельскохозяйственного производства), то ее прогнозирование с помощью математического моделирования, теории вероятности и математической статистики позволит выявить не только слабые места в организации производства, технологии обслуживания, но и снизить общие затраты. При этом особенно важно уделять внимание правильной эксплуатации и своевременному ремонту техники, что повысит работоспособность изделий и, тем самым, снизит непредвиденные перерывы в работе техники.

Рост надежности и увеличение долговечности приведет к более высокой производительности машин или к увеличению общего объема их полезности. В этой связи появляется возможность расширить рамки производительности при том же количестве применяемых единиц оборудования и комплектующих изделий, что особенно актуально в настоящее время, из-за бедственного положения в хозяйствах и на предприятиях, где практически нет средств для приобретения новой техники.

В любом случае необходимо, чтобы затраты на эксплуатацию техники могли гарантировать рентабельность сельскохозяйственного производства. Поэтому каждый руководитель, с определенной вероятностью, обязан знать, в каком состоянии находятся машины, какова их надежность, и на основе данных о качестве машин распределять имеющуюся технику по видам работ. Все это послужило основанием для проведения исследования и разработки концепции и элементов стохастического инструментария оптимального адаптивного планирования использования парка сельскохозяйственных машин.

Объект исследования и цель работы. Объектом исследования является изучение проблем экономической эффективности использования машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия или межхозяйственной машинно-тракторной службы с учетом показателей надежности техники.

Значительным вкладом в разработку данного круга вопросов являются работы Канторовича Л. В., Юдина Д. Б., Ермольева Ю. М., Ястремского А. И., Гатаулина А. М, Кардаша В. А.

Предметом исследования служит адаптивное планирование использования машинно-тракторного парка в случайной среде.

Цель настоящей работы: на основе методов стохастической оптимизации, системного анализа, объектно-ориентированного проектирования и экономико-математического моделирования разработать стохастическую модель оптимизации использования имеющейся техники путем ее рационального распределения по видам сельскохозяйственных работ с учетом показателей надежности машин; разработать алгоритм и технологию решения; разрабо-тать программный инструментарии в виде электронного банка данных для накопления, формирования и обработки информации.

Работа выполнена в рамках плана НИР Ивановской государственной сельскохозяйственной академии на 1996 - 2000 гг. по теме: "Повышение эффективности аграрного производства в новых условиях хозяйствования", № гос. per. 01.960.005904, тема утверждена ученым советом 21.12.1995.

Научная новизна исследования. 1. Предложена оригинальная постановка стохастических моделей.

применительно к парку машин сельскохозяйственного предприятия, использующих общую структуру стохастических моделей с усредненными и вероятностными ограничениями.

2. Разработана объектно-ориентированная база данных для накопления, обработки и вывода информации по показателям надежности сельскохозяйственной техники включающая в свой состав следующие модули: модуль анализа надежности наличной техники; модуль планирования загрузки наличной техники по видам работ в установленные агротехнические сроки; модуль расчета графиков ремонтов, технических обслуживании тракторов, автомобилей, комбайнов.

Практическая значимость работы. Разработанная стохастическая модель позволяет повышать эффективность функционирования сельскохозяйственного предприятия, машинно-технологической службы за счет оптимального использования имеющейся техники по видам работ с учетом показателей надежности, тем самым оптимально распределяя нагрузку, снижая расход запасных деталей и узлов, простой техники из-за неисправностей, что подтверждается конкретными расчетами на материале наиболее перспективных хозяйств Ивановской области, совхоза "Петровский", колхоза имени Дзержинского и МУП Таврилово-Посадский".

Разработанный программный инструментарий позволит специалиеіач хозяйства проигрывать различные ситуации па предложенной модели і . режиме диалога с ПЭВМ, вести учет отказов сельскохозяйственной ісхпикн рассчитывать и анализировать показатели ее надежности.

Апробация работы. Основные положения диссеріациопной раГнчы ю-ложены и обсуждены:

На научно-практической конференции "Актуальные проблемы науки в сельскохозяйственном производстве" в Ивановской ГСХА, г. Иваново 1997 г.;

на III Международной электронной научной конференции "Современные проблемы информатизации" в Воронежском педагогическом университете, г. Воронеж, 1998 г.;

на Международной научно-практической конференции "Стабилизация аграрного сектора России" в СПГАУ, г. Санкт-Петербург, 1999 г.;

IV Всероссийском симпозиуме "Математическое моделирование и компьютерные технологии" в Кисловодском институте экономики и права, г. Кисловодск, 2000 г.;

на научно-практической конференции посвященной 70-летию Ивановской ГСХА, г. Иваново, 2000 г.

В первой главе дается анализ состояния технической оснащенности сельскохозяйственного производства в условиях перехода к рыночным условиям хозяйствования, рассмотрены существующие подходы к оценке экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники, а также рассмотрена роль методов экономико-математического моделирования в управлении надежностью сельскохозяйственной техники.

Во второй главе дается содержательная и математическая постановка задачи моделирования, а также структурная модель основных взаимосвязей факторов надежности и технико-экономических характеристик сельскохо зяйственнои техники, рассматривается структура автоматизированного банка данных машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия, излагается информационная технология оптимального использования машин и анализа надежности сельскохозяйственной техники в системе планово-экономических расчетов.

В третьей главе приведена развернутая модель оптимального использования техники с учетом показателей надежности и представлены результаты экспериментальных расчетов и их экономический анализ на материале совхоза "Петровский", колхоза имени Дзержинского и МУП Таврилово-Посадский" Гаврилово-Посадского района Ивановской области на 2000 год.

В приложении работы собраны материалы по проведенному исследованию, предложены укрупненные блок-схемы алгоритмов подпрограмм функциональной части автоматизированного банка данных, результаты анализа предложенной стохастической модели.

Надежность сельскохозяйственной техники как фактор экономической эффективности

Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования .

Для характеристики уровня производительности общественного труда показатели надежности и долговечности являются не менее важными, чем показатели объема выработки продукции . Анализ динамики производительности общественного труда является более правильным, если он охватывает одновременно как количественные, так и качественные изменения, происходящие в экономике. Игнорирование свойств качества изделий, в частности характеристик их надежности и долговечности, приводит к ошибочному, завышенному представлению о фактическом уровне производительности общественного труда и факторах его роста .

Недостаточное внимание к качеству в целом или к отдельным ее свойствам обычно приводит к отрицательным экономическим последствиям . Отрицательные экономические последствия выражаются в том, что в результате ухудшения тех или иных свойств при эксплуатации техники расходуется большее количество труда и средств, чем это необходимо, а именно: ненадежные и недолговечные изделия чаще выходят из строя и дольше простаивают в ремонтах, поэтому полезный фонд времени их использования сокращается. Для его восстановления или увеличения при данном уровне надежности имеется единственный путь - увеличение количества изделий, находящихся в эксплуатации, а это приводит к вынужденным вложениям денежных средств; увеличиваются ремонтные фонды; общественный труд, вложенный в технику находящуюся в ремонте, на период ремонта выключается из процесса производительного функционирования; растет численность персонала, расходы на топливо и энергию, оснащение эксплуатирующих организаций дополнительным количеством технических средств обслуживания и ремонта; возникают непредвиденные перерывы в работе техники и оборудования, нарушающие запланированный ход производственного процесса, изменяются агротехнические сроки проведения сельскохозяйственных работ, сокращается полезный фонд времени, снижается выпуск продукции.

