Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние обеспечения эффективности ремонта деталей металлургического оборудования 8
1.1. Особенности ремонтных комплексов металлургических предприятий 8
1.2. Ресурсы ремонтного комплекса и управление ими 23
1.3. Выводы по главе 1 32
1.4. Предметная область, цель и основные задачи исследования 33
ГЛАВА 2. Обеспечение качества ремонта при формировании и реализации технологических решений 36
2.1. Формирование технологических решений ремонтного комплекса. 36
2.2. Выбор технологических решений в ремонтном комплексе 52
2.3. Выводы по главе 2 66
ГЛАВА 3. Разработка методики управления ресурсами ремонтного комплекса 67
3.1. Методика ситуационного управления ресурсами при ремонте деталей металлургического оборудования 67
3.2. Выводы по главе 3 82
ГЛАВА 4. Исследование автоматизированного управления ресурсами ремонтного комплекса 83
4.1. Программная реализация методики ситуационного управления ресурсами 83
4.2. Имитационное моделирование и практическая апробация пакета прикладных программ для автоматизированного управления ресурсами ремонтного комплекса 95
4.3. Выводы по главе 4 114
Общие выводы и заключение 115
Список литературы 117
- Ресурсы ремонтного комплекса и управление ими
- Выбор технологических решений в ремонтном комплексе
- Методика ситуационного управления ресурсами при ремонте деталей металлургического оборудования
- Имитационное моделирование и практическая апробация пакета прикладных программ для автоматизированного управления ресурсами ремонтного комплекса
Введение к работе
Актуальность работы. В основном производстве металлургических предприятий в непрерывном режиме используется сложное, крупногабаритное технологическое оборудование. Поддержание его в работоспособном состоянии входит в обязанности ремонтных комплексов (РК) предприятий. Обеспечение надлежащего уровня эксплуатационных свойств (ЭС) деталей технологического оборудования основных цехов способствует получению высоких характеристик жизненного цикла продукции.
Крупногабаритные, массивные узлы и детали, поступающие на ремонт, создают значительные (в том числе – встречные) грузопотоки в РК, и требуют больших временных затрат на перемещение и установку на оборудование ремонтной группы из-за необходимости использования подъемно-транспортных средств. Высокие требования к качеству отремонтированных деталей (например, допуск диаметра бочки прокатных валков и отверстий под подшипники качения в опорных подушках по IT7, допуск соосности посадочных поверхностей прокатных валков не более 0,5 мм на длине 5000 мм и т.д.) сложно обеспечить на тяжелом и недостаточно автоматизированном оборудовании РК.
Возникновение ситуаций, требующих экстренного внепланового ремонта деталей, характерное для металлургического производства, ведет к срыву планов текущего ремонта, необходимости привлечения дополнительных производственных ресурсов, недостаточной загрузке, или, наоборот, перегрузке оборудования. Неэффективное использование имеющихся ресурсов резко увеличивает длительность и стоимость ремонта.
Попытки неавтоматизированного решения задачи эффективного
использования ресурсов ремонтного производства не принесли желаемых результатов. Перспективы решения поставленной задачи возникли лишь с появлением автоматизированных систем управления производственными ресурсами (Enterprise Resource Planning, ERP).
Базовые версии модулей автоматизации поддержки ремонта как зарубежных, так и отечественных систем данного класса, ориентированы, в основном, на выполнение сервисных функций. Существующие модули ERP-систем, связанные с обеспечением распределения ресурсов при техническом обслуживании и ремонтах, лишь предоставляют возможности по составлению, и, отчасти, оптимизации планов ремонта. Разработка методологического аппарата, повышающего эффективность технологического обеспечения ремонта деталей металлургического оборудования при автоматизированном управлении производственными ресурсами является актуальной научной задачей, решение которой имеет важное значение для экономики РФ. Сказанное делает актуальной тему представленной диссертационной работы.
Степень научной разработанности темы исследования. Исследованием изнашивающих воздействий и дефектов деталей металлургического оборудования занимались Авдеев В.А., Гордиенко А.В., Друян В.М. Методы устранения дефектов, в частности наплавку, изучали Касаткин Н.Л., Кузнецов Н.Д., Тонн Г.А., Ульман И.Е. Разработкой теории направленного формирования эксплуатационных свойств деталей занимались Дальский А.М., Васильев А.С., Горленко О.А., Кондаков А.И. Проблемы планирования и ситуационного управления ресурсами ремонтного комплекса изучали Лунев В.Е., О'Лири Д., Поспелов Д.А.
