Управление системой профилактики на транспорте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Олейников, Антон Владимирович

• Олейников, Антон Владимирович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Олейников, Антон Владимирович

Введение

Актуальность проблемы

ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса. Основные направления и ^ задачи решения проблемы

ГЛАВА 2. Теоретические исследования проектирования ^ технологии профилактики ГБО АТС

2.1 Моделирование многоступенчатой технологии профилактики ГБО АТС

2.2 Моделирование процесса восстановления

ГЛАВА 3. Технология экспериментального, информационного и статистического обеспечения системы профилактики ГБО 60 автобусов

3.1 Внутренние и внешние факторы, влияющие на изменение технического состояния газобаллонных АТС в условиях 60 эксплуатации Сибири

3.1.1 Внутренние факторы изменения технического состояния

3.1.2 Внешние факторы изменения технического состояния

3.2 Планирование эксперимента

3.3 Выбор плана испытания ГБО. Определение минимального ^ объема выборки ГБО

3.4 Данные о газобаллонных автобусах, участвующих в ^ эксперименте

3.4.1 Исходные данные по автобусам

3.4.2. Пробеги экспериментальных автобусов

3.5 Технология информационного обеспечения системы ^ профилактики ГБО автобусов

3.6 Оценка закономерностей распределения случайных величин ^g и показателей надежности

ГЛАВА 4 Моделирование многоступенчатой системы профилактики ГБО автобусов

4.1 Оценка оптимального технического ресурса элементов ГБО

4.2 Формирование системы профилактики ГБО автобусов

4.3 Моделирование характеристик процесса восстановления ГБО автобусов

4.4 Расчет технико-экономических критериев оптимизации ^ системы профилактики ГБО автобусов

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление системой профилактики на транспорте»

В настоящее время с переходом на рыночные отношения, коллективные и частные формы собственности, горизонтальные связи в хозяйственных образованьях, принципы плановости и централизма управления вошли в противоречие с конечными целями развития общества. Возникла необходимость в модернизации системы управления. Причем это касается всех уровней экономики, от отрасли до предприятия.

Процесс модернизации системы управления происходит в основном на уровне отрасли, применительно к автотранспортным предприятиям и фирмам он практически остановился.

С целью снижения статьей затрат на горюче-смазочные материалы многие пассажирские автотранспортные предприятия и фирмы в 19992001гг. переоборудовали значительную часть парка бензиновых автомобилей газобаллонным оборудованием, что позволило достичь значительной экономии средств. Однако из-за отсутствия прикладных исследований по разработке и созданию новых технологий профилактического обслуживания и ремонта газобаллонного оборудования сложилось трудное положение с обеспечением безотказной работы грузовых и пассажирских АТС, особенно в природно-климатических условиях Сибири.

Диссертационная работа посвящена решению проблемы управления качеством системы профилактики газобаллонного оборудования автотранспортных средств путем определения и внедрения характеристик надежности, формирования ступеней профилактики газобаллонного оборудования на основе экономико-вероятностной модели оценки средних удельных затрат. Уделяется внимание планированию и организации всего комплекса работ, методическим и практическим вопросам проведения расчетных, экспериментальных и статистических исследований.

Расчетные и экспериментальные исследования выполняются применительно к газобаллонному оборудованию отечественного производства.

Объем диссертационной работы составляет 164 страницы, в том числе 39 рисунков, 68 таблиц, библиография из 84 наименований, 4 приложений (объемом 29 страниц).

Расчетно-теоретические исследования были выполнены под научным и методическим руководством д.т.н., проф. Булгакова Н.Ф. и к.т.н., проф. Грушевского А.И.

Актуальность проблемы

По объему перевозок грузов и пассажиров автомобильный транспорт остается одним из ведущих видов транспорта. По данным работы [50] за 1998 г. в России автобусами было перевезено 24,4 млрд. пассажиров, что составляет более 70% пассажирских перевозок. В автомобильном транспорте используется около 40% трудовых ресурсов, около 60% расхода топлива нефтяного происхождения; около 65% всех транспортных издержек. Исходя из этих данных, можно говорить об автомобильном транспорте не только, как о крупном перевозчике и работодателе, но и как о крупном потребителе природных ресурсов.