Положение усугубляется случайным характером отказов. Они возникают неожиданно, их характер и последствия неизвестны, а это вносит элемент неопределенности, лишает возможности подготовиться к такого рода остановкам производственных процессов. Все это приводит к тому, что перерывы в работе наносят ущерб, в большинстве случаев значительно превосхо дящий затраты на устранение отказов .

В свою очередь, повышение надежности и увеличение долговечности прежде всего создают уверенность в работоспособности изделий, а это приводит к расширению выпуска продукции и росту объема реализации .

Рост надежности и долговечности повышают производительность машин или увеличивают их общий объем полезности за время применения и использования. Следовательно, появляется возможность расширить рамки удовлетворения потребностей при том же количестве применяемых машин или, если нет необходимости увеличивать объем потребности, уменьшить общее количество техники, нужной для ее удовлетворения .

В связи с улучшением рассматриваемых показателей качества сокращаются простои техники, увеличивается выпуск продукции, снижаются расходы по устранению неисправностей, сокращается ремонтный фонд и уменьшается ремонтная база .

Применение надежной и долговечной техники содействует повышению рентабельности производственных фондов. Текущие издержки производства, с повышением надежности и долговечности применяемой техники, транспортных средств и т.п. будет уменьшаться за счет сокращения: расходов на ремонт условно постоянной части эксплуатационных расходов.

Это вызовет при неизменных ценах увеличение получаемой предприятием прибыли .

В связи с повышением надежности и долговечности элементов основных производственных фондов сокращается необходимое их количество при заданном объеме производства, следовательно излишнюю их часть можно реализовать, что приведет к увеличению рентабельности производственных фондов.

Может сложиться такая ситуация, когда реализация излишней части основных производственных фондов не требуется, тогда высвободившуюся часть основных фондов можно использовать для увеличения объема продукции, что приведет к росту прибыли предприятия.

Надежность и долговечность оказывают влияние и на величину нормируемых оборотных средств. С увеличением надежности основных фондов уменьшается ряд составляющих нормируемых оборотных средств, например, запасных деталей и узлов, предназначенных для устранения отказов и ремонтов, соответственно уменьшатся запасы вспомогательных материалов.

В связи с сокращением непредвиденных перерывов в работе и простоев машин в ремонте ускоряется производственный процесс, сокращается цикл производства, а это ведет или к абсолютному, или относительному уменьшению объема незавершенного производства.

Существующие подходы к оценке экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники

Определение величины экономического эффекта при повышении надежности и долговечности сельскохозяйственной техники - одна из основных задач, решаемых при выполнении расчетов по экономической оценке соответствующих мероприятий и работ. По большому счету, повышение надежности машин, оборудования и приборов затрагивает, в первую очередь, экономику организаций, связанных с проектированием, изготовлением, эксплуатацией и ремонтом этих изделий .

Основными показателями технико-экономической эффективности управления надежностью машин служат: увеличение безотказности работы составных частей и машины в целом; повышение фактически используемого ресурса составных частей; увеличения коэффициента технической готовности машины; снижение суммарных удельных издержек на единицу наработки, связанных с техническим обслуживанием и ремонтом.

Снижение суммарных удельных издержек при этом рассматривается как обобщающий показатель управления надежностью. Суммарные издержки подсчитывают как сумму двух слагаемых. Первое слагаемое характеризует прямые затраты на устранение последствий отказов и предупредительное восстановление составных частей (заработная плата, стоимость запасных частей, материалов, транспортные расходы), а также непрерывные издержки, вызванные ухудшением состояния механизмов (увеличения расхода топлива, масла, электроэнергии). Второе слагаемое характеризует потери от простоя машины при устранении последствий отказов, от уменьшения ее производительности, убытки от нарушения агротехнических требований в связи с неисправным техническим состоянием машины . На рис. 1.4, согласно , представлены два случая возможных издержек в зависимости от изменения параметра (износа) элемента.

А - на устранение имевшего место отказа элемента 1 после наработки ч м (см. рис. 1.4. в), обусловленного изменением параметра до предельной величины ип в период между контролем;

В - на плановый контроль, измерение параметра технического состояния элемента в моменты 0,5Ґм, t M, І,5г"м, Ґм- и т.д. Так как в момент Ґм отклонение параметра элемента 2 меньше допускаемого, то предупредительные операции по доведению параметра до номинальной величины не проводятся;

С - на предупредительные операции. В связи с тем, что в момент Ґм изменение параметра элемента 2 больше допускаемого, дискретные

Дискретные издержки учитываются при определении допускаемых отклонений параметров и других показателей определенной группы элементов. К этой группе можно, например, отнести детали трансмиссий, предельные износы которых устанавливаются по техническим критериям .

Дискретный характер издержек, как правило, наблюдается, когда за отказом элемента, достижением его параметром состояние предельной величины следует выход из строя, поломка детали, сопряжения. При этом изменение параметров до предельной величины не оказывает существенного влияния на экономичность и качество технологического процесса.

В ряде случаев износ детали сопровождается непрерывным увеличением удельных эксплуатационных издержек или ухудшением качества выполненных машиной работ, то есть прогрессирующими затратами и потерями [ПО, 135].

Они наблюдаются, например, при износе рабочих органов, износе гильзо-поршневой группы двигателей, приводящем к повышенному расходу масла и другим потерям, при ухудшении работы масляных или воздушных фильтров, обусловливающим ускоренный износ деталей двигателя и другие. Непрерывные издержки имеют место в любой момент работы машины, и в сумме за длительное время могут быть весьма значительными и оказывать решающее значение на экономичность ее эксплуатации. Предельная величина параметра в этом случае устанавливается с целью не допустить снижение удельных издержек на эксплуатацию машин. Она может быть значительно ниже предельной величины параметра, установленной по техническому критерию.

На рис. 1.4 б) показано изменение удельных непрерывных издержек Si отказавшего элемента 1 и S2 элемента 2. Если функцию изменения удельных непрерывных издержек в зависимости от изменения параметра обозначить vj/, то непрерывные издержки за время t можно выразить интегралом [ПО]:

В реальной эксплуатации непрерывные издержки наблюдаются наряду с дискретными, поэтому в расчетах необходимо учитывать суммарную величину этих показателей, то есть дискретные и непрерывные издержки.