Цель работы. Обеспечение качества ремонта деталей металлургического оборудования при минимальных затратах ресурсов инвариантно производственной ситуации.
Основные задачи исследования:
-
Разработка методики вариативного формирования и ситуационной реализации технологических решений (ТР) в РК.
-
Разработка критериев эффективности ремонта деталей металлургического оборудования.
-
Разработка методики ситуационного управления ресурсами РК и ее программная реализация.
-
Разработка практических рекомендаций по повышению эффективности ремонта деталей металлургического оборудования при автоматизированном управлении производственными ресурсами.
Научная новизна исследования заключается в выявлении закономерностей формирования ТР при ремонте деталей металлургического оборудования в условиях автоматизированного ситуационного управления производственными ресурсами.
Теоретическая значимость работы заключается в разработке
алгоритмического и методического обеспечения ситуационного управления ресурсами ремонтного комплекса, а также критериального аппарата селекции альтернативных вариантов формируемых решений.
Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по повышению эффективности ремонта деталей металлургического оборудования при автоматизированном управлении производственными ресурсами, программной реализации и производственной апробации методики ситуационного управления ресурсами РК. Внедрение на действующем предприятии пакета прикладных программ ситуационного управления ресурсами РК, и разработанных рекомендаций позволило повысить качество ремонта деталей металлургического оборудования (роликов установок непрерывной разливки стали (УНРС)) на 9 %, при снижении затрат на ремонт и повышении надежности технологического обеспечения ЭС роликов. Годовой экономический эффект составил 5,5 млн. руб.
Методы исследования. Использовались основные научные положения технологии машиностроения, проектирования технологических комплексов, научные основы металлургического (в частности, сталелитейного) производства, надежности технологического обеспечения ЭС, математическая статистика, теории принятия решений, ситуационного управления, и управления ресурсами предприятия.
Достоверность полученных научных результатов основывается на рационально выбранных и примененных методах научного исследования, подтверждается результатами статистического анализа экспериментальных данных, совпадением результатов производственного эксперимента с теоретически прогнозируемыми.
На защиту выносятся следующие положения:
методика вариативного формирования и ситуационной реализации ТР в РК;
критерии эффективности ремонта деталей металлургического оборудования;
методика ситуационного управления ресурсами РК и ее программная реализация;
- практические рекомендации по повышению эффективности ремонта деталей
металлургического оборудования при автоматизированном управлении
производственными ресурсами.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы модернизации современного машиностроения и металлургии» (Липецк, 2012), на 6-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее Машиностроения России 2013» (Москва, 2013), на 4-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Жизненный цикл конструкционных материалов» (Иркутск, 2014), на 8-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее Машиностроения России 2015» (Москва, 2015), на 9-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее Машиностроения России 2016» (Москва, 2016). Основные разделы диссертации докладывались на научных семинарах кафедры технологий машиностроения МГТУ имени Н.Э. Баумана в 2011…2016 гг.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 11 печатных работах, из которых 6 – в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК РФ. Общий объем публикаций 4,77 п.л. Список публикаций приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 191 страницу, в том числе 127 страниц текста, 37 рисунков, 38 таблиц, список литературы из 116 наименований и приложения на 64 страницах.
Ресурсы ремонтного комплекса и управление ими
Прокатные валки станов горячей прокатки достигают в длину 5000 мм, диаметр – 500…3000 мм (опорные валки), масса – 1000…150000 кг [14]. Корпусные детали также существенно различаются по массе и габаритам. Подшипниковые опоры роликов УНРС по наибольшей стороне достигают 300 мм, масса – 13…20 кг, опорные подушки валков стана горячей прокатки достигают в длину 1700 мм, масса – 10000…20000 кг. Доменные конусы по большому диаметру достигают 3000…5000 мм, по массе – до 40000 кг [15]. Крупногабаритные, массивные узлы и детали создают значительные грузопотоки в РК и требуют больших временных затрат на перемещение и установку на оборудование ремонтной группы в связи с необходимостью использования подъемно-транспортных средств [16].
Жесткие требования к показателям качества (например, допуск диаметра бочки прокатных валков и отверстий под подшипники качения в опорных подушках по IT7, допуск отклонения от соосности посадочных поверхностей прокатных валков не более 0,5 мм на длине 5000 мм и т.д.) [17] сложно обеспечить на тяжелом и недостаточно автоматизированном оборудовании РК.
