Разработка метода определения объемов и периодичностей регионального электроремонта: На примере Новомосковского промышленного узла тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Исаев, Андрей Станиславович

• Исаев, Андрей Станиславович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Исаев, Андрей Станиславович

ВВЕДЕНИЕ

1.0С0БЕН0СТИ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА

1.1 Особенности организации эксплуатации

электрооборудования технологических комплексов

1.2 Состояние и тенденции развития электроремонта на

предприятиях химической промышленности

1.3 Система ППР и периодичность ремонта оборудования

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2.СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МНОЖЕСТВА ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ

И ВЫВОДИМЫХ В РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

2.1 .Моделирование конечного множества электротехнического оборудования

2.2 Модернизация математического аппарата Н-распределения

2.3 Дискретное моделирование электроремонтных потоков

2.4 Оценка структуры сложных электротехнических систем и комплексов

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МАШИН

3.1 Видовая структура генеральной совокупности электрических

машин крупного химического объединения

3.2. Идентификация структуры установленного и

ремонтируемого оборудования

3.3 Динамика временных рядов

3.4. Прогнозирование параметров Н-распределения

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4.П0ВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОРЕМОНТА НА

ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ВИДОВОЙ СТРУКТУРОЙ

4.1 Прогнозирование объёмов ремонта групп

электрических машин

4.2. Распределение объёмов электроремонтных работ между

ремонтными организациями по видовым критериям

4.3 Практические приложения модернизированного аппарата Н-распределения

4.4 Программный комплекс анализа и прогнозирования ремонтного

потока для специализированного ремонтного предприятия

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

-4-

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода определения объемов и периодичностей регионального электроремонта: На примере Новомосковского промышленного узла»

ВВЕДЕНИЕ.

Постоянный рост электровооружённости производственных процессов современного промышленного предприятия приводит к непрерывному увеличению количества установленного электрооборудования и его усложнению. При любом менеджменте электрического хозяйства возникает проблема обслуживания и ремонта всего парка установленного электрооборудования и электрических сетей. Объём капитального ремонта асинхронных электродвигателей в настоящее время равен их годовому выпуску. Затраты на ремонтно-эксплуатационные работы, трудоёмкость этих работ и количество персонала, занятого электроремонтом, на порядок превышают аналогичные показатели электротехнической промышленности /6/. Так изготовлением двигателей до недавнего времени было занято около 100 тыс. человек, электроремонтом - более 1 млн. /22/. Поэтому актуальной является проблема определения и планирования сроков и объёмов ремонтно-эксплуатационных работ.

Проблема ремонта электрооборудования возникла во время процесса индустриализации. Уже в первых проектах 1926-31 гг. Магнитогорского и Новокузнецкого металлургических комбинатов, Сталинградского тракторного, Березниковского химического, Уралмаша и Ростсельмаша отдельной строкой выполнялись проекты электроремонтных цехов, участков и отделений. Прорабатывалась сама организация эксплуатации, ремонта внутризаводского электроснабжения, цехового электрооборудования и сетей /87/. Проектирование электроремонтных цехов основывалось на исследовании полного списка электродвигателей, которые как исходные данные предоставлялись технологами и служили базой, как для организации ремонта, так и для расчета нагрузок и определения удельных расходов электроэнергии /58/.

В 1936г. Наркомтяжмашем был издан приказ о создании системы ПНР. где применительно к черной металлургии были установлены текущие ремонты

и техническое обслуживание, выполняемые цеховым персоналом, средние и капитальные ремонты, выполняемые централизованными службами. Для проектирования электроремонтных цехов в 30-50-е годы были выделены, так называемые, двигатели-типопредставители /66/. В 50-60-е годы количество двигателей в цехах возросло на два-три порядка, что привело к увеличению разнообразия и появлению специализированных видов машин и потребовало более сложной технологии организации ремонтных работ, включая сложности разборки и мойки. Усложнение ремонтных операций потребовало нового подхода к проектированию ремонта для цеха, предприятия, региона и страны в целом. В 60-70-е годы в результате обширных дискуссий была создана система вневедомственного ремонта на базе Минтехпрома со специализированным централизованным конструкторским бюро электроремонта (ЦКТБЭР), на которое были возложены обязанности разработки проектов электроремонтных цехов и проектирование специализированного технологического оборудования и оснастки. В базовых отраслях промышленности в продолжение линии 30-х годов было принято решение о создании внутризаводских централизованных служб. Были выпущены типовые проекты ремонтных цехов первого, второго и третьего габаритов. Со строительством и модернизацией крупных заводов в черной металлургии были построены крупные ремонтные цеха на ЗападноСибирском, Череповецком, Липецком и ряде других комбинатов. Одновременно был сдан в эксплуатацию один из крупнейших в мире ремонтных блоков на Оскольском металлургическом комбинате /61/. Позднее в результате дискуссий был рекомендован переход к системе технического обслуживания и ремонта (ТОиР)/17/. Но по ряду отраслей были выпущены собственные ведомственные нормы.

С начала 90-х в связи с общим падение производства отмечался некоторый спад объёмов ремонтных работ. Однако, начиная с 1996г., вновь проявляется повышение интереса к электроремонту. Это нашло отражение в завершении в 1997г. строительства на Западно-Сибирском металлургическом комбинате крупного ремонтного цеха, приобретении балансировочного

оборудования (фирма «Диамех»), поставке в Россию австрийского пропиточного оборудования. При этом нет единой концепции производства, направленной на поддержание оптимальной унификации изделий, нет контроля над ассортиментом выпускаемой продукции.

Актуальность ремонта связана с рядом факторов: 1. Всегда существовали и будут существовать уникальные электродвигатели, встроенные и жестко привязанные по габаритам к технологическим агрегатам. Из-за информационной отсталости России при этом в ряде случаев нет возможности заказа всех необходимых комплектующих. 2. Ремонт менее материалоемок по сравнению с изготовлением нового оборудования. 3. При ремонте есть возможность оперативного ремонта двигателей массовых серий.

По-прежнему возникает вопрос об организационных формах ремонта. Для городов и районов, где есть системообразующие предприятия, наиболее рационален централизованный электроремонт/60/. Но для большей части территории (даже для таких индустриальных регионов как Тульская область) России возникает необходимость в ремонте самых различных двигателей, принадлежащих фирмам, занимающихся различной деятельностью:

V V» "Т—V

производственной, социальной, инвестиционной и т.д. В этом случае единственным выходом представляется функционирование наряду с организациями, занимающимися монтажом и наладкой оборудования и энергоаудитом, регионального специализированного ремонтного предприятия. Успешная деятельность этого предприятия требует необходимость исследования всего парка установленного электрооборудования, для прогнозирования всего спектра электротехнического оборудования, которое может поступить в ремонт. Решением проблемы определения сроков и объёмов различных видов ремонтов является применение методов статистического моделирования ремонтных потоков.

Цель работы заключается в разработке метода, позволяющего на основании перспективной оценки параметров входного ремонтного потока

обоснованно планировать сроки и объёмы ремонтных мероприятий для специализированного регионального ремонтного предприятия.

В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи:

1. Анализ проблем обслуживания и ремонта электрооборудования региона, где базовой отраслью промышленности является химическая.

2. Системный анализ эксплуатируемых и централизовано ремонтируемых в отрасли электрических машин.

3. Исследование структуры множества электрических машин региона.

4. Использование временных рядов для определения частоты появления в ремонтных выборках определенных видов электрических машин.

5. Разработка математических моделей разнообразия установленного и выводимого в ремонт электрооборудования.

6. Разработка методики перспективного определения периодичности, номенклатуры и объёмов технического обслуживания и ремонта электрических машин.

7. Разработка программного комплекса анализа и перспективного определения параметров ремонтного потока.

Методы исследования опирались на положения теории систем, теории множеств, теории вероятности, теории случайных функций, методы математической статистики и теории моделирования. Теоретические исследования сопровождались разработкой различных математических моделей, в том числе имитационных моделей на ЭВМ и в виде программных средств. При выполнении работы использованы научные труды российских и зарубежных специалистов, нормативные и справочные материалы, материалы научно-технических конференций и семинаров.