В свою очередь, издержки, связанные с устранением отказа, в общем виде определяются по формуле : где xi - трудоемкость устранения отказа (замены детали, регулировка сопряжения), ч; qi - средняя часовая тарифная ставка рабочего, занятого устранением отказа, руб.; Г] - коэффициент, учитывающий начисления на заработную плату и накладные расходы; Х2 - стоимость запасных частей, расходуемых при устранении отказа, руб.; q2 - стоимость ремонтных материалов, расходуемых при устранении отказа, руб.; Г2 - коэффициент учитывающий наценку на запасные части и ремонтные материалы;

Экономическая постановка задачи и блоки экономико-математической модели

Экономическая эффективность и качество машин должны быть оценены научно обоснованной системой показателей, которая необходима планирующим организациям для прогнозирования и разработки перспективного плана производства машин; конструкторским организациям при проектировании высокоэффективных машин; министерствам, ведомствам, промышленным и сельскохозяйственным предприятиям, производящим и использующим машины; организациям, занимающимся ремонтом оборудования и производством запасных частей к ним; для обоснования правил эксплуатации оборудования и нормативов запасных частей . Для того чтобы перейти к созданию высокоэффективной системы планирования и управления агропромышленным предприятием, необходимо вооружить руководителей, инженеров, экономистов и других специалистов, современными научно обоснованными методами, отвечающим требованиям ведения сельскохозяйственного производства. С переходом предприятий на новые условия хозяйствования перед руководителями предприятий возникает ряд актуальных вопросов, связанных с выявлением резервов денежных средств: путем оптимальной эксплуатации имеющейся в хозяйствах техники, оптимальным формированием машинно-тракторного парка, рациональной загрузки сельскохозяйственных машин, оптимальных пределов их эксплуатации. При недостаточном количестве собственных денежных средств, во многих хозяйствах тракторы и сельскохозяйственные машины используются интенсивнее и загрузка их весьма высока (за счет растягивания агротехнических сроков, нарушения технологии и других факторов нормальной организации производства и труда), что ведет к снижению надежности техники, неоправданным ремонтам, неравномерной загрузке механизаторов.

Планирование оптимального состава МТП представляет собой процесс рационального распределения сельскохозяйственной техники по видам работ, что, в свою очередь, предполагает выполнение сельскохозяйственных работ в оптимальные агротехнические сроки, с наименьшими затратами для получения высоких и устойчивых урожаев. Наиболее эффективными для решения поставленной задачи является применение экономико-математического моделирования, так как это позволяет одновременно учесть все экономические и агротехнические условия и найти наилучший вариант, что практически невозможно при использовании обычных методов. Экономико-математическая модель планирования оптимального состава МТП широко освещена в современной литературе . Классическая постановка задачи оптимального распределения заданных объемов работ между имеющимися в хозяйстве тракторами различных марок для обеспечения выполнения всех работ с минимальными затратами выглядит следующим образом . Условные обозначения: і - номер марки трактора; п - число марок тракторов (i=l,2,...n); j -номер выполняемой работы; m - число работ (j=l,2,...m); Xj - искомое число тракторов і-ой марки; Vj - объем работы j-ro вида; bj - допустимое число тракторов і-ой марки; СІ - затраты на эксплуатацию трактора і-й марки; q -производительность трактора і-й марки при выполнении j-й работы. Целевая функция модели - минимум затрат на использование имеющейся техники Ограничения: 1) объемы работ должны быть выполнены 2) количество используемой техники і-й марки не должно превышать нали чие в хозяйстве техники і-марки 3) переменные величины не могут иметь отрицательные значения:

Данная модель универсальна и широко используется при решении указанного вида задач, но: 1) все показатели техники обобщены; 2) в модели не учитываются показатели загрузки техники, что не позволяет определить оптимальные пределы их эксплуатации; 3) нет учета воздействия случайных факторов, которые оказывают влияние на выполнение указанных объемов работ, производительность агрегатов, затраты на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт. Таким образом, для получения более точного и более реалистичного результата в распределении техники по видам работ с учетом ее индивиду альных характеристик, а также для четкого представления о загрузке каждой сельскохозяйственной единицы, каждого агрегата за весь планируемый период при проведении сельскохозяйственных работ необходимо учитывать в модели момент неопределенности.

В связи с вышесказанным величины затрат, объемов работ и производительности техники модели (2.5) - (2.8) следует считать случайными, зависящими от множества непредсказуемых факторов, таких как: погодные условия, показатели надежности техники, квалификации механизаторов и многих других.

Информационная технология анализа надежности сельскохозяйственной техники в системе планово-экономических расчетов

Целью любой информационной технологии является интеграция процедур управления и подготовки информации для принятия решения . Внедрение информационной технологии моделирования в организационное управление предприятия позволит не только собирать и анализировать информацию по отказам техники, затратам на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, но и позволит решать задачи по выбору альтернатив принимаемых решений.

Сама по себе управленческая деятельность реализуется в рамках организационной структуры предприятия, хозяйства. На разных уровнях управления эта деятельность может иметь неодинаковый характер и преследовать различные цели. На нижнем уровне она является информационной и обеспечивает сбор, обработку, хранение, поиск данных с предоставлением их потребителям в заданное время и в удобной форме. В качестве потребителей выступают лица, принимающие решения по управлению предприятием, поэтому подготавливаемые для них данные должны быть актуальны, т. е. обладать новизной, достоверностью и требуемой степенью обобщенности представления. Таким образом, на нижнем уровне управления информационная деятельность реализует решения рутинных задач, и внедрение здесь информационной технологии позволяет создать совершенно новые условия для исполнителей и сформировать новые результаты. На более высоких уровнях управления в управленческую деятельность включают оптимизационные задачи, связанные с принятием решений. Внедрение информационной технологии на этих уровнях означает по существу создание подсистем поддержки принятия управленческих решений. Наряду с процессами сбора, анализа, обобщения и представления информации возникает необходимость выработки различных альтернатив принимаемых решений, их оценки по принятым критериям, выдачи результатов решения исполнителям. С ростом сложности процесса принятия решения усиливается доля организационного диалога, т. е. обмена мнениями между компетентными управленческими работниками по сложившейся проблемной ситуации и возможным путям ее разрешения. Предложенная информационная технология должна предоставить управленцам эффективные средства оперативного общения между руководителями разных уровней. В этом случае сложное управленческое решение становится результатом коммуникационного процесса, реализуемого на средствах ин-формационной технологии. Это, естественно, должно привести к изменению характера организации и структуры управленческого труда .

При принятии решений в условиях неопределенности, одним из самых мощных инструментов исследования сложных систем является математическое моделирование. Использование математических методов позволяет рассматривать большое число альтернатив, улучшать качество принятия управленческих решений и точнее прогнозировать их последствия.