При эксплуатации детали и узлы металлургического оборудования подвергаются комбинированному действию различных видов изнашивания (механического, термического, усталостного, коррозионного, эрозионного, химического и молекулярного) [15, 110]. Основные из них:
1. Механическое изнашивание возникает вследствие изменения установленных зазоров и посадок в местах сопряжения трущихся поверхностей, или нарушения заданной прочности поверхностного слоя деталей. Характерно в большей степени для роликов горизонтальной части УНРС, опорных прокатных валков, доменных конусов [18]. Абразивное механическое изнашивание по условиям работы характерно для щек, конусов и валков дробилок, футеровочных плит, оно усугубляется чрезмерным окислением рабочих поверхностей деталей и влечет за собой царапины (Рис. 1.4.а). Скорость абразивного изнашивания может достигать 0,5…5 мкм/ч [15].
2. Термическое изнашивание возникает вследствие циклического нагрева деталей при контакте с горячим металлом и охлаждения водой. Неравномерные нагревы и охлаждения различной частоты облегчают образование разрушающих напряжений в материале деталей [15], влекут за собой трещины на рабочей поверхности (см. Рис.1.4.б), а также способствуют интенсификации иных видов изнашивания [19, 20].
3. Усталостное изнашивание связано с многократным воздействием знакопеременных напряжений. Напряжения изгиба, перпендикулярные и параллельные оси прокатных валков и роликов УНРС, вызывают до 90 % деформаций и разрушений этих деталей (см. Рис. 1.4.в) [21, 22].
4. Коррозионное изнашивание возникает при контакте поверхностей деталей с водой, применяемой при охлаждении. Коррозия усугубляет местные разрушения и ускоряет иные виды изнашивания (см. Рис. 1.4.г). Это характерно для кристаллизаторов УНРС и иных деталей, работающих в агрессивной среде [111].
5. Механическое эрозийное изнашивание возникает при контакте воды, применяемой для охлаждения, с нагретыми поверхностями деталей. Вода испаряется, образуя пар высокого давления, циклически воздействующий на поверхности деталей [15, 19].
Изнашивающие воздействия влекут за собой образование дефектов, основные из которых рассмотрены в Таблице 1 [15]. Условия эксплуатации определяют различные доминирующие виды изнашивания, характерные для тех или иных деталей. Износ деталей бывает нормальным и внезапным (аварийным). Нормальный износ является следствием эксплуатации оборудования и протекает относительно медленно. Аварийным износом называют внезапное мгновенное разрушение деталей, вызванное дефектами [23, 24]. Интенсификации износа и возникновению дефектов способствуют несоблюдение режимов эксплуатации, невозможность технологического обеспечения требуемых ЭС ввиду выбора несоответствующей технологии и материалов, используемых при ремонте [25]. Таблица 1. Типовые дефекты деталей металлургического оборудования [15]
Группа деталей Типовые дефекты Валы и муфты - изменение диаметра и формы цапф;- появление царапин, рисок и задиров на шейках ицилиндрах;- изгиб и скручивание вала, появление трещин;- износ, смятие и выкрашивание рабочих поверхностейшпоночных канавок и шлицев;- износ и разрушение резьб.
Базовые детали - местные разрушения и трещины, возникающие чаще вместах внутренних пороков или литейных напряжений;- износ поверхностей трения, по которым перемещаются илина которые устанавливаются узлы машины;- износ поверхностей гладких и резьбовых отверстий в телебазовой детали, вызванной повторными сборками иразборками.
Подшипники качения - окислительный износ и усталостное разрушение дорожек ител качения;- ослабление посадок колец в корпусах и на валах;- разрушение колец или тел качения от смятия в результатечрезмерной нагрузки.
Зубчатые передачи и редукторы - истирание рабочих поверхностей зубьев;- выкрашивание рабочих поверхностей зубьев;- задирание зубьев;- заедание рабочих поверхностей зубьев;- абразивный износ рабочих поверхностей зубьев;- изгиб и наволакивание (наплывы) зубьев;- отслаивание поверхностных пленок зубьев;- поломки чугунных и твердых стальных зубьев при ударнойнагрузке.
Подшипники скольжения - износ рабочей поверхности вкладышей от радиальныхнагрузок;- износ боковых поверхностей вкладышей от осевыхнагрузок;- выкрашивание материалов вкладышей под действиемударных нагрузок;- поломки корпусов, шпилек и крепежных болтов;- неисправности смазочных устройств.
