Повышение эффективности эксплуатации машин технологического комплекса методом частичного резервирования (на примере культуртехнических

Рис.5. Зависимость эксплуатационной надежности технологических машин от времени устранения отказа.

Из графика видно, что из-за увеличении времени устранения отказа, коэффициент эксплуатационной надежности имеет тенденцию к снижению в случае организации работы машин без использования резерва, в то время когда коэффициент эксплуатационной надежности /5/, при использование резерва в ТКМ, будет оставаться на высоком уровне до момента отказа резервных машин.

На круговых диаграммах (см. рис.6.) представлены изменения времени работы ТКМ, требующие для выполнения заданного объема культуртехнических работ.

Как видно из диаграмм, изображенных на рис. 6, время на технологический процесс в случае с резервированием машин увеличилось на 14%, за счёт снижения потерь времени от ожидания ремонтов и исключения потерь времени на ремонтно-технические воздействия.

Рис. 6. Распределение временного фонда работы ТКМ.

При изучении выбранного нами комплекса для культуртехнических работ было установлено, что в среднем его производительность составляет 250 га в год, поэтому при исследовании эффективности разработанной методики была взята данная производительность.

Проведенные исследования по определению эффективности производственных процес­сов в мелиоративном строительстве с использованием машин показали, что в основном применяется критерий минимума приведенных затрат.

С использованием этого критерия были проведены оптимизационные расчёты двух вариантов работ ТКМ без использования резервных машин, в другом же случае с резервными машинами с использованием целевой функции /6/:

/6/

где- приведенные комплексные затраты, руб/га;

- балансовая цена i-й технологической машины, руб.;

- отчисления на амортизацию i-й технологической машины, доля/год;

- нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений, вместо него можно использовать процентную ставку банка на погашение кредита;

- удельный вес работы i-й машины на j-й операции в годо­вом объеме работ, доля;

- количество технологических машин;

- затраты на заработную плату, ремонты, техническое обслуживание, доставку, хранение, топливо-смазочные материалы, руб/га;

- потери производительности комплекса, га;

- реализационная стоимость выполненной работы, руб/га;

Использование резервных технологических машин будет экономически целесо­образно только при условии, если приведенные комплексные затраты от использования резерв­ной техники будут меньше, чем без резервирования: .

Характер изменения отдельных составляющих целевой функции при введении дополнительных машин в технологический процесс мелиоративного строительства представлен на рис.7.

Рис.7. Характер изменения составляющих затрат на содержания ТКМ при привлечении резервной техники на 1000 маш.ч

Из зависимостей, представленных на рис.7., видно, что при привлечении дополнительной техники затраты возрастают, а потери строительной продукции при введении резервной техники снижаются за счет сокращения простоев техники на выполнении технологического процесса.

Зависимость комплексных затрат является экстремальной, ее минимальному значению соответствует оптимальное количество резервных агрегатов.

Анализ динамики изменения составляющих приведенных эксплутационных затрат показывает, что рост затрат связанный с привлечением дополнительных (резервных) технологических машин приводит к снижению потерь от простоя агрегатов ТКМ из-за отказа. Из графика видно, что при отсутствии резерва в ТКМ, приведенные затраты на эксплуатацию имеют максимальное значение, что объясняется значительными потерями от простоев агрегатов.

Минимальное значение приведенных эксплуатационных затрат отмечается при обеспеченности ТКМ резервом с кратностью в единицу, соответствующей соотношению одной основной технологической машине к одной резервной. В этой области затраты на дополнительные технологические машины, компенсируются снижением удельного веса потерь от простоя агрегатов ТКМ по техническим причинам.

Дальнейшее увеличение кратности резервирования, для рассматриваемого технологического комплекса, приведёт к увеличению приведенных эксплутационных затрат, по причине, непропорционального снижения затрат связанных с простоем по техническим причинам и роста затрат на содержание дополнительной резервной техники.

Рис. 8. Объем выполненной работы технологическим комплексом машин за 1000 маш.ч.

Из диаграммы представленной на рис.8. видно, что ТКМ с резервом увеличивает объем выполненной работы на 21 га (10%) за счёт мгновенных устранений отказов, посредством замены отказавших основных технологических машин, резервными.

Технико-экономические показатели работы технологического комплекса представлены на рис.9. Диаграмма демонстрирует, что технологический комплекс с резервированием обладает наименьшими приведенными комплексными затратами, которые на 1891,08 руб/га (38%) ниже приведенных комплексных затрат технологического комплекса машин без эксплуатации резервной техники.