Эффективность математического моделирования значительно возросла с появлением мощной электронно-вычислительной техники, появлением специализированных пакетов программ и развитием объектно-ориентированных языков программирования . С развитием новых информационных технологий необходимо на новом уровне вести учет всей хозяйственной деятельности предприятия. Цель предложенной информационной технологии - поддержка принятия решений по эффективному использованию машинно-тракторного парка и автотранспорта. Для оперативного уровня управления предложенная информационная технология поможет решить следующие информационные задачи: - формирование численного и марочного состава машинно-тракторного парка и транспортных средств; - закрепление имеющейся техники за подразделениями хозяйства и механизаторами; - определение наиболее эффективных способов комплектования рабочих агрегатов и контролируется использование мощности энергетических средств; - регулярно анализировать использование машинно-тракторного парка и транспортных средств; - совместно с бухгалтерией хозяйства вести учет расходов на эксплуатацию и ремонт техники; - совместно с плановым отделом хозяйства планировать сезонные работы с целью оптимального распределения техники и рабочей силы. Для тактического уровня управления предложенная информационная технология позволит: - осуществить обработку информации, поступающей от нижнего уровня управления; - осуществить непосредственное моделирование машинно-тракторного парка; - определить количество и время проведения технических обслуживании и ремонтов; - осуществить формирование обобщенных данных; - представить информацию для передачи ее на более высокие уровни управления. - решить вопрос по обеспеченности тракторами и сельскохозяйственными машинами различных подразделении хозяйства. Средствами предложенной информационной технологии возможно интегрировать усилия различных уровней управления в следующих вопросах: 1) по оптимальной загрузке выбираемой техники и ее оптимальному распределению по выбранным видам работ в определенные агротехнические сроки. Для формирования и расчета модели необходимо выбрать требуемую технику, задать ее технические характеристики и указать на каких видах работ и в какие периоды данная техника будет использоваться; 2) по оптимальной загрузке наличной техники на год. При этом необходимо указать наличную технику и ее характеристики, а в качестве вида работ выбрать условную величину; 3) по анализу надежности введенной в модель техники на основе технико-экономических показателей.

Основные понятия о надежности и ремонте машин

Целью этого подраздела является уяснение основных понятий о качестве и надежности машин. Особое влияние следует обратить на взаимосвязь качества и надежности сельскохозяйственной техники, а также на значение качества и надежности в повышении эффективности использования сельскохозяйственной техники.

Пользуясь литературой (3, глава 1) и стандартами (2), необходимо разобраться в терминологии и определениях, принятых в надежности и ремонте машин, таких, как исправность, неисправность, работоспособность, неработоспособность, неработоспособное состояние, повреждения, отказ, предельное состояние, наработка, технический ресурс, срок службы, техническое обслуживание, и др.

Обращается внимание на то, что надежность, как и качество, является сложным свойством, обусловливающимся целым рядом отдельных свойств: безотказность, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Для количественной оценки этих свойств используются единичные и комплексные показатели.

Физические основы надежности машин

Физические основы надежности машин подробно изложены в главе 1, 3 (3).

При этом необходимо уяснить причины, нарушающие работоспособность и снижающие надежность машин, изучить классификацию отказов машин и критерии оценки технического состояния машин и оборудования.

Изучая основы учения о трении и изнашивании деталей машин, необходимо уяснить сущность различных теорий трения и изнашивания, исходя из существующих точек зрения на протекающие при изнашивании процессы, классификацию видов изнашивания по ГОСТу. Особое внимание уделить изучению форм проявления изнашивания и действия различных факторов на характер изнашивания деталей и другие процессы, ухудшающие работоспособность и снижающие долговечность машин и оборудования. Нужно четко усвоить разницу между понятиями изнашивания и износ.

Необходимо понимать физическую сущность, закономерности, виды и причины, и динамику изнашивания для различных условий работы деталей и видов соединений. При этом необходимо уяснить влияние износов и дефектов деталей на технико-экономические и технологические показатели работы машин и орудий и способы установления предельных износов соединений. Студент должен научиться анализировать влияние износов соединений на искажение пространственной геометрии механизмов, узлов и машин и влияние этого искажения на условия работы и технологические показатели агрегатов и машин.

При изучении методов определения допустимых износов, необходимо обратить внимание на ресурс, в течение которого изделие сохраняет работоспособность. Изучая методы и средства определения износов деталей, необходимо уяснить сущность каждого метода, его преимущества, недостатки и условия применения.

Для правильного понимания причин, видов и форм проявления неисправностей в работе основных механизмов и агрегатов машин, а так же правильного назначения предельных и допустимых износов деталей и зазоров в соединениях необходимо знать конституцию механизмов и агрегатов, а так же требования, предъявляемые к работе отдельных машин.

1.3 Математические методы определения показателей надежности

Для изучения данной темы необходимо проработать главу 2.3.2 (1). В первую очередь, надо усвоить, что отказы машин являются случайными событиями. Затем вспомнить понятия дискретных и непрерывных случайных величин, используемых в надежности, законы их распределения.

Следует изучить порядок сбора и обработки статистической информации о надежности машин, методы расчетов единичных и комплексных показателей надежности.

Испытание машин на надежность

Изучение этого подраздела рекомендуется начинать с ознакомления с классификацией методов испытания и контроля надежности. При этом следует обратить внимание на назначение и планирование испытаний машин на надежность, на особенности испытаний машин в условиях рядовой и подконтрольной эксплуатации.

Следует так же усвоить методику испытаний на износостойкость, усталостную и коррозионную стойкость, определяющих качество восстановления деталей.

Особое внимание обращается на сущность ускоренных испытаний, методы и средства их проведения, а так же на методы и средства технического диагностирования и прогнозирования ресурса сельскохозяйственной техники.

Методы повышения надежности сельскохозяйственной техники

В этом разделе необходимо изучить конструктивно-технологические методы обеспечения и повышения надежности машин, такие, как повышение ремонтопригодности, улучшение конституции деталей, сборочных единиц и машин, повышение износостойкости деталей путем подбора материалов, пар трения и условий смазки, способов изготовления и упрочнения деталей и др. Здесь же изучается резервирование машин сборочных единиц.

Методические указания по выполнению

Контрольной работы №1

Задание на выполнение контрольной работы №1 представлено в конце настоящих методических указаний (приложение 1).

Контрольное задание состоит из 2-х пунктов (А и Б) и выполняется в следующей последовательности: по пункту А задания дать ответы на вопросы (номера вопросов по последней цифре номера зачетной книжки).

Вопросы для выполнения контрольной работы №1

Пункт А

1. Задачи повышения качества и надежности сельскохозяйственной техники.

2. Значения проблемы повышения надежности и качества ремонта сельскохозяйственной техники.

3. Общие понятия, применяемые в надежности: исправность, неисправность, предельное состояние, работоспособность, неработоспособное состояние, повреждения, отказ и другие.

4. Служба надежности на ремонтном предприятии, ее назначение и роль в повышении качества и надежности отремонтированной сельскохозяйственной техники.

5. Что такое надежность сельскохозяйственной техники?

6. Что такое техническое обслуживание и ремонт машин? Понятие восстанавливаемый, невосстанавливаемый, ремонтируемый и неремонтируемый объект.

7. Что такое наработка, технический ресурс, срок службы, срок сохраняемости и какого единицы их измерения?

8. Поясните термины, относящиеся к свойствам технического объекта: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

9. Что такое гамма-процентный ресурс, и его практическое значение?

10. Поясните понятия гарантийная наработка (ресурс) и срок гарантий.

11. Объекты, рассматриваемые в надежности сельскохозяйственной техники: технический объект, техническая система, элемент технической системы.