Начиная со второй половины девяностых годов прошлого века, значительными темпами, в России идет переоборудование личного, общественного пассажирского и грузового автомобильного транспорта с бензиновыми двигателями на работу с бензина на газообразное топливо, особенно в тех регионах, где имеются нефтегазоперерабатывающие заводы или прилегающие к ним (в частности ими являются Хакасия и Красноярский край). Причем наибольшее количество переоборудованных автомобилей используют в качестве моторного топлива сжиженный нефтяной газ (СНГ). Это объясняется рядом преимуществ СНГ перед компримированным природным газом (метаном): бо'льшая концентрация тепловой энергии в единице объема; значительно меньшее рабочее давление в баллонах и соответственно меньшие прочность и толщина стенок баллона и запорной аппаратуры, их меньшая масса и стоимость; бо'льшие по сравнению с метаном показатели плотности паровой фазы и следовательно бо'льший массовый заряд на впуске. Преимущества перед бензином - все газы превосходят бензин по своей теплотворной способности, стоимости одного литра (м ) и относятся к наиболее чистым в экологическом отношении моторным топливам [49].

Представленная динамика потребления сжиженного нефтяного газа (см. график), для нужд автотранспорта в гг. Красноярск и Абакан, только подтверждает представленное утверждение.

2500

2000 х 1500 х О н

1000 500 0

I квартал II квартал III квартал IV квартал График расхода СНГ в гг. Красноярске и Абакане Процессы реформирования экономики обусловили появление на транспорте в результате разгосударствления и приватизации государственного имущества наряду с государственными предприятиями акционерных и малых частных предприятий. Переход на новые формы хозяйствования и собственности привел к конкуренции на рынке автотранспортных услуг.

Проблема реализации функций управления малыми и средними предприятиями заключается в отсутствии методической базы для их реального действия. Существующие нормативно-методические материалы для целей планирования деятельности АТП предназначены для предприятий, имеющих подвижной состав численностью более 50 единиц.

На современном этапе значительную долю автотранспортных предприятий составляют АТП с числом подвижного состава от 1 до 10 единиц. Для данных предприятий характерны в основном нестационарные процессы работы автомобилей и их обслуживания. Авторы [45] полагают, что использование для таких предприятий существующего «Положения о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава» становится неправомерным. Существующая система ТО и TP автомобилей не использует вероятностную модель расчета, не учитывает случайный процесс происхождения отказов и неисправностей автотранспортных средств. Красноярск 2004 год

---==1 Красноярск 2003 год к 1.r \

Абакан 2004 год ч 1

Абакан 2003 год

Использование данного документа для целей планирования работы крупных автотранспортных предприятий в условиях рыночной экономики также проблематично, так как существенно возросла роль случайной составляющей в работе подвижного состава.

В связи с этим первостепенной задачей является разработка плана профилактики автомобилей и определение соответствующих стоимостных затрат на поддержание автомобилей в работоспособном состоянии.

Под профилактикой понимают искусство предвидения, прогнозирования и сохранения номинальных параметров сложных систем на расчетном уровне эксплуатационной надежности. Синтез проектирования технологии профилактики АТС и управления образует систему профилактического обслуживания и ремонта АТС.

Система профилактики АТС позволяет: улучшить режим труда ремонтно-обслуживающего персонала; снизить вредное воздействие на окружающую среду.

Анализ данных показывает, что все отрасли транспорта, а также машиностроение, судостроение и радиопромышленность планируют различные виды технических воздействий с момента включения их в работу и до предельного состояния. Отрасль автомобильного транспорта применяет следующую технологию профилактики: ЕО, ТО-1, ТО-2, СО, текущий, индивидуальный, капитальный ремонты автомобилей. Выполняемый объем работ при TP автомобилей, в настоящее время выполняется с использованием стратегии по потребности в случайный момент, то есть в период проявления отказа. Данная стратегия имеет преимущество перед остальными: регламентной, групповой, комбинированной лишь в том, что ресурс детали вырабатывается полностью. Проявление не прогнозируемых, непредвиденных отказов могут привести не только к продолжительным простоям в очереди, но и к тяжелым последствиям.