Рис. 9. Приведенные комплексные затраты на эксплуатацию ТКМ машин, руб/га.

Расчёт показал что годовой экономический эффект от внедрения полнокомплектного резервирования машин составил 621 тыс. рублей (в ценах на 2006 г.). При этом необходимо отметить, что в расчетах не учитываются сокращение потерь связанных с простоем ремонтного звена и простоя взаимодействующих технологических машин по причине отказа любой из них, следовательно экономический эффект будет ещё больше.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ современного состояния сельскохозяйственных земель показал, что за последние десятилетие в условиях полного или частичного отсутствия эксплуатации и ухода за мелиоративными землями возникла проблема вторичного зарастания используемых угодий. Поэтому в настоящее время актуальны задачи по реанимации вышедших из оборота мелиоративных земель, которые в основном, возможно, решить проведением культуртехнических работ.

2. Анализ статистических данных эксплуатации мелиоративных и строительных машин показал, что на эффективность проводимых работ, значительно влияют потери связанные с большим количеством простоев машин.

3. Анализ статистических данных о простоях технологических агрегатов показал, что большее количество простоев связано с аварийными отказами, которые составляют 35-45% от всех простоев машин.

4. Установлено, что большая часть отказов машин технологического комплекса связана с отказами агрегатируемой машины (орудия), которые составляют 70% от общего числа отказов агрегата в целом, а также установлено что, среднее время безотказной работы агрегатируемых машин в 4 – 5 раз меньше, чем базовых машин.

5. Анализ отказов технологических машин показал, что эти отказы связаны с производственными дефектами, а также из-за конструктивного несовершенства технологических машин.

6. Анализ взаимодействия машин, входящих в технологический комплекс как системы массового обслуживания, показал, что его состав создает вероятностные потоки отказов, значительно отличающиеся своей интенсивностью.

7. Разработана математическая модель резервирования машин технологического комплекса, позволяющая определить условия эффективности полнокомплектного ненагруженного резерва с одновременным учётом состава ремонтно-технической службы.

8. Разработанная методика оптимизации производственного процесса культуртехнических работ, с учётом технико-экономических показателей, позволила повысить производительность ТКМ на 9% из-за сокращения времени устранения отказа и снизить на 38% приведенные комплексные затраты на весь технологический процесс.

9. Разработанные рекомендации повышения эффективности эксплуатации машин технологического комплекса, методом резервирования, могут применяться и для других технологических комплексов машин, эксплуатируемых в различных отраслях.

10. Эффект от внедрения разработанной методики и рекомендаций по её применению в ФГУ «Спецмелиоводхоз» Московской области позволили повысить производительность технологического комплекса в среднем на 10% и снизить приведенные затраты на 15%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Апатенко А.С., Грачёв Р.Ю. Оценка надёжности агрегатов в технологических комплексах машин (на примере культуртехнических работ) // Проблемы научного обеспечения развития эколого-экономического потенциала России.: Сборник научных трудов. – М.:МГУП, 2004 г. – 2 п.л.

2. Грачёв Р.Ю. Влияние технико-технологического состояния агрегатов на эффективность культуртехнических работ // Техника и технология. №1 (13). – М.: Компания Спутник +, 2006 г. –2,5 п.л.

3. Грачёв Р.Ю. Предпосылки применения метода резервирования технических средств в мелиоративном строительстве // Естественные и технические науки №1 (21) – М.: Компания Спутник +, 2006. – 1,5 п.л.

4. Евграфов В.А., Грачёв Р.Ю. Повышение эффективность работы культуртехнический комплексов машин путем эксплуатационного резервирования // Эффективность использования средств механизации в сфере природообустройства. – М.: МГУП, 2006 г. – 2 п.л.

5. Грачёв Р.Ю. Роль культуртехнической мелиорации в повышении эффективности сельскохозяйственных работ // Естественные и технические науки №3 (23). – М.: Компания Спутник +, 2006 г. – 1,5 п.л.

6. Грачёв Р.Ю. Эксплуатационное резервирование как метод повышения технической готовности машин // Вестник МГАУ «Агроинженерия» Выпуск №2 (22). – М.: ФГУ ВПО МГАУ 2007 г. – 2 п.л. (рекомендовано ВАК)

Оригинал – макет подписан к печати

Формат 60х84 1/16. Печать офсетная.

Заказ № Тираж 100 экз.

Отпечатано в лаборатории оперативной полиграфии

® Московский государственный

университет природообустройства