Выводы и предложения основываются на анализе статистики, полученной при обследовании предприятий г.Новомосковска Тульской обл. различных отраслей промышленности. Статистические данные содержат более 20 выборок и генеральных совокупностей предприятий различных отраслей

промышленности, охватывающих более сорока пяти тысяч электрических машин, общей повторяемостью по типоразмерам близкой к трём.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведён системный анализ множества электрических машин, эксплуатируемых на предприятиях химической промышленности Европейской части России и доказана принадлежность их ремонтных выборок различного объёма, состава и времени к видовым Н-распределениям.

2. Для крупных химических объединений доказано несоответствие структур установленного и ремонтируемого оборудования.

3. Разработана методика прогнозирования типоразмеров электрических машин входного ремонтного потока.

4. Создана информационная база данных по установленным электрическим двигателям промышленных предприятий г.Новомосковска, для которой выполнен прогноз с целью определения объёмов ремонтных работ регионального ремонтного предприятия.

Практическая ценность заключается в создании математической модели прогнозирования выхода в ремонт электрооборудования, анализ которой может дать результаты для оптимизации ремонтных мероприятий при проведении различных видов ремонта. Полученные результаты могут быть использованы как на специализированных ремонтных предприятиях, так и на промышленных предприятиях химической промышленности, имеющих в своём составе крупные ремонтные цеха. Комплекс программных средств для анализа видового разнообразия может служить информационной базой электроремонта.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 120 страницах машинописного текста с таблицами и иллюстрациями. Список использованной литературы включает 109 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Приложение представлено на 58 страницах. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Во введении обосновывается актуальность, и формулируются цели работы.

-9В первой главе рассмотрено состояние и тенденции развития электроремонта на современных отечественных и зарубежных предприятиях. Проанализированы методы планирования периодичностей ремонтных мероприятий, показана сложность формирования входного ремонтного потока регионального ремонтного предприятия.

Во второй главе показана необходимость рассмотрения множества электрических машин региона как некоторой целостности. Выделены необходимые и достаточные признаки классификации вида электрических машин как структурных единиц системы. Рассмотрены различные математические модели описания системы электрических машин. Проведена модернизация аппарата Н-распределения для решения задач оптимизации электроремонта.

В третьей главе показана невозможность прогнозирования входного ремонтного потока экстраполяционными методами. На основе анализа видовой структуры множества электрических машин доказана невозможность идентификации структур установленного и ремонтируемого электрооборудования.

В четвертой главе предложена методика прогнозирования типоразмеров и трудоемкости ремонтного потока электрических машин специализированного ремонтного предприятия. Предложено распределение объемов ремонтных работ по видовым критериям.

В заключении обобщаются основные результаты работы.

Реализация полученных результатов. "Методика повышения эффективности ремонта электрических машин на основе структурных закономерностей входного ремонтного потока " внедрена на Энергомеханическом заводе (ЭМЗ) г.Новомосковска. Комплекс программных средств для анализа видового разнообразия внедрён в локальных компьютерных сетях ряда промышленных предприятий г.Новомосковска и передан в отраслевой банк данных " САПРЧермет". Акты внедрения прилагаются (Приложение №2).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийских, международных конференциях и семинарах: "Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование"

(г.Москва, 1995г.), "Математическое описание ценозов и закономерностей технетики" (г.Новомосковск, 1996г.),"Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование" (г.Новомосковск, 1996г.), "Крайний Север 96. Технология, методы, средства." (г.Норильск, 1996г.), "Модернизация систем централизованного теплоснабжения" (г.Тула, 1997г.), Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование" (г.Новомосковск, 1998г.). Работа выполнена в соответствии с координационным планом исследований в рамках Федеральной программы «Энергосбережение» по проблеме «Разработка структурных моделей электрохозяйства промышленных предприятий с учетом системных ограничений для управления электропотреблением при решении задач электроснабжения в народном хозяйстве». По результатам работы получен грант на проведение фундаментальных исследований «Разработка научных основ математического моделирования электрохозяйства промышленных предприятий » (Код ГРНТИ 65Гр-98 от 15.12.97г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в семи печатных работах /39, 40, 41, 44, 45, 46, 47/, опубликован один научно-технический отчёт /48/.

-111. ОСОБЕННОСТИ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО

УЗЛА.

1.1 ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.

В стране работа по исследованию и рационализации ремонтного дела началась в 1923 г. Уже в 1927г. была составлена первая инструкция по планированию текущего ремонта /66/. В 1931 г. опубликованы результаты многолетних исследований плановых методов предупредительных ремонтов и производства запасных частей и комплектующих. При строительстве Урало-Кузнецкого металлургического комбината вопрос был решен строительством электроремонтных цехов /8/. В 1936 г. Наркомтяжмаш издал приказ о порядке организации планово-предупредительных ремонтов на заводах /66/. С этого момента в стране начинаются исследования и разработки нормативных материалов и видов систем ППР, по которым до настоящего времени ведутся дискуссии / 68, 69, 88, 90/.

При разработке системы ППР был использован опыт и результаты исследования крупнейших индустриальных стран: США и в большей степени Германии. Определение машин, требующих капитального и текущего ремонта, было дано в 20-х годах, базируясь на исследовании структуры парка двигателей США/83/.

В /22/ отмечалось, что ремонт неактуален для развитых промышленных стран. Но правильнее здесь говорить лишь о сокращении срока службы массовых изделий. Так для серийных двигателей средней мощности в Японии и США срок службы сокращён с 10-12 лет до 7-8. В пределах же сроков морального износа техники, составляющего для химической промышленности 5-10 лет /10, 27/, капитальный ремонт является экономически более целесообразным по сравнению с ускоренной заменой оборудования.

Ссылка на зарубежные сведения, что на Западе оборудование не

и II V* *•

ремонтируют, основана на смешении понятии капитальный ремонт и "восстановительный ремонт". Осуществлён отказ от последней формы ремонта, когда техника обновляется на старой технологической основе после установленного нормативного срока эксплуатации изделия.

При этом в пределах срока службы ответственного технологического оборудования от ремонтов и технического обслуживания в развитых странах никогда не отказывались. Во всех районах США растет число мелких фирм, специализирующихся на производстве запасных частей, опытного оборудования и инструментов, спрос на которые растет быстро, но неравномерно по регионам /9/. Причём за последние 10 лет показатели ремонтного производства в США улучшились: себестоимость ремонта уменьшена на 30-70%, численность ремонтного персонала - вдвое, станочный парк-на 40% /84/. Успехи Японии и Германии еще более значительны/102/.

В американской практике отсутствует шаблонный подход при выборе стратегии и тактики, форм технического обслуживания и ремонта, так как считается, что каждое промышленное предприятие уникально по составу оборудования и технологии. В настоящее время американское машиностроение имеет в своем составе отрасль, специализирующуюся на производстве аппаратов и приборов диагностики. В 70-х годах по заказу Министерства обороны США была разработана система ремонта, получившая название "Система ремонтных приоритетов" и нашедшая применение в ряде отраслей промышленности /84/.

В России в 1997г. на Западно-Сибирском металлургическом комбинате сдан в эксплуатацию электроремонтный цех площадью 15.5 тыс. м2, превращенный в электроремонтный завод, обслуживающий Юг Кузбасса, предприятия Алтая и Хакассии.

В декабре 1998г. Ассоциация Энергоменеджеров проводит семинар по электроремонту, где консолидируются усилия по повышению эффективности ремонта в стране.

Значителъно возрос интерес к проблемам ремонта в развивающихся странах. Так в настоящее время по технологии ЗАО "Электропромремонт" в Ираке строится завод по ремонту синхронных генераторов и тяговых двигателей постоянного тока.

Автоматизация технического обслуживания и ремонта - весьма дорогостоящее мероприятие. Расходы только на разработку самой необходимой технической документации обходится в 2-5% стоимости установленного оборудования. Существенная перестройка всей системы стоит 3-7% от общего объёма инвестиций. Поэтому в США и Канаде, например, пока автоматизировано до 70% работ по техническому обслуживанию и ремонту /87/.

При этом для ремонта просто необходимы специальные механизмы, средства малой механизации, инструмент и приспособления. Предприятия России испытывают их постоянный дефицит. Так в химической промышленности уровень ручного труда при ремонтных операциях составляет 70-80%, в то время как в основном производстве - не более 20% /1/.