Для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества обслуживания газобаллонного оборудования автомобилей необходимо дальнейшее развитие теоретических и прикладных разработок. Для решения поставленных проблем необходимо решить следующие самостоятельные задачи: определить закономерность образования центров группирования периодичности отказов газобаллонного оборудования в многомерном пространстве технической эксплуатации сложных систем; создать научные основы проектирования многоступенчатой технологии профилактики газобаллонного оборудования; создать модель оценки оптимальной периодичности и потребности ступеней профилактики; разработать модель оценки параметров оптимизации системы профилактики газобаллонного оборудования; определить структуру и динамику управления системой профилактики газобаллонного оборудования автомобилей, с учетом стратегий процесса их восстановления.

Целью исследования является повышение уровня надежности и эффективности управления профилактикой на автомобильном транспорте.

Объект исследования: технологический процесс управления системой технического обслуживания и ремонта на автомобильном транспорте.

Научная новизна заключается в следующем:

• предложена функциональная модель, включающая аналитические, нормативные, экономические модули для проектирования технического паспорта профилактики газобаллонного оборудования автобусов;

• модифицирована экономико-вероятностная модель оценивания оптимального технического ресурса элементов газобаллонного оборудования, позволяющая определить ресурс элемента, соответствующий минимальному значению средних удельных затрат на поддержание надежности;

• модифицирована аналитическая модель оценивания характеристик нестационарного процесса восстановления (ведущей функции, параметра потока), позволяющая уточнить существующие модели расчета потребности замен элементов;

• модифицирован алгоритм планирования периодичностей ступеней профилактики на периодических интервалах технического ресурса для оперативного управления системой профилактики.

Практическая значимость работы заключается в:

• разработке экспериментального и информационного обеспечения системы профилактики, что позволило осуществить сбор, обработку, анализ и хранение баз данных;

• разработке методики оценивания характеристик надежности и процесса восстановления, что позволило повысить работоспособность автотранспортных средств;

• разработке технического паспорта профилактики элементов газобаллонного оборудования автобусов - нормативно-технического документа, позволяющего прогнозировать разновидности профилактик на периодических интервалах технического ресурса.

Реализация результатов работы. Полученные результаты исследования позволили:

- внедрить технический паспорт профилактики ГБО автобусов в Государственном унитарном предприятии республики Хакасия «Автоколонна №2038», что способствовало повышению уровня надежности ГБО автобусов и совершенствованию системы обработки, анализа и хранения информации;

- внедрить теоретические положения в учебный процесс по дисциплине «Основы теории надежности и диагностика» в Красноярском государственном техническом университете и Хакасском техническом институте - филиале Красноярского государственного технического университета.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Олейников, Антон Владимирович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Решена научно - практическая задача, направленная на повышение уровня надежности и эффективности системы профилактики ГБО автобусов, эксплуатирующиеся в условиях Сибири.

2. Предложена функциональная модель управления работоспособностью газобаллонного оборудования автобусов, включающая аналитические, статистические, информационные, нормативные и экономические модули.

3. Разработан механизм проектирования технологии профилактики ГБО автобусов, включающий: модель оценивания оптимального технического ресурса по удельным средним минимальным эксплуатационным затратам (например, для клапана 1-й ступени редуктора - испарителя оптимальный технический ресурс Lopl =61,75 тыс. км при средних минимальных удельных затратах SHmin)=0^2py6/mbiom); модель оценивания характеристики эластичности, позволяющая определить оптимальный ресурс с учетом номера восстановления (например, для клапана первой ступени Э1пр1 = 42 тыс. км); модель оценивания оптимального периодического интервала bLom, позволяющая определить периодичность ступени профилактики 13, элементов ГБО. В результате обработки статистической информации установлено для элементов ГБО, лимитирующих надежность - три ступени профилактики с различными прогнозируемыми периодичностями, для элементов ГБО, лимитирующих безопасность и экологические параметры - шесть ступеней профилактики.