При ремонте деталей традиционно стремятся технологически обеспечить заданные производственно-технические показатели качества [26] (точность размеров, формы, взаимного расположения поверхностей; параметры шероховатости и др.), полагая, что это гарантирует высокие ЭС исполнительных поверхностей деталей [27, 28]. Между тем, доказано, что детали, отремонтированные по разным технологиям и обладающие близкими значениями показателей качества, существенно различаются по ЭС [29, 30].
Выбор технологических решений в ремонтном комплексе
Каждому элементу (дефекту) из множества F может быть поставлена в соответствие совокупность, в том числе и альтернативных, технологических методов, реализация которых устраняет дефект (МТП устранения дефекта). Путем их объединения, синтеза и модификации могут быть разработаны МТП (множество P) устранения ряда дефектов и получена таблица решений (Таблица 8). Таблица 8. Таблица решений для выбора МТП устранения дефектов Идентификаторы МТП устранения дефекта Pi P2 Ръ PA … PK Fi … + F2 + + … F3 + … … … … … … … … Fw-i + … Fw + + … Возможно, что существует единственный МТП, устраняющий данный дефект ремонтируемой детали (безальтернативный выбор), например, для дефекта Ft (см. Таблицу 8): Рк - ( i - 0)- (2-7) Если МТП устраняет несколько дефектов, например, процесс Р4 (см. Таблицу 8) устраняет дефект F2 и Fw: ЗЯ4 - {( 2 - 0) U {Fw - 0)} . (2.8) Для каждого сочетания дефектов U Fw деталей из множества {D} если U Fw Ф 0 существует множество (в том числе, альтернативных) МТП устранения дефектов данного сочетания, то есть \JFw {Pa,Pd,...,Pv}, (2.9) где Pa,Pd, ...,PV - идентификаторы МТП устранения сочетания дефектов \JFW. Идентификаторы указанного сочетания дефектов представляют собой ключ поиска процессов {Pa,Pd, ...,PV] в базе данных МТП ремонта. Мощность множества может быть различной, но не более К (см. Таблицу 8). Использование таблицы решений практически гарантирует ненулевой результат поиска указанных процессов (см. Таблицу 8).
Принципиальным отличием излагаемого подхода от существующего является обеспечение ремонта по фактическому состоянию и отказ от использования типового (единственного) процесса ремонта. Возможности автоматизированной системы управления ресурсами позволяют рассматривать альтернативные варианты процессов ремонта с целью наилучшего удовлетворения принятой системе критериев. Возможно, что единственного процесса, обеспечивающего устранение сочетания дефектов U Fw в результате поиска найдено не будет. В этом случае необходима модификация найденных процессов.
Модификация - направленное изменение объекта проектирования, осуществляемое для достижения целей последнего. Наиболее распространенным видом модификации МТП является структурно-параметрическая модификация с доминированием структурной составляющей. Доказано, что для сложных объектов, к которым относят и МТП, эффективность структурной модификации выше, чем параметрической [9].
При модификации структуры МТП выполняют следующие процедуры: 1. Сравнивают конструктивно-технологические признаки детали представителя и детали, для которой проектируют единичный МТП. 2. Выполняют поиск МТП-аналога. 3. Исключают из МТП - аналога, принятого за базовый, операции, не являющиеся необходимыми для изготовления заданной детали. 4. В модифицируемый МТП - аналог добавляют операции, необходимые для обеспечения конструктивно-технологических параметров заданной детали. Исключение операции из МТП - аналога, как правило, не вызывает затруднений и не ведет к существенным ошибкам при определении структуры единичного процесса.
Наибольшие трудности вызывает модификация структуры МТП - аналога при добавлении и включении в него операций, необходимых для обеспечения конструктивно-технологических параметров заданной изготавливаемой или ремонтируемой детали. Эти операции могут быть намечены при разработке, например, элементарных маршрутов обработки комплексов (ЭМОК) поверхностей, дополнительно имеющихся в конструкции заданной детали по сравнению с деталью-представителем [105].
Задача модификации МТП может быть сформулирована следующим образом: имеется процесс - аналог линейно-последовательной структуры и конечное множество ЭМОК поверхностей ремонтируемой детали, отсутствующих у детали-представителя. Предложить формализованные процедуры, позволяющие модифицировать процесс - аналог операциями ЭМОК. Ограничение: все операции множества ЭМОК должны быть либо присоединены к базовому процессу - аналогу, либо поглощены им. Присоединение означает автономность выполняемой операции в единичном МТП.