В Японии в последние пять лет реализуется система тотального превентивного технического обслуживания серийного оборудования. Этими проблемами в масштабе страны занимается Японская ассоциация по техническому обслуживанию. Широкое применение получила техническая диагностика, например, на предприятиях химической (40%), металлургической промышленности (26%) /11/. Оборудование, подвергающееся диагностированию весьма разнообразно. Это - турбины, насосы, трансформаторы, электродвигатели, гидротехническое оборудование, сварочная техника, подшипники.

В США двигателей для основного привода стационарного оборудования в последние годы выпускается в 1,7-1,8 раза меньше, чем в нашей стране. Использование нашего парка электрических двигателей значительно хуже как по загрузке, так и по унификации оборудования.

По нормам трудоемкости различают следующие виды электрических машин /76/:

• электродвигатели асинхронные с короткозамкнутым ротором напряжением до 500 В мощностью от 0,25 до 700 кВт;

• электродвигатели асинхронные с фазным ротором напряжением до 500 В мощностью от 0,25 до 700 кВт;

• коллекторные электрические машины постоянного и переменного тока напряжением до 1000 В мощностью от 0,25 до 10000 кВт;

• электродвигатели асинхронные с короткозамкнутым ротором напряжением свыше 1000 В мощностью от 250 до 8000 кВт;

• электродвигатели асинхронные с фазным ротором напряжением свыше 1000 В мощностью от 250 до 8000 кВт;

• синхронные электрические машины напряжением свыше 1000 В мощностью от 250 до 8000 кВт.

На основании системы ППР рассчитывалась трудоемкость ремонта по каждой группе оборудования, которая затем суммировалась и разделялась по отдельным операциям, например - разборка, мойка, механическая обработка, изготовление обмоток, запчастей, сушка, испытания и др. При этом в основу при проектировании и последующем планировании был положен средний двигатель. Например, в химической промышленности был взят короткозамкнутый асинхронный двигатель 30 кВт. В этом случае не учитывалось разнообразие установленного оборудования, т.е. проектирование по типопредставителям не учитывало всего диапазона изменений по мощности от 0,25 тыс. кВт до 20 тыс. кВт, двигатели постоянного тока, двигатели с фазным ротором, различные высокочастотные и другие термические установки и проч. Разнообразие не учитывалось и при заказе оборудования, т.е. проектирование велось от среднедостигнутого. Это же относилось и к заказу комплектующих и материалов: проводов, подшипников и т.д.

В работе проведены исследования структуры установленного, ремонтируемого электрооборудования для повышения эффективности ремонта

за счет управления структурой ремонтируемых двигателей по отдельным предприятиям крупного промышленного узла (на примере Новомосковского района), выделение оптимальной структуры ремонтного потока электрических машин региона для специализированного централизованного завода по ремонту этого оборудования. Схема организации электроремонта приведена на рис.1.1.1.

Особенностью данного крупного электротехнического комплекса является то, что он включает в себя ряд крупных промышленных предприятий химической промышленности, объединённых территориально, использующих различные формы кооперации. При этом доля уникального оборудования в химической промышленности крайне высока.

Наиболее остро проблема ремонта электрических машин стоит для предприятий агропромышленного комплекса, малого бизнеса и непроизводственных учреждений. Не имея в своём составе специализированных ремонтных подразделений, все они являются абонентами специализированного ремонтного предприятия Энерго-механический завод (ЭМЗ).

Тенденция развития региона позволяет утверждать, что количество малых и средних предприятий будет неуклонно увеличиваться как за счёт открытия новых в сфере малого бизнеса, так и реструктуризации крупных объединений.

При этом невозможно прогнозировать трудоёмкость ремонтных операций, основываясь на отраслевых нормах ППР, устанавливающих некоторую трудоёмкость для "среднего" двигателя, так как показатели надёжности в значительной мере зависят от условий эксплуатации оборудования. Так для двигателей, эксплуатирующихся в тяжелейших условиях сельского хозяйства, средний срок службы составляет 3-5 лет /61/ (при среднем сроке в целом по промышленности -10-15 лет).

Ыдв - число двигателей, шт;

Рср.дв. - средняя мощность двигателя, кВт;

РЦ - ремонтный цех;

РМ - ремонтные мастерские.

рис. 1.1.1 Схема организации ремонта электрических машин региона.

Таблица. 1.1.1

Численность электрических машин на предприятиях региона.

Наименование предприятия Количество двигателей, шт.

1. НАК «Азот» 15000

2.АК «НБХ» 1800

3. АО «Оргсинтез» 420

4. АО «Пластик» 250

5.АО «Кран» 485

6. ЭМЗ 800

7. ГРЭС 700

8. АПК 13000

9. Сфера малого бизнеса. 12000

Итого 44455

В регионе велика доля электрических машин защитного (рудничного и взрывозащшцённого) исполнения, что создаёт для предприятий значительные трудности при ремонте. Это обусловлено необходимостью наличия лицензии на ремонт оборудования химических, взрывопожароопасных и вредных производств (в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 18.02.93 №234). Лицензия, выдаваемая Госгортехнадзором России, предоставляющая право осуществления деятельности по ремонту, из химических предприятий имеется только у HAK "Азот". Остальные предприятия вынуждены ремонтировать машины взрывозащшцённого исполнения на ЭМЗ.

В /14/ отмечалась возможность прогнозирования входного потока для ремонтного объединения на основании анализа движения каждого вида по плоскости Н-распределения. При этом для каждого типа двигателей при построении прогнозной модели необходимо анализировать его временной ряд.

Подобный метод прогнозирования требует наличия статистических данных за как можно более длительный период предыстории. Кроме того,

подобная модель будет успешно функционировать только при постоянстве номенклатуры электрических машин. Например, ввод в эксплуатацию новых серий электрических машин (таких как замена серии 4А на - АИ) приводит к принципиальному изменению оценочных характеристик модели.

В /91/ решена задача оценки оптимального по совокупности затрат на ремонт и эксплуатацию видового разнообразия множества электрических машин для республики Хакасия. Получено уравнение баланса структуры, отражающее постоянство численности машин:

/-„ча+s

П(х)= - , (1.1.1)

w

где П(х)-частота появления серии; R ,а, £- оценочные параметры.

Эта модель применима для оценки общих объёмов ремонтных операций и определения соотношения между различными видами (уникальными и массовыми). Для прогнозирования номенклатуры (типоразмеров) ремонтного потока, что актуально для ремонтных предприятий средней мощности, необходима другая математическая модель.

Зона обслуживания предприятия зачастую не является строго региональной, т.е. не соответствует административному делению. Так в 1997г. силами ремонтных предприятий других регионов проводилась реконструкция оборудования Тамбовского отделения железной дороги (установка дисковых регулирующих затворов маслонаполненного оборудования).

Следует отметить отсутствие чёткого разделения на отраслевые и региональные предприятия. Ремонтные мастерские химических объединений ввиду снижения собственных производственных мощностей вынуждены оказывать ремонтные услуги сторонним абонентам. Так для ремонтно-производственных мастерских (РИМ) Новомосковской Акционерной Компании "Азот" (HAK "Азот") количество ремонтируемых двигателей для непроизводственных учреждений составляет не менее 15%. При этом трудоёмкость ремонта этих двигателей на порядок выше по сравнению с

двигателями общепромышленного исполнения, что объясняется уникальностью оборудования или его эксплуатацией после нормативного срока службы.

1.2 СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОРЕМОНТА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

В соответствии с действующими нормативными документами, в основе которых лежат ведомственные или отраслевые системы планово-предупредительного ремонта (ППР) и Правил технической эксплуатации, Правила техники безопасности электроустановок потребителей, при определении организационной структуры электроремонта за базу принимают активную нагрузку предприятия, объем годового электропотребления, тепла, воздуха. В действительности же степень сложности электрохозяйства определяется не столько масштабами электропотребления, сколько количеством и разнообразием электроприемников, формами ремонтного обслуживания электрооборудования, сложностью условий его эксплуатации.

Электрическое хозяйство отдельного предприятия представляет собой сложный электротехнический комплекс. Для управления этим комплексом необходимо учитывать не только жёстко детерминированные (как правило, технологические) связи, но и слабо обусловленные, зачастую корреляционно незначимые. Существенную роль при этом играют количественные ограничения и соотношения. Так для химического производства (как и для других базовых отраслей промышленности) на каждый двигатель устанавливается 5-10 низковольтных аппаратов, на 175-200 двигателей -трансформатор средней мощностью 1000 кВА /80/.