12. Виды отказов по причине возникновения.

13. Группа признаков качества продукции.

14. Какова связь между качеством технического объекта и его надежностью?

15. Каковы причины отказов сельскохозяйственной техники?

16. Значение качества и надежности машин повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники.

17. Охарактеризуйте основные виды отказов технических объектов.

18. Какова физическая природа возникновения постепенных и внезапных отказов?

19. Дайте характеристику вредных процессов, приводящих к отказам машин.

20. Виды отказов по последствиям или затратам на их устранение (группа сложности отказов).

21. Опишите кратко внешние и внутренние факторы, снижающие надежность технических объектов.

22. Приведите классификацию видов трения в машинах, влияние трения на процесс изнашивания.

23. Виды изнашивания деталей. Факторы, влияющие на процесс изнашивания, сущность этого влияния.

24. Числовые характеристики случайной величины.

25. Понятия о механическом изнашивании деталей. Меры борьбы с этим видом изнашивания. Приведите примеры.

26. Абразивное и гидроабразивное (газообразивное) изнашивание деталей. Сущность процессов, условия протекания. Меры борьбы с этими видами изнашивания. Поясните на примере изнашивания деталей сельскохозяйственной техники.

27. Эрозионное, гидроэрозионное (газоэрозионное) усталостное, кавитационное изнашивание деталей. Сущность процессов, условия протекания. Меры борьбы с этими видами изнашивания. Приведите примеры.

28. Коррозионно-механическое изнашивание деталей: окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии. Сущность процессов, условия протекания. Меры борьбы с этим видом изнашивания. Приведите примеры.

29. Мероприятия по уменьшению интенсивности изнашивания деталей машин и уменьшению влияния износов на качественные показатели работы машин.

30. Изнашивание при заедании и электроэрозионное изнашивание.

31. Каковы причины образования нагара и накипи, потери упругости, намагниченности, возникновения пластических деформаций деталей? Как они влияют на работу машины? Меры борьбы с этими явлениями.

32. Основные показатели и закономерности изнашивания.

33. Когда и как используются основные закономерности изнашивания деталей (при конструировании, эксплуатации и ремонте машин)?

34. Как влияет макро- и микрогеометрия поверхностей на изнашивание деталей машин? Оптимальная микрогеометрия поверхностей.

35. Методы определения износов деталей машин и область их применения.

36. Что такое предельное состояние (износ) машин, соединений и деталей? Опишите критерий предельного состояния и методы их определения. Приведите примеры.

37. Допустимые и предельные значения износа деталей при ремонте машин. Зависимость между ними.

38. Порядок расчета остаточного и полного технического ресурса деталей.

39. Порядок расчета остаточного и полного ресурса соединения.

40. Потеря работоспособности деталей из-за усталости металла.

41. Коррозионные повреждения деталей и узлов, условия протекания коррозии и меры борьбы с ней. Приведите примеры.

42. Теоремы теории вероятности, применяемые в надежности машин.

43. Причины, вызывающие дефекты при ремонте машин.

44. Виды контроля при ремонте машин.

45. Понятие показателя надежности. Единичные и комплексные показатели надежности.

46. Какими показателями характеризуется безотказность технических объектов.

47. Какими показателями характеризуется долговечность технических объектов.

48. Единичные показатели ремонтопригодности сельскохозяйственной техники.

49. Показатели сохраняемости технических объектов и их сущность.

50. Коэффициент готовности технических объектов. Свойства, характеризующиеся этим показателем.

51. Коэффициент технического использования машин как комплексный показатель надежности.

52. Комплексный показатель: коэффициент оперативной готовности технического объекта.

53. Ремонтопригодность, ее составляющие.

54. Каковы цель, назначение и особенности испытаний сельскохозяйственной техники на надежность?

55. Приведите классификацию методов испытания и контроля надежности сельскохозяйственной техники.

56. Опишите виды испытаний сельскохозяйственной техники на надежность.

57. Сущность стендовых и полигонных испытаний.

58. Ускоренные испытания на надежность, их достоинства и недостатки.

59. Планы испытаний на надежность.

60. Опишите эксплуатационные испытания на надежность.

61. Изложите порядок обработки статистических данных о надежности сельскохозяйственной техники при ее эксплуатации и ремонте.

62. Контрольные испытания машин на полигонах и машинно-испытательных станциях.

63. Изложите основы технической диагностики и прогнозирования ресурсов технических систем и их элементов. Цель и задачи технической диагностики.

64. Законы распределения случайной величины, используемые в надежности машин.

65. Перечислите основные требования к ремонтопригодности сельскохозяйственной техники.

66. Перечислите ремонтные мероприятия повышения надежности машин.

67. Перечислите основные конструктивные мероприятия повышения надежности машин.

68. Назначения и сущность резервирования в технических системах.

69. Перечислите основные технологические мероприятия повышения надежности машин.

70. Изложите эксплуатационные мероприятия, направленные на повышение надежности машин.