4. Разработана аналитическая модель оценивания характеристик процесса восстановления: ведущей функции и параметра потока, которая позволяет определить количество запасных частей и оборотных агрегатов на периодических интервалах технического ресурса.

5. Разработан технический паспорт профилактики ГБО автобусов для планирования и выполнения разновидностей ступеней профилактики на периодических интервалах технического ресурса ГБО автобусов.

6. Годовой экономический эффект от внедрения технического паспорта профилактики ГБО автобусов в ГУП РХ «Автоколонна №2038» составил около 1,2 тыс.руб./ автобус.

Таким образом, в диссертации разработана, используя модульный принцип, функциональная модель формирования аналитического, информационного, нормативного, программного и экономического обеспечения, предназначенная для поддержания высокого уровня надежности автотранспортных средств, оптимизации и управления системой профилактики как сложной системы. Диссертационная работа является новым решением важной научно-технической задачи управления эксплуатационной надежностью автотранспортных средств, позволяет обеспечить безотказное функционирование АТС в расчетные периодические интервалы технического ресурса с учетом стратегий процесса восстановления и средств диагностики.

129

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Олейников, Антон Владимирович, 2006 год

1. Авдонькин Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. - М: Транспорт, 1977.- 288с.

2. Автомобильный справочник BOSCH. М: За рулем, 2002.-896с.

3. Автомобильный транспорт: организация и эффективность. М: Транспорт, 1985.-208с.

4. Анисимова А.П., Юфин В.К. Экономика, организация и планирование автомобильного транспорта: Учеб. пособие. М: Транспорт, 1986.-248с.

5. Апсин В.П. и др. Совершенствование текущего ремонта на автотранспортных предприятиях. Душанбе: Ифрон, 1985.-158с.

6. Аринин И.Н. Диагностирование технического состояния автомобилей. М: Транспорт, 1978.-176с.

7. Аунапу Ф.Ф. Научные методы принятия решений в управлении производством. М: Экономика, 1974.-134с.

8. Бедняк М.Н. Моделирование процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей. Киев: Высшая школа, 1983.-131с.

9. Беляков А. Евро 2 и другие ограничения для въезда в ЕС // Международные автомобильные перевозки.-1996.-№3.-с 28-29.

10. Ю.Бережной В.И., Бережная Е.В. Методы и модели управления материальными потоками микрологистической системы автотранспортного предприятия. Ставрополь: Интелект-сервис, 1996.-155с.

11. П.Богданов Г.А., Гуров B.C. и др. Надежность аппаратуры передачи данных. М: Связь, 1977.-193с.

12. Болбас М.М. Основы технической эксплуатации автомобилей. -Минск: Амалфея, 2001.-352с.

13. Борисенко А.Н. Повышение эффективности использования автомобилей КамАЗ путем оптимизации режимов вождения. Дисс. канд. техн. наук: 05.22.10/ЛИСИ, 1984.-232с.

14. М.Борисенко А.Н., Олейников А.В., Иноземцев Д.П. Стенд для диагностики газобаллонной системы питания автомобилей в условиях АТП. // Вестник ХТИ-фил. КГТУ.-2003.-№15.-с.58-62.

15. Борисенко B.C. Аристов А.И. Надежность механических систем в процессе эксплуатации. М: Знание, 1980.- с.38-75.

16. Булгаков Н.Ф., Шейнин A.M., Зарубкин В.А. Метод системного подхода при планировании текущего ремонта автомобилей // Труды МАДИ. М: МАДИ, 1974, вып. 79.

17. П.Булгаков Н.Ф., Бурхиев Ц.Ц. Теоретические основы проектирования системы профилактики автотранспортных средств // транспортные средства Сибири: материалы второй межвузовской научно-практической конференции. Красноярск, КГТУ, 1996,с. 107-110.