Поглощение предполагает: а) либо тождественность операции ЭМОК или его фрагмента соответствующей операции (фрагменту) процесса - аналога; б) либо модификацию операции (фрагмента) процесса - аналога операцией или фрагментом ЭМОК, т.е. их включение в структуру операции модифицируемого процесса - аналога. В последнем случае операция процесса -аналога сохраняет свое положение в структуре модифицированного МТП, но изменяет свой состав и структуру. Модификационные процедуры иллюстрируют Таблицы 9, 10. Здесь МТП - аналог представлен множеством операций {}, = 1,…,, ЭМОК множеством операций {}, = 1,…,. Каждый элемент этих множеств - символьная переменная. Основным процедурам модификации ТП -аналога (см. Таблицу 9) могут быть поставлены в соответствие формальные действия (см. Таблицу 10). Интерпретировать приведенные действия удобно с помощью их табличного отображения (Таблица 11).
В модификационной таблице (см. Таблицу 11) столбцы 1,…, соответствуют обозначениям операций МТП - аналога в последовательности их выполнения, строки 1,…, соответствуют операциям модифицирующего ЭМОК. Указанные множества дополнены нулевыми элементами (столбцом и строкой). Смысл этого поясняют формальные действия (см. Таблицу 10).
При их выполнении первым элементом всегда является элемент (операция) модифицируемого МТП - аналога, вторым - элемент (операция) модифицирующего ЭМОК. Модификация элементов (операций) МТП - аналога элементами (операциями) ЭМОК возможна, если у операций процесса - аналога и ЭМОК одинаковы группы реализующего их оборудования и пересекаются соответствующие множества возможных схем установки. Если модификация операции невозможна, то операция может быть выделена, как самостоятельная в структуре модифицированного МТП. Модификация с нулевыми элементами (см. Таблицу 10) является формальным, выполняемым по необходимости, действием.
Методика ситуационного управления ресурсами при ремонте деталей металлургического оборудования
Программная реализация методики ситуационного управления ресурсами РК выполнена на базе Windows-приложения «MTP.exe» (далее – пакет прикладных программ), разработанного на языке программирования Pascal в среде Borland Delphi 7. Системные требования: операционная система Windows XP и новее, оперативная память от 256 Мб, система управления базами данных Firebird 2.5. Атрибутивный состав таблиц базы данных и описание функций модулей пакета прикладных программ приведены в Приложении, П.3.
После запуска открывается экранное окно выбора деталей, поступивших на ремонт (Рис. 4.1.а). В окне реализованы функции модуля А11 «Ввести результаты дефектации» вариативно-ситуационного формирования МТП ремонта деталей (см. Рис. 3.1, 3.2). Нажатием кнопки «Добавить» открывают окно добавления деталей из множества ремонтируемых в РК (Рис. 4.1.б). В этом окне выполняют редактирование множества ремонтируемых в РК деталей. Кнопка «+» вызывает диалог добавления новой детали, «/» – редактирования атрибутов детали, «–» удаления детали.
Для каждой из поступивших на ремонт деталей по кнопке «Дефекты» открывают одноименное окно ввода описаний дефектов (Рис. 4.1.в). Нажатием кнопки «Добавить дефект» открывают одноименное окно (Рис. 4.1.г). Нажатием кнопки «Удалить дефект» открывают диалог удаления ранее добавленных дефектов, нажатием кнопки «Редактировать значение» – вводят и редактируют значения характеризующих дефекты параметров. Поддерживается редактирование таблиц базы данных, используемых при работе, через пользовательский интерфейс по кнопке «Справочники» (см. Рис. 4.1.а, д).
Нажатием кнопки «Сформировать таблицу для ввода параметров операций МТП» (см. Рис. 4.2) выводятся поля для ввода соответствующих параметров операций, аналогично Таблице 25. Для удобства пользователя при нажатии кнопки «Сохранить значения параметров» доступно сохранение введенных параметров в плоский файл, кнопкой «Открыть значения параметров» – загрузка ранее сохраненных файлов. Кнопка «Оборудование РК» (см. Рис. 4.2) определяет доступное к использованию оборудование РК, аналогично Таблице 26. Затем открывается окно формирования МТП устранения дефектов и ремонта деталей (Рис. 4.3). На Рис. 4.2 представлена реализация модуля А2 «Сформировать содержание операций и выбрать оборудование для реализации МТП» (см. Рис. 3.3).