P(ti); Fэ(ti); F(t) F(t) P(ti) Fэ(t) 0 30 60 90 120 T, ч УДК 631.3:629.017 ББК П072-02Я73-5 П60 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР И. А. Дъяков П6 Определение показателей надежности 0 сельскохозяйственной техники: Лаб. работы / Сост. Н. Е. Портнов, Ю. Е. Глазков. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. 32 с. Дан порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине "Надежность и ремонт машин" для студентов 4, 5 курсов дневного и заочного отделений специальности 311300. УДК 631.3:629.017 ББК П072-02Я73-5  Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2002 Министерство образования Российской Федерации Тамбовский государственный технический университет Лабораторные работы для студентов 4 и 5 курсов дневного и заочного отделений специальности 311300 Тамбов Издательство ТГТУ 2002 Учебное издание ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ Лабораторные работы Составители: Портнов Николай Ефимович Глазков Юрий Евгеньевич Редактор В. Н. Митрофанова Компьютерное макетирование И. В. Евсеевой ЛР № 020851 от 13.01.99 г. Плр № 020079 от 28.04.97 г. Подписано к печати 5.02.2002. Гарнитура Тimes New Roman. Формат 60 × 84/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Объем: 1,86 усл. печ. л.; 1,79 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 82. Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 Лабораторная работа 1 ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ НЕРЕМОНТИРУЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ Цель работы: научить по статистическим данным, определять количественные показатели надежности для неремонтируемых изделий. Задание 1 Проанализировать условия задания и составить по ним интегральный статистический ряд эмпирического распределения наработки Т. 2 Построить гистограмму и полигон эмпирического распределения наработки Т. 3 Подсчитать среднее арифметическое значение наработки Тср, выборочное среднее квадратическое отклонение σ, коэффициент вариации V для заданной статистической выборки, подобрать теоретический закон распределения наработки до первого отказа. 4 Определить статистические оценки вероятности безотказной работы Р(t) и интенсивности отказов λ(t) неремонтируемых изделий для i-х частичных интервалов наработки до первого отказа. 5 Построить графики изменения вероятности безотказной работы Р(t) и эмпирической интегральной функции Fэ(t) по данным испытаний неремонтируемых изделий. 6 Определить значение теоретической интегральной функции F(t) для заданных частичных интервалов значений наработки Т, построить график функции F(t). 7 Проверить соответствие между выбранным теоретическим законом распределения и эмпирическим распределением наработки Т по критерию λ (А. Н. Колмогорова). 8 Определить доверительные границы средней наработки неремонтируемых изделий до первого отказа при доверительной вероятности α. Порядок выполнения работы 1 По условиям задания, прил. 1 (выданного преподавателем) требуется определить числовые значения безотказности неремонтируемых изделий по результатам испытаний (N) однотипных объектов. Основным показателем надежности неремонтируемых изделий являются вероятность безотказной работы Р(t), средняя наработка до первого отказа Т1, интенсивность отказов λ(t). Числовые значения показателей надежности определяются по результатам наблюдений за испытаниями N однотипных изделий в заданных условиях, фиксируя наработку отдельных изделий до первого отказа в часах работы под нагрузкой. Результаты испытаний представляют в виде интервального статистического ряда эмпирического распределения наработки Тi изделий до первого отказа (табл. 1). 1 Интервальный статистический ряд эмпирического распределения наработки неремонтируемых изделий до первого отказа Номера интервалов № Определяемый Обозначе наработки, мото ⋅ п/ параметр ние и ч п формулы 1 2 3 4 5 6 расчета 1 Границы интервалов, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га 2 Значение середины интервалов, мото ⋅ ч, tc тыс. км, усл. эт. га 3 Число отказов в mi интервале (частоты) 4 Относительная доля отказов в интервале W i = mi (час- тости) /N 2 Используя данные табл. 1 построить графики наглядно характеризующие эмпирическое распределение случайной величины # гистограммы и полигона. При построении гистограммы на горизонтальной оси графика следует отложить значения, соответствующие границам интервалов, а на вертикальной оси # частоты или частости, также по отдельным интервалам, следует построить прямоугольники, основания которых лежат на горизонтальной оси координат и равны величине интервалов, а высоты равны частотам иди частостям соответствующих интервалов. В результате получается ступенчатый многоугольник, или гистограмма. Если теперь соединить прямыми линиями середины верхних (горизонтальных) сторон прямоугольников гистограммы, то получится полигон распределения в виде ломаной линии. По гистограмме и полигону распределения необходимо дать заключение, в каком интервале значений наиболее вероятная наработка неремонтируемых изделий до первого отказа (рис. 1). mi 28 28 28 Рис. 1 20 Гистограмма и 14 12 полигон 7 эмпирического 4 распределения 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T, ч наработки до первого отказа 3 Подсчитать числовые значения статистических характеристик распределения случайной величины, как среднее арифметическое значение Тср, выборочное среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации V по следующим уравнениям с суммированием по интервалам: mi Tср = ∑T срi N ; (1) mi σ= ∑ (T ср − Tсрi) 2 N ; (2) σ V= . (3) Tср Теоретический закон распределения для выравнивания опытной информации ориентировочно выбирают по величине коэффициента вариации V: если V < 0,30, то используется закон нормального распределения; если V > 0,50 применяют закон распределения Вейбулла, если V = 0,30 ... … 0,50 можно пользоваться законом нормального распределения или законом распределения Вейбулла. Выбранный по коэффициенту вариации закон распределения будет в дальнейшем проверяться с применением критерия согласия λ (Колмогорова А. Н.). 4 Определить статистические оценки вероятности безотказной работы Р(ti) и интенсивности отказов λ(ti) неремонтируемых изделий для i-х интервалов по формулам (табл. 2). Полученные результаты заносят в табл. 2, в которой: А # величина интервала. Знак ∧ # обозначает показатели надежности имеющие статистические эмпирические характеристики, подсчитанные по результатам наблюдения над конкретной партией изделий; без значка # вероятности подсчитанные из теоретических соображений; ti # значение наработки в интервале. 5 Построить графики изменения опытной вероятности безотказной работы Р(ti) и эмпирической интегральной функции: Fэ(ti) # с использованием значений для интервалов из табл. 1 и 2. Между mi обоими показателями надежности существует взаимосвязь, обусловленная уравнением P (t i) = 1 − . N 2 Определение статистических оценок P(ti) и λ(ti), Fэ(ti) Номера № Определяемый Обозначения интервалов п/ параметр и формулы наработки, мото ⋅ п расчета ч 1 2 3 4 5 6 1 Границы интервалов наработки, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га. 2 Число отказов в интервале mi 3 Число отказавших изделий к концу i интер- вала r (ti) = ∑m i =1 i 4 Число работоспособных N (t) i = N − r (ti −1) изделий к началу интервала 5 Статистическая оценка ∧ N − r (ti) P (t) i = вероятности N безотказной работы 6 Статистическая оценка интенсивности mi λ (t)i = AN отказов 7 Эмпирическая интегральная Fэ (ti) = r (ti) функция N распределения наработки до 1-го отказа При построении графика Р(ti) и функции Fэ(ti) на горизонтальной оси следует отложить значения, соответствующие границам интервалов, а на вертикальной # частости (Wi) или частоты (mi). 6 Определить значения теоретической интегральной функции F(t) для заданных частичных интервалов значений наработки Т, построить график функции F(t). P(ti); F э(ti); F(t) F(t) P(ti) Рис. 2 Эмпирическая F э(t) и теоретическая интегральные 0 30 60 90 120 T, ч функции распределения наработки до 1-го отказа и вероятность безотказной работы по данным испытания на надежность Значения теоретической интегральной функции F(ti) (рис. 2) для нормального распределения с известными параметрами Т определяются по табличному интегралу Ф(ti), который непосредственно показывает вероятность того события, что значение случайной величины находится в пределах от 0 до t. Значение функции F(ti) в конце i-го интервала принимается равным значению интеграла Ф(t) по табл. 9П.4. Значение случайной величины # Xi, интервала Ф(ti) заносят в табл. 3. 3 Проверка соответствия эмпирического и теоретического распределений наработки неремонтируемых изделий до первого отказа по критерию согласия λ Норма интервалов № Определяемый Обозначени наработки, мото ⋅ п/ параметр яи ч п формулы 1 2 3 4 5 6 расчета 1 Границы интервалов наработки, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га. 2 Верхняя граница Tвi интервала, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га. Tвi − Tср Xi = σ 3 Значение случайной величины 4 Значение F (ti) = Ф(ti) теоретической интегральной функции на-работки до первого отказа 5 Наибольшая абсолютная разность D = Fэ (ti) − F (t i) 6 Расчетное значение критерия согласия λ = D max 3 N Dmax 7 Значение критерия Колмогорова P(λ) 7 Проверить соответствие между выбранным теоретическим законом распределения и эмпирического распределения наработки Т по критерию λ (А. Н. Колмогорова). В технических расчетах для различных уровней вероятностей приняты различные уровни значимости. 4 Уровень вероятности и значимости Уровень вероятности 0,80 0,90 0,95 α 0,99 Уровень значимости 0,20 0,10 0,05 0,00 γ 9 Если по условиям задания уровень доверительной вероятности α = 90, тогда уровень значимости γ = 0,10, это означает, что в 10 случаях из 100 возможность ошибки первого рода, связанной с риском отбросить правильную статистическую гипотезу. Результаты проверки соответствия эмпирического и теоретического распределения наработки неремонтируемых изделий до первого отказа по критерию λ в табл. 3. Для полученного значения по табл. 8П4. следует найти значение Р(λ). Если значение Р(λ) > λ, то гипотеза о применимости закона нормального распределения к эмпирическому распределению наработки не-ремонтируемых изделий до первого отказа не отвергается. Тем самым можно говорить о соответствии теоретического и эмпирического распределений. 8 Определить доверительные границы средней наработки неремонтируемых изделий до первого отказа при доверительной вероятности α. По нижняя mн i и верхняя mн i границы доверительного интервала для средней наработки Т определяются по уравнениям: t γ (v) σ mнi = Tср − , (4) N t γ (v) σ mвi = Tср + , (5) N где tγ (ν) # квантиль распределения t (коэффициент Стьюдента) выбирается из табл. 4.П.4; с v = N − 1 степенями свободы для статистической выборки для статистической выборки из N значений. 9 Дать заключение, о том, что среднее значение наработки неремонтируемых изделий до первого отказа с вероятностью α будут находиться в интервале от # до. Литература: ; Лабораторная работа 2 Цель работы: ознакомиться с точным методом расчета (методом сумм) показателей безотказности. Задание 1 Определить наработки между всеми смежными отказами и рассчитать методом сумм среднее значение показателя надежности Т и среднее квадратическое отклонение σ. 2 Определить коэффициент вариации V и выбрать теоретический закон распределения и его параметры. Общие сведения Среднее значение t является важной характеристикой показателя надежности. Зная среднее значение, планируют работу машины, составляют заявку на запасные части, определяют объем ремонтных работ. При отсутствии статистического ряда (N < 25) среднее значение показателя надежности определяют по формуле − 1 T= , (6) N ∑T i где N # повторность информации (количество испытанных машин); Ti # значение i-го показателя надежности. При наличии статистического ряда среднее значение показателя надежности t определяют по формуле − T= ∑T P , ic i (7) где n # количество интервалов в статистическом ряде; Tic # значение середины i-го интервала, Рi # опытная вероятность i-го интервала. Рассеивание # важная характеристика показателя надежности, позволяющая переходить от общей совокупности к показателям надежности отдельных машин. Наиболее распространенной и удобной для расчетов характеристикой рассеивания служит среднее квадратическое отклонение: σ = D . Дисперсия D и среднее квадратическое отклонение представляют собой абсолютные характеристики рассеивания показателя надежности. При незначительном количестве информации (N < 25) среднее квадратическое отклонение определяют по уравнению − σ = (Ti − T) 2 /(N − 1) . (8) При наличии статистического ряда информации (N > 25) среднее квадратическое отклонение определяют по формуле − σ = (Ti − T) 2 Pi . (9) − При большем количестве информации (N > 50) для определения величин T и σ рекомендуется упрощенный метод расчета, называемый методом сумм. Сущность этого метода описана ниже. Порядок расчета 1 По условиям задания (выданного преподавателем) табл. 1П2 определить показатели безотказности тракторов по данным информации, приведенной в табл. 2П.2 (по материалам ОСТ "Надежность, сбор и обработка информации"). Данные занести в табл. 6. 2 Проанализировать условия задания и определить наработки между всеми смежными отказами − и рассчитать методом сумм T i и σ. Например, для трактора № 1 табл. 2П.2 межотказные наработки будут равны: Т0 = 50 мото ⋅ ч; Т0 = 158 # 50 = 108 мото ⋅ ч, и т.д. Полученные результаты располагают в статистический ряд в порядке возрастания. Например: 50, 108, 222, 461, 175, 100, 75, 114 и т.д. 6 Информация об эксплуатационных отказах трактора ДТ-75 Наработка до Наработка до Число № конца эксплуатационных отказов трактора наблюдения отказов, мото ⋅ ч. 3 Определить количество интервалов статистического ряда по уравнению n= N, (10) где N # значение показателей надежности. Полученный результат округляют в сторону увеличения до ближайшего целого числа. Количество интервалов не должно выходить за пределы n = 6 ... 20. Все интервалы статистического ряда должны быть равны один другому по величине и не иметь разрывов. 4 Величину одного интервала A определяем по уравнению А = (Tmаx # Tmin) / n, (11) где Tmax и Tmin # соответственно наибольшее и наименьшее значение показателей в сводной таблице информации. При определении величины интервала A, а также его положения в статистическом ряду округляют величины для того, чтобы получать значения, удобные для дальнейших расчетов. При разбивке на интервалы (классы) границы первого интервала устанавливать с таким расчетом, чтобы наименьшее значение наработки до эксплуатационного отказа попала примерно в середину этого интервала. Поэтому нижняя граница первого интервала должна быть несколько меньше минимального значения показателя надежности по заданию. 5 Построить интервальный вариационный ряд по данным подсчета, по форме табл. 7. 7 Интервальный вариационный ряд по данным подсчета Границы Середины Частот К1 = К2 = интервалов, интервалов ы mi мото ⋅ Тср ч/отказ 1 2 3 4 5 N= Л1 = Л2 = # . .