Электрическое хозяйство крупного многономенклатурного химического предприятия состоит из большого количества отдельных единиц: электрических машин порядка Ю3, низковольтной и коммутационной аппаратуры-103, различных электротехнических изделий -1011. Перечень основного электрооборудования HAK "Азот " приведён в табл. 1.2.1.

Основное электрооборудование НАК "Азот"

Таблица 1.2.1

Наименование оборудования Год

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994

Двигатели Количество, шт. 15233 15461 15658 15801 15926 15915 15860 14957

Мощность, МВА 725899 734273 750355 760085 768583 799833 801011 729837

0.25-100 кВт Количество, шт. 14552 14760 14945 15070 15184 15154 15096 14309

Мощность, МВА 255 260626 264304 267882 272324 272682 270690 258829

>100 кВт Количество, шт. 681 701 713 731 742 761 764 648

Мощность, МВА 470806 473647 486051 492203 496259 527151 530321 471008

Электроаппараты Количество, шт. 2165 2182 2200 2221 2211 2224 2226 2104

Мощность, МВА 72293 74290 44583 74156 74012 73972 73977 71740

Электропечи Количество, шт. 4 5 5 5 5 5 5 5

Плавильные Мощность, МВА 2850 4450 4450 4450 4450 4450 4450 4450

Нагревательные Количество, шт. 310 301 301 301 301 301 301 301

Мощность, МВА 13088 13095 13095 13095 13095 13095 13095 13095

Сварочные аппараты Количество, шт. 326 337 346 361 356 344 344 267

Мощность, МВА 10985 11365 11636 11771 11638 11269 11269 9224

Электролитические ванны Количество, шт. 480 480 480 490 490 520 520 520

Мощность, МВА 42125 42125 42125 42455 42455 42905 42905 42905

Нагреватели Количество, шт. 1055 1059 1068 1064 1059 1054 1056 1011

Мощность, МВА 3215 3225 3247 2385 2374 2253 2258 2066

Силовые трансформаторы Количество, шт. 433 434 449 452 453 452 452 443

Мощность, МВА 1994339 1915099 2039499 2044249 2044249 2043499 2043499 1999109

1-Ш габаритов Количество, шт. 403 406 419 422 423 422 422 414

Мощность, МВА 956039 957799 979199 983699 983949 983199 983199 979309

При этом основой технологических процессов являются электрические двигатели, свыше 80% численности которых составляют двигатели 0.4 кВ. Особенностью оборудования химической промышленности является крайне высокая степень разнообразия. В среднем на крупном химическом объединении уникального (встречаемого на данном предприятии один раз) оборудования порядка 25-35%.

Велика доля импортного оборудования (около 30%). Зачастую двигатель поставляется комплектно с технологическим механизмом. При этом, как правило, имеются только реквизиты изготовителя механизма.

Из-за большого разнообразия ремонтируемых электротехнических изделий требуется большой ассортимент запчастей и материалов: изоляционные материалы, метизы, подшипники, обмоточная медь, лакокрасочные материалы и другие.

Например, на HAK "Азот" установлены силовые трансформаторы следующих мощностей: 180, 315, 320, 400, 420, 500, 553, 560, 630, 724, 750, 765, 772, 800, 1000, 1050, 1200, 1250, 1270, 1384, 1600, 2500, 4000, 12500 кВА. Аналогичное положение и с установленными электрическими машинами, преобразователями, коммутационными и защитными устройствами, низковольтной аппаратурой и другими изделиями.

Численность электрических машин HAK "Азот"

Таблица 1.2.2

Показатель год

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994

Количество 15233 15461 15658 15801 15926 15915 15860 14957

установленных

двигателеи, шт.

Установленная 725899 734273 750355 760085 768583 799833 801011 729837

мощность

двигателей, кВт

Средняя 47,65 47,49 47,92 48,10 48,25 50,25 50,50 48,79

мощность

двигателя, кВт

-22В химической промышленности различают следующие виды технического обслуживания и ремонта электрооборудования: осмотры, техническое обслуживание, текущие ремонты, средние ремонты, капитальные ремонты, модернизация /43, 78/.

Отсутствует централизовано разработанная обязательная информационная база. В различных отраслях промышленности различно трактуются термины, относящиеся к электроремонту. Так в чёрной металлургии средним ремонтом называют любую ремонтную операцию, сопровождающуюся однократной пропиткой изоляции лаком /35/. В химической промышленности деление на средний и текущий ремонт осуществляется, исходя из трудоёмкости ремонтных операций / 1, 43/.

Одной из важных проблем ремонтного производства является не только отсталость технологического процесса ремонта электрических машин на большинстве предприятий, но и отсутствие нормативной документации /16, 37/.

В настоящее время известны четыре основные стратегии технического обслуживания и ремонтов любых видов техники: регламентная, планово-предупредительная, по техническому состоянию, по отказам. При этом распространены две системы профилактических ремонтов: по техническому состоянию и по наработке. На рис. 1.2.1 представлена классификация методов управления состоянием технических устройств.

Стратегия технического обслуживания по наработке предусматривает единые для всех однотипных устройств состав и периодичность выполнения операций обслуживания независимо от фактического состояния изделия, предусматривается предупредительное восстановление ресурса. Эту стратегию целесообразно применять для оборудования, имеющего тенденцию к существенному росту интенсивности отказов после определенной наработки при незначительном разбросе значений этих наработок для устройств, отказы которых влияют на безопасность и экономичность работы основного оборудования, например, электрооборудование гибких автоматизированных производств.

Рис.1.2.1 Классификация методов управления состоянием технических

устройств.

Стратегия технического обслуживания по наработке включает в себя два основных метода. Периодичность и состав работ определяется:

1) по наработке между отказами с учетом возраста обслуживаемого изделия и даты его последнего отказа;

2) планируется по календарной наработке в заранее назначенное время, независимо от наличия отказов и состояния оборудования.

Возможен и комбинированный вариант, когда назначается момент очередного планового ремонта, а сроки последующих ремонтов корректируются с учетом поведения системы. Последовательное планирование позволяет дать более высокую результативность по сравнению с жесткими вариантами, хотя и имеет сложность в организационном отношении.

Стратегия технического обслуживания по состоянию предусматривает назначение состава и периодичности ремонтов, в том числе замены элементов, по результатам контроля технического состояния каждого устройства. Контроль может быть непрерывным или периодическим. Периодичность контроля может устанавливаться единой для всех однотипных изделий или назначается для каждого устройства по результатам прогнозирования его состояния. Операция технического обслуживания назначается при обнаружении критического состояния устройства. Стратегия по техническому состоянию включает в себя три основных метода /17/:

1. Назначение ремонтных работ осуществляется по результатам контроля уровня надежности. Метод применяется для изделий, отказы которых непосредственно не влияют на безопасность и экономичность работы основного оборудования, а значения наработок до отказа имеют существенный разброс.

2. Назначение состава и периодичности работ осуществляется по результатам диагностирования параметров. При применении этого метода в эксплуатационной документации устанавливается "предотказное" критическое значение контрольного параметра, определяющего состояние устройства. Этот метод применяется для оборудования, обладающего достаточно:"*

контролепригодностью, отказы которого влияют на безопасность и экономичность основного производства, а значения наработок имеют существенный разброс. Он позволяет максимально использовать ресурс изделия и повысить эксплуатационную надежность за счет раннего обнаружения неисправности /15/.

3. Техническое обслуживание и ремонт осуществляется по факту отказа. Каждое устройство используется по назначению до отказа, после чего проводится ремонт.

Комбинированная стратегия использует принципы назначения работ по наработке, так и по состоянию и заключаются в следующем: сроки работ назначаются по календарной наработке, а состав работ определяется индивидуально по фактическому состоянию /28/.

1. 3.СИСТЕМА ППР И ПЕРИОДИЧНОСТЬ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ.

Исследованию вероятности отказа, статистике причин выхода из строя, теоретическому обоснованию среднего времени безотказной работы и оптимальному времени отправки электрической машины в ремонт посвящено много работ /12, 21, 31, 32, 33, 42, 62, 70/.