18. Булгаков Н.Ф. Статистические модели оптимизации и управления эксплуатационной надежностью автотранспортных средств. Дисс. На соиск. Уч.степ д.т.н. Красноярск 2000.

19. Булгаков Н.Ф., Бурхиев Ц.Ц. Альтернатива существующей системе текущего ремонта // Автомобильный транспорт №2 , Москва, 1991г.

20. Булгаков Н.Ф., Бурхиев Ц.Ц Управление качеством профилактики автотранспортных средств. Красноярск: КГТУ, 2002.-184с.

21. Булгаков Н.Ф., Олейников А.В. Исследование безотказности долговечности газобаллонных автомобилей на базе автоколонны № 2038 г. Абакана // Вестник ХТИ-фил. КГТУ.-2003.-№15.-с.98-105.

22. Выбор оптимального распределения перевозок между различными видами транспорта. Красноярск: КПИ, 1980.-36с.

23. Власов В.М. Исследование и разработка методов применения диагностики при техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автотранспортных предприятий общего пользования. Дисс. канд. техн. наук: 05.22.10/МАДИ, 1975.-195с.

24. Вознюк В.Н. Надежность тепловозов. М: Транспорт, 1991.-217с.

25. Воронов В.П. и др. Оптимизация оценочного периода для прогнозирования показателей качества ремонта агрегатов и узлов автомобиля на участках АТП. М: Минавтотранс РСФСР, 1987.-42с.

26. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М: Высшая школа, 1997.-342с.

27. Григорьев, Колубаев. Газобаллонные автомобили. М: Машиностроение, 1989.-137с.

28. Гудков В.А., Миротин Л.Б. Технология, организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками.- М: Транспорт, 1997.-254с.

29. Гурвич И.Б., Сыркин П.Э. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей. М: Транспорт, 1984,- 141с.

30. ГОСТ 27.503-81 Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности.

31. ГОСТ 13377-75 Надежность в технике. Термины и определения.

32. ГОСТ 17510-79 Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений.

33. ГОСТ 20738-75 Надежность в технике. Расчет показателей безотказности восстанавливаемых объектов (без резервирования).

34. ГОСТ 20911-75 Техническая диагностика. Основные термины и определения.

35. ГОСТ 23564-79 Техническая диагностика. Показатели диагностирован ия.

36. Диагностика технического состояния автомобилей Н.Я. Говорущенко. М: Транспорт. - 1970, 256 с.

37. Дубовкин Н.Ф. Легкие моторные топлива и их компоненты. Справочник.-М.: Химия, 1999 480с.

38. Ерохов В.И. Экономичная эксплуатация автомобиля. М: ДОСААФ, 1986.-128с.39.3айцев Е.И. и др. Надежность автотранспортных средств: Учеб. пособие.-СПб: СПбГИЭА, 1994.-94с.

39. Игнатов В.А. и др. Прогнозирование оптимального обслуживания технических систем. Киев: Знание, 1981.-24с.

40. Керимов Ф.Ю. Теоретические основы сбора и обработки информации о надежности машин. Учеб. пособие. М: МАДИ, 1979.-135с.

41. Кленников Е.В. и др. Газобаллонные автомобили: техническая эксплуатация. М: Транспорт, 1986. -94с

42. Кузнецов Е.С. Управление техническими системами. Учеб. Пособие. -М:МАДИ (ТУ), 1999. 202с.

43. Курников И.П. Эффективность технического перевооружения производства. Киев: Высшая школа, 1983.-103с.

44. Лукинский B.C., Бережной В.И. и др. Логистика автомобильного транспорта: концепция, методы, модели. М: Финансы и статистика, 2000.-280с.

45. Лукинский B.C., Зайцев Е.И. Прогнозирование надежности автомобилей. Ленинград: Политехника, 1991.-238с.