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЕЁ НАДЕЖНОСТИ

Тарасова Татьяна Викторовна
Пензенский государственный технологический университет
кандидат экономических наук, доцент кафедры прикладной экономики


Аннотация
В данной статье рассматриваются основные направления совершенствования системы обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники. Проведенное исследование позволяет утверждать, что технический сервис является вынужденным и необходимым условием поддержания сельскохозяйственных машин и механизмов в работоспособном состоянии. Решение данной проблемы позволит обеспечить значительное ресурсосбережение технических средств, улучшить показатели качества и надежности оказываемых услуг, а также рационализировать трудовые операции работников агросервисных формирований.

IMPROVEMENT OF SYSTEM OF SERVICE AND REPAIR AGRICULTURAL MACHINERY AS FACTOR OF INCREASE OF ITS RELIABILITY

Tarasova Tatyana Viktorovna
Penza state technological university
Candidate of Economic Sciences, Assistant Professor of applied economy


Abstract
In this article the main directions of improvement of system of service and repair of agricultural machinery are considered. The conducted research allows to claim that technical service is the compelled and necessary condition of maintenance of agricultural machinery in operating state. The solution of this problem will allow to provide considerable resource-saving of technical means, to improve indicators of quality and reliability of rendered services, and also to rationalize labor operations of workers of agrotechnical service.

Библиографическая ссылка на статью:
Тарасова Т.В. Совершенствование системы обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники как фактор повышения её надежности // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 10. Ч. 2 [Электронный ресурс]..03.2019).