В окне формирования МТП устранения дефектов и ремонта деталей выводятся предварительно рассчитанные в соответствии с модулем А3 (см. Рис. 3.4) затраты на реализацию (2.21) и оценки качества (2.31) МТП устранения дефектов деталей. В нижней части окна выводятся маршрутные процессы ремонта деталей, определенные в соответствии с модулем А4 структурной диаграммы (см. Рис. 3.5). Рис. 4.2. Окно формирования таблицы решений и ввода параметрического содержания операций
Окно формирования МТП устранения дефектов и ремонта деталей Контроль качества пакета прикладных программ выполняли с помощью динамической верификации (тестирования). Задачами тестирования являлись: выявление дефектов (ошибок, недоработок, опечаток и др.); обнаружение артефактов разработки (несоответствий методике ситуационного управления ресурсами РК (см. Главу 3) и последующее их устранение; анализ возможных сбоев в экранных интерфейсах взаимодействия с пользователем. При проведении тестирования и подготовке тестовых сценариев руководствовались стандартом IEEE 1012 [116]. В качестве критерия полноты тестирования выбрали наличие в тестовых сценариях всех возможных деталей (см. Приложение, Таблица П39), минимального и максимального наборов дефектов у них (см. Приложение, Таблица П40) при использовании всех применимых МТП устранения дефектов (см. Приложение, Таблица П41) и вариантов доступности оборудования тестового РК № 1 (Приложение, Таблица П46).
В цикле тестирования № 1 (с 01.09.2015 г. по 01.10.2015 г.) использовали сценарий, по которому на ремонт поступает деталь типа BR10 «Опора подшипника 230 Вн» (см. Приложение, Таблица П39) с дефектами, приведенными в Таблице 29. Возможные МТП устранения дефектов определены в соответствии с Приложением, Таблицей П41. Принято, что текущая производственная ситуация в РК предполагает возможность последовательного применения МТП P17 и P20 для ремонта детали. Схема выбора наилучшего варианта размещения технологического процесса ремонта этой детали в тестовом РК № 1 (см. Приложение, Таблица П45) приведена на Рис. 4.4. Поступающая на ремонт деталь попадает на склад дефектуемых деталей, после ремонта она перемещается на склад готовых деталей – точки «О» и «К» на Рис. 4.4. В соответствии с Приложением, Таблицей П65 известны показатели надежности обеспечения ЭС поверхностей SF06 и SF07 при устранении их дефектов с помощью МТП P17 и P20. С помощью МТП P17 возможно устранение дефектов поверхностей SF06 и SF07. В этом случае из схемы (см. Рис. 4.4) необходимо исключить МТП P20 и перемещать обработанные с помощью МТП P17 детали непосредственно в точку «К».
Имитационное моделирование и практическая апробация пакета прикладных программ для автоматизированного управления ресурсами ремонтного комплекса
Расхождение между минимальными и максимальными значениями в рамках практического исследования составило от 23 % для корпусов до 33 % для осей, в рамках имитационного моделирования – от 14 % для бандажей в РК № 2 до 47 % для осей в РК № 2 (см. Таблицу 37). По сравнению с типовым МТП в рамках практического исследования улучшение составило от 20 % для осей до 34 % для бандажей, в рамках имитационного моделирования – от 8 % для бандажей в РК № 3 до 90 % для осей в РК № 2. В случаях формирования МТП ремонта всех типов деталей, наилучшими оказались оценки , полученные в РК № 3 при имитационном моделировании (см. Таблицу 37). Наилучшие оценки в РК № 3 объяснимы тем, что этот цех был вновь разработан с применением современных стандартов проектирования технологических комплексов. При имитационном моделировании удалось добиться повышения показателя до 90 %, при практическом исследовании – до 34 %. Это свидетельствует о том, что имитационное моделирование не всегда учитывает особенности реального производства, однако построенные в пакете прикладных программ по интегральному критерию максимального качества (4.4) МТП ремонта наглядно иллюстрируют пути повышения эффективности ремонта деталей роликов УНРС в РК.