Для электрических машин как изделий массового производства, выпускаемых после выборочных или неполных контрольных испытаний /32/, кривая распределения вероятности отказа имеет три характерных участка (рис. 1.3.1. Кривая 1 - выход машин из строя в зависимости от срока службы, кривая 2 - идеализированный вид кривой 1).

Первый участок 0 — 11 соответствует периоду приработки в начале эксплуатации. В течение периода возникают отказы, являющиеся следствием проявления скрытых производственных дефектов, пропущенных при контроле. Надежность характеризуется, вероятно, законом распределения Вейбулла /79/.

В период приработки практически отсутствует изменение свойств изоляции. Продолжительность периода, например, для асинхронных двигателей мощностью от 0,18 до 100 кВт со всыпной обмоткой достигает 800 - 1200 час /32/.

Второй участок 11 - 12 соответствует периоду нормальной эксплуатации, когда причиной выхода из строя является авария или неправильная эксплуатация. Число отказов в единицу времени постоянно или меняется экспоненциально /21, 31/.

Третий участок соответствует периоду постепенных отказов, то есть отказы происходят вследствие наступления процессов естественного износа и старения изоляции. Период может быть описан нормальным законом распределения/23/(рис. 1.3.2.).

Среднее время безотказной работы (математическое ожидание времени наработки на отказ) может быть определено формулой:

00

ср 30 (1.3.1)

где Р(1) - вероятность безотказной работы.

Очевидно знание законов распределения может дать вероятностную величину среднего срока службы двигателя ^ и, следовательно, время поступления в ремонт.

Следует учитывать также экономические ограничения при определении срока службы машин /66/.

Рис. 1.3.2 Функции распределения характерных участков кривой

вероятности отказов.

Оптимальное число ремонтных циклов в течение среднего срока службы машины, может быть определено из выражения:

1/2-31§К5 0-3.2)

где С0 - отношение стоимости первого ремонтного цикла Ср к стоимости новой машины С; К-коэффициент, учитывающий удорожание каждого последующего ремонтного цикла по сравнению с предыдущим вследствие увеличения общего износа машины.

Надежную и экономичную эксплуатацию во многом обеспечивает правильный выбор межремонтных сроков. Частые ревизии оборудования

уменыпают число повреждений, но одновременно увеличивают эксплуатационные расходы. С другой стороны, увеличение межремонтного срока приводит к увеличению частоты повреждений с соответствующим материальным ущербом. Нахождение оптимального решения этой задачи требует учета многих аспектов эксплуатации. Одним го подходов определения оптимального цикла, при котором обеспечиваются минимальные ежегодные эксплуатационные расходы с учетом частоты аварий и затрат на последующие ремонты, изложен в / 67/.

Определение оптимального межремонтного срока основано на комбинированном эффекте ежегодной стоимости ухода и профилактических мероприятий, а также годового ущерба в результате повреждения оборудования. На рис. 1.3.3 показан комбинированный эффект этих стоимостей в зависимости от величины межремонтного срока ^ точка результирующей кривой, соответствующая минимуму затрат (сВ/(й=0), определяет минимальную суммарную стоимость и оптимальный межремонтный срок 1оГГГ. Из кривых видно, что чем меньше межремонтный срок, тем больше ежегодные расходы на профилактику и эксплуатацию.

В последнее время появился ряд исследований по оптимизации периодичности предупредительных ремонтов электрооборудования, учитывающий главное свойство экономического критерия оптимизации - его пологости в зоне минимума суммарной кривой затрат 3 (рис. 1.3.3).

Например, в работе /26/ показано существование диапазона практически оптимальных значений периодичности предупредительных замен или ремонтов электрооборудования. В нижней границе диапазона вполне используется ресурс электрооборудования, но значительно снижается вероятность его безотказной работы. В верхней границе за счет недоиспользования ресурса обеспечивается более высокий уровень безотказной работы электрооборудования. Диапазон оптимальных значений периодичности предлагается использовать для решения задач объединения сроков ремонта или замен жёстко технологически связанного оборудования и корректирования запланированных сроков в

зависимости от возникающих в процессе эксплуатации электрооборудования ограничений и помех.

3 Г

3

/

У

Рис. 1.3.3 Кривые составляющих стоимости эксплуатации в зависимости от

величины межремонтного срока.

В /26/ оптимальное время наработки на отказ оборудования определяется по условию минимизации функции удельных затрат:

где Ст - затраты на проведение ремонта, включающие ущерб от простоя; СаЬ -стоимость аварийного ремонта; Р(Ц) - вероятность безотказной работы оборудования; Ц - интервал времени, через который осуществляется плановый ремонт.

Решение задачи определения оптимальной периодичности предупредительных ремонтов в вероятностно определенной постановке приводит к множеству практически оптимальных значений этой периодичности. Затраты на проведение аварийных ремонтов вследствие отказов значительной части энергетического оборудования имеют значительный разброс. Сочетание этой неопределенности исходной экономической информации со свойством устойчивости функции (1.3.3) з

С

ав

УД

(1.3.3)

о

окрестностях оптимума создает зону неопределенности оптимальных решений, поэтому возникает необходимость решения задачи оптимизации периодичности проведения предупредительных ремонтов в вероятностно неопределенной постановке.

Считается, что по фактическому перечню электрических машин зоны обслуживания специализированного предприятия на основе существующих моделей оптимальной периодичности сроков проведения технического обслуживания и ремонта может быть составлен график поступления электрических машин. Но имеется ряд существенных моментов, которые обуславливают нечёткость информации, полученной таким образом.

Во-первых, определение среднего времени безотказной работы затруднено: большой трудоемкостью сбора данных и отсутствием достоверной информации обо всех установленных электрических машинах, отсутствием в необходимом объеме статистического материала о распределении отказов по времени, включением в сферу обслуживания специализированных ремонтных организаций в непроизводственных организаций и учреждений. Во-вторых, большое количество эксплуатируемых машин характеризуется большим разнообразием. В-третьих, выход в ремонт как по межремонтному циклу, так и в зависимости от времени работы электрических машин после ремонта или ревизии, отличается большим разбросом в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Статистические показатели надёжности по различным источникам отличаются друг от друга в десять и более раз /20, 103/.

Поэтому практически невозможно обоснованно планировать объемы и сроки работ по техническому обслуживанию и ремонту электрических машин специализированными предприятиями, основываясь на методиках системы ППР и на более сложных методах (основанных на идеологии ППР) определения оптимальных сроков профилактики. Необходимо применение статистических методов, которые позволят (на основе анализа объективных закономерностей в потоках отказов электрических машин) эффективно

определять номенклатуру электрических машин, объемы и сроки предстоящих работ по ремонту.

В /27/ предполагается нахождение равнооптимальных пределов периодичности ремонта каждого элемента множества электрооборудования с целью управления структурой множества выводимого в ремонт массового электрооборудования путем снижения его разнообразия.

Подобные мероприятия и модели вносят существенный вклад в снижение неопределенности информации при определении периодичности и объемов электроремонтных работ как специализированных централизованных предприятий так и собственных электротехнических служб.

Исследования надежности множества электрооборудования показывают, что распределение электрических машин по повторяемости времени выхода в ремонт соответствуют распределению Юла, которое в предельном случае не имеет математического ожидания и дисперсии /95/. На выборках конечного объема это проявляется в том, что параметры распределения в значительной степени зависит от объема выборки. В этом случае нельзя пользоваться усредненными параметрами.

ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ.

1. При современном уровне и тенденциях развития для большинства предприятий вследствие повышения специализации и сложности технологических процессов актуальны вопросы оптимизации электроремонта.

2. Необходима разработка методики оптимального распределения ремонтных потоков на внутризаводской и централизованный электроремонт.

3. Выявлено несоответствие реального и расчётного (в соответствии с отраслевыми нормами ПГТР) проведения ремонтных мероприятий для массового электрооборудования.

-324. Вследствие невозможности адекватного прогнозирования ремонтного потока на основе статистических усреднённых показателей надёжности отдельного изделия необходимо описание множества установленного и ремонтируемого оборудования как объектов, обладающих системными свойствами.

-332. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МНОЖЕСТВА ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ И ВЫВОДИМЫХ В РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН.