Поддержание качества и надежности сельскохозяйственной техники в период эксплуатации во многом обусловливает эффективность работы всего агропромышленного комплекса. Одним из основных показателей качества служит надежность. Чем больше надежность машины, тем выше ее полезность, способность реализовать потребности производства. Поэтому проблема повышения надежности машин приобретает первостепенное значение и превращается в одно их главных средств осуществления экономической политики в сфере производства, создания и использования технических средств. Постоянное и планомерное снижение производства продукции, которой в нашем случае является сельскохозяйственная техника, становится источником роста фонда накопления, дальнейшего расширения производства и национального дохода. В настоящее время из-за малой надежности выпускаемой техники оно несет неоправданно большие расходы вследствие потери общественного труда .

Особая роль в повышении надежности сельскохозяйственной техники отводится системе её обслуживания и ремонта. Её совершенствование поможет наилучшим образом использовать потенциальную надежность, заложенную на стадии конструирования и производства технических средств, а также достичь высокой экономической эффективности их использования. Особую актуальность данное направление приобретает в настоящее время, в связи с сохраняющейся на протяжении десятка лет тенденцией сокращения парка тракторов и зерноуборочных комбайнов в сельскохозяйственных организациях Пензенской области. Так, в 2012 году по сравнению с уровнем 2001 года наличие тракторов снизилось в 3,1 раза, зерноуборочных комбайнов – в 4,3 раза (табл. 1).

Таблица 1 – Материально-техническая обеспеченность сельскохозяйственных организаций Пензенской области

Показатели

 2001г. 2008г. 2009г. 2010г. 2011г. 2012г.
Наличие техники, ед.
тракторы
зерноуборочные комбайны
Коэффициент обновления, %

тракторы
зерноуборочные комбайны
Коэффициент ликвидации, %
тракторы
зерноуборочные комбайны

Замедление процесса обновления основных средств послужило одной из причин продления сроков использования техники, что привело к снижению коэффициентов выбытия. Высокие темпы списания техники в предыдущие годы привели к увеличению нагрузки на её единицу. Так, нагрузка на один трактор в 2012 году увеличилась на 71,1% по сравнению с уровнем 2001 года и составила 296 га пашни. Нагрузка на один зерноуборочный комбайн также возросла в 2,5 раза и составила 507 га посевных площадей зерновых и зернобобовых культур .

Технический сервис является вынужденным и необходимым условием поддержания сельскохозяйственной техники в работоспособном состоянии. В настоящее время значительная часть сельских товаропроизводителей не в состоянии качественно и своевременно выполнять технологические процессы в полеводстве, а многие из них не могут вообще обрабатывать закрепленные земельные участки. Значительно усложнилась проблема ремонта технических средств. Объем ремонтно-технических услуг, оказываемых сельским товаропроизводителям, сократился многократно. Основная часть ремонта тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники переместилась в мастерские и на машинные дворы сельскохозяйственных предприятий, которые по своей оснащенности и технологической дисциплине значительно уступают специализированным ремонтным предприятиям.

Сравнительно невысокие показатели машиноиспользования побуждают изыскивать способы ускоренного развития технического сервиса.

Как правило, в сервисных подразделениях наличие постов технического обслуживания (ТО) определяется по усредненным показателям. При этом не учитывается стохастический характер потока заявок на обслуживание со стороны основных сельскохозяйственных тракторов и потока обслуживаний вспомогательных агрегатов на постах технического обслуживания, текущего ремонта агротехнических сервисных центров. Из-за чего возникают простои техники в напряженные периоды сельскохозяйственных работ. Поэтому при организации технического обслуживания сельскохозяйственной техники необходимо учитывать возможные простои связанные с обслуживанием, а также затраты на содержание обслуживающих постов. При увеличении количества постов зоны ТО происходит уменьшение потерь от простоя агрегатов, но увеличиваются затраты на содержание оборудования, производственных рабочих и производственных площадей.

С целью оптимизации количества технических обслуживаний и ремонта техники целесообразно использовать технологические карты по основным возделываемым культурам. Данная информация необходима для разработки обобщенного плана механизированных работ и определения загрузки основных видов сельскохозяйственной техники в течение года.

Данные графиков машиноиспользования являются основополагающими для составления годовых планов проведения технических обслуживаний тракторов различных марок, а также планирования расхода нефтепродуктов для основных видов технических средств. Анализ результатов свидетельствует, что развитие системы технического обслуживания и ремонта будет происходить в направлении увеличения периодичности ТО и ремонта, уменьшения номенклатуры операций при технических обслуживаниях.

Кроме того, в целях рационализации трудовых операций работников агросервисных формирований необходимо определить поток поступающих заявок на проведение ТО и ремонт в течение года с учетом занятости техники на полевых работах. Решение задачи во многом зависит от определения среднего времени простоя тракторов на техническом обслуживании, которое в данном случае можно рассчитать с помощью математического аппарата теории массового обслуживания, так как совокупность обслуживающих постов является элементом обычной системы массового обслуживания.

При этом критерием оптимальности количества обслуживающих постов будет являться минимум целевой функции – суммарных затрат от простоя техники на техническое обслуживание и затрат на содержание обслуживающих постов. Потери от простоя тракторов на ТО определяются исходя из стоимости единицы транспортной работы одного условного трактора, рассчитанные также на основании технологических карт. Затраты на содержание 1 поста в течение часа зависят от его оснащенности оборудованием и занимаемой площади.

Система массового обслуживания связана с двумя потоками: потоком заявок с параметром, равным интенсивности потока заявок λ, и встречным потоком обслуживаний с параметром, равным интенсивности обслуживания μ. Элементами системы является входной поток заявок требований, очередь, посты обслуживания (каналы) и выходящий поток.

С целью упрощения расчета характеристик систем массового обслуживания, можно предположить, что потоки событий, переводящие систему из состояния в состояние, являются простейшими стационарными и пуассоновскими. Это означает, что интервалы времени между событиями в потоках будут иметь показательное распределение с параметром равным интенсивности данного потока. Например, с целью оптимизации количества постов зоны ТО-2 агротехнического сервисного центра, можно принять его как закрытую систему массового обслуживания, без потерь, многоканальную, без приоритета с неограниченной очередью. Для дальнейших расчетов предполагается использовать данные предыдущих исследований: трудоемкость работ технического обслуживания ТО-2 в наиболее напряженный период работ, трудоемкость ТО-2 одного условного эталонного трактора и пр. Для решения задачи целесообразно использовать специальную функцию программы MathCad.

Результаты зависимости времени нахождения трактора в очереди на проведение ТО-2 от количества поступающих в агротехнический сервисный центр заявок и количества в нем специализированных постов отражают не только основные экономические показатели, но и график зависимости затрат на содержание постов и простоя тракторов на ТО-2 от количества постов. Расчетные показатели будут свидетельствовать как о минимальных, так и максимальных суммарных потерях от простоя техники и затратах на её содержание .

Таким образом, совершенствование организации технического сервиса в АПК позволит обеспечить значительное ресурсосбережение на поддержание сельскохозяйственной техники в работоспособном состоянии и достичь минимальных потерь от её простоя на техническом обслуживании и ремонте.