Средние трудоемкости выполнения ремонтных работ для бандажей (Рис.4.11.а), корпусов (Рис.4.11.б) и осей (Рис.4.12.в), полученные по типовому МТП и критериям (4.1)–(4.4) представлены на Рис. 4.11. Расхождение между минимальными и максимальными значениями в рамках практического исследования составило от 38 % для осей до 51 % для бандажей, в рамках имитационного моделирования – от 33 % для бандажей в РК № 2 до 62 % для осей в РК № 3 (см. Таблицу 37). По сравнению с типовым МТП в рамках практического исследования улучшение составило от 28 % для осей до 51 % для бандажей, в рамках имитационного моделирования – от 0 % для осей в РК № 2 до 60 % для осей в РК № 1. Снижение оценок по сравнению с использованием типового МТП свидетельствует о применимости методики и пакета прикладных программ для оптимизации трудоемкости ремонта деталей.
При обработке статистических результатов, полученных по итогам практического исследования применимости методики ситуационного управления ресурсами РК и разработанного пакета прикладных программ в РК № 4 в июле 2016 г. Выполнено сравнение среднемесячных оценок Г, 5Р, Я, К, Тт, полученных по типовому МТП и критерию максимального качества (4.4) для деталей BR01…BR18 (см. Приложение, Таблицу П39).
На Рис. 4.12 приведено сравнение средних путей движения I деталей BR01…BR09 при построении МТП ремонта по типовому МТП и критерию максимума качества (4.4) К - max. В случае использования критерия К - max значения показателя I для деталей BR02… BR09 оказались низкими, нежели при использовании типового МТП. Эта закономерность подтверждает эффективность применения разработанной методики для поиска оптимального пути движения детали по РК во время ремонта.
Сравнение средних затрат на ремонт SP деталей BR01…BR09 приведено на Рис. 4.13. Снижение показателей для МТП, реализованных по критерию К - max 5Р составило от 7 % для детали BR02 до 14 % для детали BR07. На Рис. 4.13 просматривается тенденцию к увеличению оценки 5Р с увеличением индекса детали, что обусловлено увеличением массы деталей (Приложение, Таблицу П39) и, следовательно, доли затрат на транспортировку 5ТР.
Сравнение средних оценок надежности технологического обеспечения ЭС И деталей BR01…BR09 представлено на Рис. 4.14. На графике присутствует разброс значений, напрямую зависящий от текущей производственной ситуации в РК. Использование методики ситуационного управления при поиске наилучших вариантов размещения МТП ремонта деталей BR02...BR04 и BR06…BR08 (в 67 % случаев) по критерию (4.4) позволило получить лучшие по сравнению с типовым МТП показатели Н.
Сравнение средних оценок качества К деталей BR01… BR09 для вариантов размещения МТП в РК приведено на Рис. 4.15.
При использовании варианта размещения МТП в РК, построенного, по критерию К - max, получили показатели К лучшие, нежели при использовании типового МТП ремонта. Улучшение составило от 1 % для детали BR06 до 22 % для детали BR05. Разброс оценок К объясняется нестабильностью показателя Н из-за изменения производственной ситуации в РК в режиме реального времени. Тренд к уменьшению оценок К, полученных и по типовому МТП, и по критерию К -» max, объясняется ростом затрат на ремонт 5Р (см. Рис. 4.13) и увеличением в них доли 5ТР из-за роста массы деталей.
Сравнение средних оценок трудоемкости выполнения ремонтных работ Тт деталей BR01…BR09 представлено на Рис. 4.16. Использование МТП, синтезированных в разработанном пакете прикладных программ по критерию К - max, позволило добиться снижения показателя Тт от 1 % для детали BR02 до 32 % для деталей BR01 и BR05. Использование методики ситуационного управления ресурсами РК позволяет строить МТП ремонта деталей, позволяющие при их реализации снизить значения Тт, что положительно сказывается на экономических показателях производства.
Сравнение показателей эффективности вариантов размещения МТП ремонта, полученных по типовому МТП и критерию (4.4) в рамках практического исследования, для деталей BR01…BR18 (см. Приложение, Таблицу П39) приведено в Таблице 38. Достижение максимальных значений по интегральному критерию качества (4.4) позволяет добиться существенно лучших технико-экономических показателей ремонта, нежели те, что получаются при использовании типовых МТП. Использование критериев (4.1) -(4.3) возможно в случаях, когда невозможно или экономически нецелесообразно добиваться максимальных показателей качества. В данных ситуациях показатели ремонта будут не хуже, а по некоторым критериям и лучше полученных в случае применения типового МТП.