2.1 МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНЕЧНОГО МНОЖЕСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

Рассматривая электрохозяйство как крупную систему, состоящую из большого числа органично взаимосвязанных элементов, для решения задач электроремонта выделим семейство электрических машин. Наблюдаемое разнообразие изделий, обусловленное разнообразием технологических процессов, увеличивающейся специализацией оборудования, имеющимися ассортицей установленных и вариофикацией ремонтируемых двигателей /59/ требуют системного подхода к описанию множества электрических машин как некоторой целостности. Системные свойства объекта исследования определяют принципиальную невозможность применения детерминистических методов исследования.

Свойства сложных технических систем применительно к исследуемому семейству выражаются в следующих особенностях:

1. Большое количество и разнообразие двигателей (табл. 1.2.2) крупного производственного объединения, определённое с большой погрешностью в силу выполнения 2Т-постулата построения систем данного типа /61/ (неадекватность отображения реального состояния системы,

с с. ЭЗ V \

размытость понятия электродвигатель в статистическои отчетности и т.д.).

2. Время сбора информации значительно превышает время возможных реальных изменений в системе. Принципиально отличается подход к ремонту именникового и массового оборудования. Кроме того, отчётность, требуемая для решения поставленной задачи, на предприятиях отсутствует.

3. Размытость границ объекта, вызванная различием зон обслуживания различных подразделений промышленных предприятий (несоответствие зоны обслуживание административному делению, появление в

ремонтных потоках электродвигателей, не относящихся к основному технологическому оборудованию).

Несоответствие реальной трудоёмкости ремонтных операций нормативной, вывода в ремонт электрических машин расчётному (по планам Iii IP) зачастую приводят к искажению статистической отчётности /46/.

Отсутствует единый подход к классификации машин. Так, абсолютно одинаковые двигатели могут различно идентифицироваться в перечне электрических нагрузок цеха. Например, двигатель импортного производства может быть представлен как «Импорт», так и своим конкретным типоразмером (DORK, SZJe34 и т.д.). Часто двигатель отождествляется с технологическим механизмом («Насос», «Мотор-барабан» и т.д.).

Эти объективные свойства не позволяют проследить документально за ремонтным циклом каждого конкретного двигателя.

Идеи и попытки создания глобальной базы данных могут улучшить положение путём стандартизации данных, но снять вышеперечисленные проблемы нельзя в силу объективности данных свойств сложных систем.

Системный подход к описанию множества двигателей заключается в выделении параметров, описывающих систему в целом, обладающих стабильностью при незначительном изменении количественных характеристик множества, прогнозируемостью, возможностью легкого получения и интерпретации.

В /58, 61/ разработан и опробован подход к описанию видового разнообразия, который, взяв за основу, необходимо модернизировать и дополнить таким образом, чтобы было возможным получать оценки не только количественных соотношений между уникальным, серийным и массовым, но и с высокой надёжностью предсказывать состав ремонтного потока с указанием типоразмеров двигателей. Это позволит решить задачу оптимального планирования ремонтных мероприятий и повысить обоснованность заказа комплектующих и расходных материалов.

Методика системного анализа видовой структуры электрооборудования заключается в следующем:

1. Из всей генеральной совокупности изделий (множества Р) выделяется множество анализируемых устройств и аппаратов Ai (в данном случае электродвигатели).

А е Р, А = {A j}, i = l^W, A¿ П A j = 0, (2.1.1)

где N-возможное количество множеств (семейств) A¡, являющихся подмножеством Р.

2. Составляется полный перечень изделий анализируемого семейства. Длина перечня определяет суммарное количество изделий (особей) U.

3. Представители семейства разбиваются по видам, используя качественные характеристики вида. В данном случае в качестве классификатора вида выступали тип (типоразмер), номинальная мощность и номинальная частота вращения двигателя. Данный выбор обусловлен первостепенным влиянием этих параметров на трудоемкость ремонтных операций. Характеристика вида ранга г - Sr. Например, BAO 7.5/1500.

Sj еАь i = Sj nSj =0, i* j (2.1.2)

SR:{TrxNrXPr}? (2.1.3)

где Т-типоразмер двигателя; N-частота вращения; Р-номинальная мощность.

4. Составляется перечень всех видов исследуемой выборки. Суммарное количество видов - S.

5. Определяется количество двигателей (особей) в каждом виде. При этом словарь ранжируется в порядке уменьшения числа особей в видах Ur, тем самым получается таблица рангового распределения. При этом если в качестве классификатора вида выступает его частота встречаемости, то это ранговое видовое распределение. Если - видообразующий параметр (например, мощность или трудозатраты), то - ранговое параметрическое распределение. Номер ранга может принимать значения от 1 до S. Номер максимального ранга соответствует числу видов S.

Ui^Uj, UiGSK5UjGSK, i*j

(2.1.4)

6. Ранговое распределение преобразовывается путем объединения в группы (касты) видов с одинаковым числом особей в виде \У1

7. Касты располагаются в порядке уменьшения числа особей в видах, образующих касту. Тем самым получается видовое распределение электрических машин или распределение видов по повторяемости.

Зависимости рангового и видового распределения приведены на рис.2.2.1. Вид кривых является устойчивым, т.е. может характеризовать каждую выборку. Таблицы рангового и видового распределения электрических машин по повторяемости приведены в приложении.

Для рангового видового распределения принята зависимость:

где 11(г)-число изделий одного вида,шт.; B-коэффициент аппроксимации; г -

где W(x) - число видов с одинаковой частотой встречаемости изделий, шт.; А,у-коэффициенты аппроксимации; х - непрерывный аналог численности вида.

где а - характеристический видовой коэффициент.

Вид зависимости (2.1.5), несколько критикуемый в /92, 104/, выбран ввиду достаточно хорошей адекватности модели объекту для реальных эмпирических распределений (при Б не более 10000).

Параметр И. соответствует значению аргумента особой точки видового распределения, называемой пойнтер-точкой, которая делит кривую видового

(2.1.5)

х £ [l;оо[, Vx е {int}; R-параметр, характеризующий размер системы. При этом:

у=а+1 ,

(2.1.7)

шт.

-м

у

рис.2.1.1 Кривая видового распределения двигателей цеха Аммиак-2 (НАК "Азот")

а

1.5

0.5

о

о

-0.5

а = 0,0881 Р + 0,5423

♦

»-

♦ ♦

♦♦_

♦

0;6

0,8

1:2

114

1.6

Ремонтный поток ЭМЗ Д1л= 1 месяц

♦

—I— 1.8

Р

рис.2.1.2 Значения рангового и видового коэффициента распределения двигателей ремонтного потока.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Исаев, Андрей Станиславович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Вследствие несоответствия реального и расчётного (в соответствии с нормами ППР) проведения ремонтных мероприятий для массового электрооборудования и невозможности адекватного прогнозирования ремонтного потока на основе статистических усреднённых показателях надёжности электрических машин как отдельных изделий необходимо описание множества установленного и ремонтируемого оборудования как объектов, обладающих системными свойствами.

2. Выявлены необходимые и достаточные для решения задачи оптимизации электроремонта признаки электродвигателя как элемента системы (номинальная мощность, типоразмер, номинальная частота вращения). При этом доказана принадлежность эмпирических распределений (выборок установленного и ремонтируемого оборудования различного объёма) к виду Н-распределений с характеристическими параметрами: а=0^-2, ß=T-=-3.

3. Присутствие в законе распределения частоты появления данного вида в ремонтной выборке трёх составляющих (логнормальной для крупносерийных видов, нормальной для - серийных, одномодальной для уникальных) определяет структурную сложность математической модели, описывающей множество ремонтируемых двигателей.

4. Предложена модель описания множества электрических машин, учитывающая дискретную природу описываемых объектов, на основе распределения простых сомножителей факториала натурального числа.

5. Доказано несоответствие для крупных химических объединений структур установленного и ремонтируемого оборудования, что обусловлено различием показателей надёжности различных видов электрических машин. В этой связи показана необходимость планирования ремонтных операций предприятия на основе статистических закономерностей ремонтного потока.

6. Разработана методика прогнозирования типоразмеров электрических машин входного ремонтного потока специализированного ремонтного предприятия с целью повышения точности прогноза. При этом выявлена необходимая глубина предыстории в три года и квартальная выборка как наиболее репрезентативная для построения обоснованного краткосрочного прогноза. 7. Создан программный комплекс, включающий в себя банк данных по электрическим машинам предприятий региона и программные средства управления им, который может служить информационной базой электроремонта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Исаев, Андрей Станиславович, 1998 год

-120-ЛИТЕРАТУРА.