46. Лукинский B.C. и др. Практикум по разработке трансфинплана АТП с использованием методов прогнозирования и принятия решений.- Л: ЛИЭИ, 1987.-81с.

47. Лукинский B.C. и др. Модели и алгоритмы управления обслуживанием и ремонтом автотранспортных средств: Учеб. пособие.-СПб: СПбГИЭА, 1997.-122с.

48. Льотко В, Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания.-М: МАДИ(ТУ), 2000.-311с.

49. Максимов В.А., Сарбаев В.И., Хазиев А.А. Техническая эксплуатация городских автобусов (особенности организации и управления): Учебное пособие / Под ред. д.т.н. Максимова В.А. М: МГИУ, 2002. - 112с.

50. Марков О.Д. Автосервис: Рынок, автомобиль, клиент.- М: Транспорт, 1999.- 270с.

51. Масино М.А. и др. Автомобильные материалы. Справочник инженера-механика. М: Транспорт, 1971.-292с.

52. Методические рекомендации по выполнению расчетов экономической эффективности внедрения мероприятий новой на автомобильном транспорте,- М: Транспорт, 1982.-183с.

53. Морев, Плеханов. Устройство и обслуживание газобаллонного оборудования. М: ДОСААФ, 1987.-68с.

54. Панкратов Н.П. и др. Как определить ресурс аккумуляторной батареи // Автомобильный транспорт, 1989 №3.-27с.

55. Правдин Н.В. и др. Взаимодействие различных видов транспорта.- М: Транспорт, 1989.-208с.

56. Панов Ю.В. Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей. М: Издательский центр «Академия», 2002.-160с.

57. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. М: Транспорт, 1988. - 73с.

58. Ревков Г.А. Надежность транспортных машин. Конспект лекций. М: МАМИ, 1986.-66с.

59. Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации. М: Транспорт, 1989.-126с.

60. Рощак С.В. Совершенствование технологии оперативного управления текущим ремонтом автомобилей в автотранспортных предприятиях. Дисс. канд. техн. наук: 05.22.10 /МАДИ, 1983.-216с.

61. Секацкий B.C. Управление качеством. Красноярск: КГТУ, 2000.-200с.

62. Семенов Н.В. Техническое обслуживание и ремонт автобусов: Учеб. Пособие для автотранспортных техникумов. М: Транспорт, 1987.-256с.

63. Силкин А.А. Грузовые и пассажирские автомобильные перевозки.- М: Транспорт, 1985.-255с.

64. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. Под общ. ред. B.C. Королюка. М: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985.-640с.

65. Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах. Учеб. пособие. Под ред. Г.В. Дружинина. М: Энергия, 1976.-448с.

66. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Крамаренко Г.В., Шейнин A.M., Зарубкин В.А., Напольский Г.М. Под общей ред. Крамаренко Г.В. М: Транспорт, 1972. - 436с.

67. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. 4-е изд.,перераб. и дополн./ Кузнецов Е.С., Болдин А.П. и др. М: Наука, 2001. -535с.

68. Травин С.Я., Промыслов JI.A. Оценка и обеспечение надежности судового оборудования. Ленинград: Судостроение, 1988.-204с.

69. Трушин В.М. Газобаллонное оборудование и арматура для газобаллонных автомобилей. М: Недра, 1990.-112с.

70. Управление качеством продукции: Международные стандарты.-М: ВНИИС, 1992.-171с.

71. Цинцадзе Г.В., Керимов Ф.Ю., Шейнин A.M. Определение показателей процесса восстановления при комбинированной стратегии замен деталей машин Труды МАДИ. М., 1978, вып. 152

72. Шейнин A.M. Эксплуатационная надежность автомобилей: Методическое пособие для слушателей факультета повышения квалификации руководящих работников и преподавателей ВУЗОВ. М: МАДИ, 1973.- 148с.

73. Шейнин A.M. Управление надежностью машин в эксплуатации. М: Знание, 1980,с.-337.

74. Шипачев B.C. Высшая математика.- М: Высшая школа, 1998.- 479с.