1. Авдяков С.Д., Кожин B.C. Планово-предупредительный ремонты и надежность электрооборудования взрывоопасных производств. Промышленная энергетика,№8,1977.

2. Айвазян С.А. Применение методов корреляционного и регрессионного анализов к обработке результатов эксперимента //Заводская лаборатория. -1964.-№6,7.

3. Айерлэнд К., Роузен М. Классическое введение в современную теорию чисел. М.: Мир, 1987.

4. Алфёров В.Е. Централизованный ремонт электрооборудования. - Львов: Каменяр, 1974.

5. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. Пер. с англ. / под ред. Ю.К. Беляева. М.: Мир, 1967.- 755 с.

6. Антонов М.В., Акимова H.A., Котеленец Н.Ф. Эксплуатация и ремонт электрических машин. - М.: Высшая школа, 1989.

7. Апарцин A.C., Гамм А.З., Грунина Р.И., Гусева И.Д. Некоторые подходы к краткосрочному прогнозированию суммарных нагрузок электроэнергетических систем //Модели и методы исследования операций. - Новосибирск: Наука, 1988. -С. 179-192.

8. Астратов Р.Г., Кудрин Б.И. О проектированиии электроремонтного хозяйства металлургических заводов. Промышленная энергетика, №3,1972.

9. Афанасьев H.A., Юсипов М.А. Система технического обслуживания и ремонта оборудования энергохозяйств промышленных предприятий (система ТОР ЭО). - М.: Энергоатомиздат, 1989.

Ю.Байхельт Ф., Франкен П. Надёжность и техническое обслуживание. Математический подход. - М. : Радио и связь , 1988.

Н.Бандуилов И.Е., Быстров В.Н., Папян С.К., Ткаченко С.А. Современное состояние энергоремонтного производства в зарубежных странах. - М.: Информэнерго, 1988.

12.Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надёжности. - М. : Советское радио, 1989.

13.Барышников О.П. К вопросу о техноценозах. //Стандарт и качество. -1987. №7. - с.43.

Н.Барышников О.П., Фуфаев В.В. Управление структурой оборудования при автоматизации проектирования электроремонта. // Сталь.-1987.№5. - с.97-98.

15.Блюмберг В.А. Вопросы качества управления техническим состоянием электрооборудования в процессе эксплуатации. // Промышленная энергетика. -1980. №5. -с.30-34.

16.Блюмберг В.А. Основные методические положения системы технического обслуживания и ремонта электрооборудования по техническому состоянию // Промышленная энергетика. -1979. №10 - с.26-30.

17.Блюмберг В.А.Некоторые вопросы технического диагностирования в системе ТОРЭО.Промышленная энергетика,№8,1986.

18.Болтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными системами . М.: Наука, 1973, 466 с.

19.Боро В., Цагир Д., Рольфе Ю., Крафт X., Янцен Е. Живые числа. Пер. с нем., Серия современная математика, вып. ЮМ.: Мир , 1985.

20.Бороденко В.А. Диагностика состояния электромагнитных аппаратов переменного тока.//Промышленная энергетика. - 1980. №4. -С.28-32.

21.Брызгалов В.Л. Исследование отказов асинхронных двигателей мощностью от 0.6 до 100 кВт // Электротехническая промышленность. - Электрические машины. - Вып.2 - 1970.

22.Бухаров В.А. Индустриализация - основной путь развития ремонта электрооборудования. /7 Промышленная энергетика. - 1990. №1. -С. 14-16.

23.Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. Проектирование обслуживания и ремонта электрооборудования промышленных предприятий. М.:Изд-во МЭИ, 1991.

24.Вальдман А.Г. Организация ремонтных работ на предприятиях США. М. Экономика, 1969.

25.Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука. 1964,- 452 с.

-12226. Володарский В.А. К вопросу оптимизации периодичности предупредительных замен и ремонтов электрооборудования. // Промышленная энергетика - 1988. №8. -С.34-36.

27.Володарский В.А., Щуцкий В.И. Оптимальное планирование периодичности ремонта электрооборудования. Промышленная энергетика,№8,1985.

28.Герцбах И.Б. Модели профилактики. М.: Советское радио, 1969.

29.Гладкий C.B. Состояние и перспективы развития межотраслевого централизованного ремонта электрооборудования промышленных предприятий. // Промышленная энергетика. - 1979. № 11. -С. 12-15.

30.Гнеденко Б.В., Колмогоров А.Н. Предельные распределения для сумм независимых случайных величин. - M.-JL: Госиздат, 1949.

31.Гольдберг О.Д., Сорокер Т.П., Чарахьян И.Н. О надёжности асинхронных двигателей. // Вестник электропромышленности. 1962. №9.

32.Гольдберг О.Д. Статистические методы контроля и анализа качества асинхронных двигателей. - М.: ВНИИЭМ, 1966.

33.Гук Ю.Б., Казак H.A. , Мясников A.B. Теория и расчёт надёжности систем электропотребления. // Энергия. - М., 1970.

34.Драйпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. - Кн.1. - М.: Финансы и статистика, 1973,- 392 с.

35.Единая система планово-предупредительных ремонтов и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий /Под. Ред. М.О.Якобсона. - М.: Машиностроение , 1967.

36.Золотарёв В.М. Одномерные устойчивые распределения. - М. : Наука, 1983.

37.Ивахненко А.Г., Зайченко ЮЛ, Димитров В.Д. Принятие решений на основе самоорганизации. - М.: Советское радио , 1976.

38.Ивахненко А.Г., Мюллер Й.А. Самоорганизация прогнозируемых моделей. -Киев: Техника, 1985.- 300 с.

39.Ильин А.И., Исаев A.C. Анализ видового распределения электрических машин, ремонтируемых ЭМЗ. // Мат. научн -техн. конф. проф.-преп. состава НИ РХТУ, Новомосковск, 1996г., с.34.

40.Ильин А.И., Исаев A.C. Исследование видового разнообразия установленного электрооборудования. // Мат. Научн.-техн. конф. НИ РХТУ, Новомосковск, 7-9 декабря 1994 г. Деп. в ВИНИТИ № 2685-В95 от 5.10.95., с.206-207.

41.Ильин А.И., Исаев A.C. Прогнозирование электроремонта с учетом системных свойств электрохозяйства.// Тез. докл. Научн.-техн. конф."Крайний Север 96. Технология, методы, средства." /Под общ. ред. Сазыкина В.Г. Норильск, 1996 г., с. 18-19.

42.Иноземцев Е.К. Планирование сроков замены изоляции обмоток статоров высоковольтных двигателей с учётом эксплуатационной надёжности. // Промышленная энергетика,- 1983. №4. -С.8-11.

43.Инструкция №Э-7 о порядке организации и проведения планово-предупредительного ремонта электрооборудования цехов. Новомосковская акционерная компания "Азот": Ведомственная инструкция, 1991.

44.Исаев A.C. Информационная база оптимизации электроремонта. // Тез. докл. научн.-техн конф. "Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование."/ Под общ. ред. Кудрина Б.И,- М.: Электрика, 1996 г., докл. №43.

45.Исаев A.C. Математические модели дискретных величин. Математическое описание ценозов. Ред. и сост. Кудрин Б.И..- Абакан, с.215-229.

46.Исаев A.C. Моделирование видового разнообразия установленного и выводимого в ремонт электрооборудования предприятий химической промышленности. // Тез. докл. Научн.-техн конф. " Электрооборудование, электроснабжение, электропотребление.'"/ Под общ. ред. Кудрина Б.И,- М.: Электрика, 1995 г., с. 54-57.

47.Исаев A.C., Распопов A.B. Математические модели электрического хозяйства промышленного предприятия. // Мат. Научн.-техн. конф. НИ РХТУ, Новомосковск, 7-9 декабря 1994 г. Деп. в ВИНИТИ № 2685-В95 от 5.10.95.. с.216-218.

48.Исаев A.C. Методические лазания по определению прогнозных значений параметров электропотребления. //Отчёт о науч.-иссл. работе "Разработка структурных моделей электрохозяйства промышленного предприятия с учётом системных ограничений для управления электропотреблением при решении задач электроснабжения в народном хозяйстве", Гос. per. №01930010393, Глава 3, с.32-39.

49.Кендэлл М., Стюарт А. Статистические выводы и связи . М.: Наука, 1978.

50.Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. Вып. 1,2. М.: Статистика, 1978.

51.Кнут Д. Искусство программирования. - т.З . - М.: Мир, 1977.

52.Козачков JI.C. Система потоков научной информации. - Киев: Наукова думка, 1973.

5 З.Колмогоров А.Н. , Фомин C.B. Элементы теории функции и функционального анализа. М.: Наука, 1972.

54.Корн Г. , Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1978.

5 5. Кравченко A.C. Специализация и кооперация электроремонтного производства и пути их развития. // Централизованный ремонт электрооборудования. - М.: МДНТП , 1989. - с.3-6. 5 6. Крамер Г. Математические методы статистики. - М.: Мир , 1975.

57.Кудрин Б.И. , Жилин Б.В. , Лагуткин O.E. , Ошурков М.Г. Ценологическое определение параметров многономенклатурных производств. - Тула: Приокское. изд. 1994. -122с.

58.Кудрин Б.И. К вопросу о математической интерпретации определяющих критериев при проектировании электроремонтных цехов.//Сб. Электрификация металлургических предприятий Сибири. Изд-во Томск. Гос. Университета. Томск, 1971.

59.Кудрин Б.И. Системная оценка электрического хозяйства промышленных предприятий. Промышленная энергетика,№3,1977.

60.Кудрин Б.И.,Фуфаев В.В. Проектирование электроремонта в условиях технического перевооружения промышленных предприятий. Промышленная энергетика,№6,1987.

61.Кудрин Б.И. Введение в технетику. 2-ое изд. . г.Томск, 1993.- 552с.

62.Кузнецов Б.И., Артанов С.Г., Оржаковский О.Г. Основные факторы, определяющие надёжность электрических машин // Вестник электропромышленности . - №9 , 1962.

63.Кульбак С. Теория информации и статистика. Пер. с англ. / под ред. А.Н. Колмогорова. М.:Наука, 1967.- 408 с.

64.Кэнделл М. Временные ряды. - М.: Финансы и статистика, 1981.- 199 с.

65.Ланге О. Введение в эконометрику. - М.: Прогресс, 1964.

66.Левицкий М.Н. Электроремонт на промышленных предприятиях . - М. : Оборонгиз, 1940.

67. Лисовский Г. С. Оптимальные межремонтные сроки для электрооборудования //Электрохозяйство зарубежём . - 1982 , №4 - с. 22-28.

68.Макарцев А.И. Новый подход к организации ремонта оборудования и электросетей промышленных предприятий с максимальной эффективностью. //Промышленная энергетика. -1996, №2, с. 17-20.

69.Могузов В.Ф. Обслуживание силовых трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1991 -190с.

70.Мандельброт В. Теория информации и психолингвистика. Теория частот слов. //Математические методы в социальных науках. - М.: Прогресс , 1973.

71.Мейер Д. Теория реляционных баз данных. М.: Мир , 1987.

72.Мелник М. Основы прикладной статистики. Пер. с англ. М. Энергоатомиздат, 1983 - 416 с.

73. Орлов Ю.К. Информационные потоки: статистический анализ и прогнозирование // Научно-техническая информация. - Серия 2 - №2 , - 1980 .--с.23-30.

74.Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. - М.: Наука, 1982.

75.Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. - М.: Мир , 1984.

76.Положение о планово-предупредительном ремонте электрооборудования на предприятиях системы Министерства черной металлургии СССР. Разработано Всесоюзным научно-исследовательским институтом организации производства и труда металлургии. М.,1970.

77.Поляк Ю.Г. Вероятностное моделирование на ЭВМ. М.: Советское радио , 1971.

78.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. 4-е изд. Перераб. И доп.-М.:Энергоатомиздат,1986.

79.Пястолов A.A., Шац Е.Л., Блюмберг В.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования. -М., 1966.

80.Распопов A.B. Анализ отказов на первом и втором уровне электроснабжения предприятий химической промышленности.// Тез. докл. научн.-техн конф. "Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование."/ Под общ. ред. Кудрина Б.И.- М.: Электрика, 1996 г., докл. №67.

81.Рисберг Ю.Р. Исследование системы электроремонта на Новомосковской HAK «Азот».//Тез. докл. научн.-техн конф. "Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование."/ Под общ. ред. Кудрина Б.И,- М.: Электрика, 1996 г., докл. №17.

82.Рекомендации по внедрению "Системы технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования на предприятиях Министерства по производству минеральных удобрений" (Система ТО и Р) на Новомосковском ПО "Азот". Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья. Люберцы, 1989.

83.Савельев И.Т. , Ульянов Г.П. О системе технического обслуживания и ремонта оборудования. // Промышленная энергетика. - 1981. - №8. - с.21-23.

84.Синягин H.H. Экономические аспекты планирования и организация ремонта оборудования и промышленности США. Промышленная энергетика,№7,1972.

85.Синягин H.H., Афанасьев H.A.,Новиков C.JI. Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики.

- М.: Энергоатомиздат,1975.- 376 с.

86. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования предприятий Министерства по производству минеральных удобрений. Часть 1. Москва, 1987.

87.Трапицын В.И. Проектирование электроремонтных мастерских крупных металлургических заводов. Выбор основных элементов электроремонтных мастерских. // Гипромез. - 1930 - №7- с.37-52.

88.Федорченко Л.П. О новой структуре ремонта электродвигателей // Промышленная энергетика. 1983. №1 . с. 17.

89.Феллер В. Введение в теорию вероятностей и её применения. Т. 1,2. М.: Мир , 1984.

90.Ферберов Л.Э. Нужны ли отраслевые нормы ППР. // Промышленная энергетика. - 1982. - №1. -С.55.

91.Фуфаев В.В. Кучинская O.A. Учет разнообразия электрических двигателей промышленных предприятий при организации электроремонта. // Промышленная энергетика. 1995. №9. с.42-48.

92.Хайтун С.Д. Проблемы количественного анализа науки. М.: Наука, 1989. -280 с.

93.Хастинг Н. , Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. М.: Статистика, 1980.

94.Хинчин А.Я. Предельные законы для сумм независимых случайных величин.

- М.: Гомсиздат, 1949.

95.Четыркин Е.М. , Калихман И.Л. Вероятность и статистика. - М.: Финансы и статистика, 1982.

96.П1онин Ю.П. Капитальный ремонт со сменой обмотки силовых трансформаторов напряжением 6-110 кВ. -М.:Энергоатомиздат, 1993,- 96с.

97.Яблонский А.И. Математические модели в исследовании науки. - М.: Наука. 1986.-352 с.

98.Янг JI. Лекции по вариационному исчислению и теории оптимального управления. Пер. с англ./под ред. В.М. Алексеева. М.: Мир , - 1974.- 488 с.

99. Action, Forman S. Analysis of Strait-Line Data (regression analysis). New York: Dover Publications, 1959.

100. Brown, Robert Goodell. Smoothing, Forecasting and Prediction (good presentation of exponential smoothing). Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1963.

101. Conover, W. J. Practical Nonparametric Statistics (very good introductory presentation of applications and theory). New York: Wiley, 1971.

102. Designing and Electricai Apparatus Service facility // Electrical Apparatus with Voltage. 1973. 25 №12.

103. Hauenstein P. Die Zuverlässigkeit and Betriebssicheit Elektrischen Maschienen. Bulletin des Schweizzerisohen elektrotechnischer. Vereins , 1965 , №12, s . 805-811.

104. Hoel, P. Introduction to Mathematical Statistics (a clear semi-mathematical presentation). New York: Wiley, 1962.

105. Kaufmann A. Introduction a la Combinatorique en vue des Applications. Dunod. Paris, - 1968.

106. Kendall M.G. ,Yule G.O. An introduction to theory of statistics, 14 e.d. , London, 1950.

107. Kraft, Charles H. and van Eeden, Constance. A Nonparametric Introduction to Statistics. New York: Macmillan, 1968.

108. Mosteller, F., Rourke, R. E. K., and Thomas, G. B. Probability with Statistical Applications. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1961.

109. Pareto V. Cours d'economie politique. Lausanne , 1897. Vol.2 P.l Ch.l.