Введение к работе
Актуальность работы. Промышленно развитые страны мира в производстве и эксплуатации машин, а также при оказании различного рода услуг используют системы менеджмента качества (СМК) в соответствии с международным стандартом ISO 9001:2008. Основными задачами СМК на производстве является контроль в процессе разработки новых изделий, оценка качества опытных образцов, контроль качества поставляемых материалов и комплектующих изделий, планирование качества изготовления изделий и производственных процессов.
Низкая платежеспособность и недостаток государственной финансовой поддержки отечественных сельскохозяйственных товаропроизводителей не позволяют обеспечивать необходимое количество техники для выполнения сельскохозяйственных работ в оптимальные сроки, что ведет к снижению спроса на эту продукцию. В результате снизился объем производства тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов для агропромышленного комплекса более чем в 16 раз и в 2010 г. составил всего лишь около 6 % от уровня 1985 г.
В этой связи в настоящее время средний возраст парка основных видов сельскохозяйственной техники составляет около 20 лет, а наличие машин с 1990 г. уменьшилось более чем на 77 %, что привело к существенному росту потребности в ремонте имеющейся техники. В то же время не отремонтированными остаются более 50 % машин, требующих ремонта.
Одновременно с недостаточным объемом поставок новой сельскохозяйственной техники обострилась проблема качества машин и запасных частей, поставляемых агропромышленному комплексу. Анализ отчетов машиноиспытательных станций Минсельхоза РФ за последние годы показал, что количество машин, имеющих отклонения от требований технических условий, составляет 85 - 90 %, среди которых свыше 20 % изготавливаются с нарушениями геометрических размеров. По отдельным группам машин нормативам надежности не соответствуют до 74 % испытанных образцов техники. В село поступают более 40 % бракованных запасных частей.
Таким образом, повышение качества запасных частей и машин сельскохозяйственного назначения - одно из важнейших направлений в техническом обновлении средств механизации сельского хозяйства, которое возможно реализовать, обеспечивая высокоэффективную организацию входного контроля качества на дилерских предприятиях системы агроснабжения, предприятиях технического сервиса и непосредственно у производителей сельскохозяйственной продукции.
Цель диссертационной работы. Научное обоснование новых направлений в организации, технологии и техническом оснащении входного контроля качества техники и запасных частей на основе внедрения бесконтактных оптико-электронных измерительных устройств, обеспечивающих повышение эффективности этого процесса, технической готовности реализуемых изделий и, в конечном итоге, производства сельскохозяйственной продукции.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели исследования предусмотрено решение следующих основных задач:
обосновать необходимость повышения эффективности входного контроля качества запасных частей и сельскохозяйственной техники;
сформировать теоретические зависимости эффективности входного контроля качества от факторов, обеспечивающих высокий уровень организации этого процесса при использовании новых методов и средств измерений;
оптимизировать методы и средства автоматизированных бесконтактных измерений геометрических размеров изделий;
разработать методику выбора бесконтактных средств измерений;
уточнить методику обработки результатов оптико-электронных измерений геометрических размеров изделий;
обосновать методику оценки остаточного ресурса изделия по его размерам в поле допуска;
научно обосновать методику оценки эффективности входного контроля качества машин с использованием математического моделирования;
сформировать научно обоснованные рекомендации по разработке и внедрению эффективных методов организации, технологии и технического обеспечения входного контроля качества запасных частей и сельскохозяйственной техники;
оценить технико-экономические результаты внедрения новых методов и технологий входного контроля качества запасных частей и сельскохозяйственной техники.
Объект исследования. Процесс входного контроля качества машин и запасных частей, поставляемых сельскому хозяйству, на дилерских предприятиях материально-технического обеспечения агропромышленного комплекса.
Предмет исследования. Основные технико-экономические показатели машин и геометрические параметры запасных частей, поставляемых сельскому хозяйству.
Методы исследований. Теоретические исследования предусматривали использование теорий вероятности, массового обслуживания и управления качеством продукции. В экспериментальных исследованиях - методы планирования эксперимента, имитационного моделирования процессов и стандартные методики обработки статистических данных, в том числе регрессионный анализ. Результаты теоретических исследований подтверждены данными экспериментальных исследований, выполненных с помощью моделирования исследуемых процессов на ЭВМ и в производственных условиях, что подтверждает целесообразность выбранных методов исследований.
Научная новизна заключается в теоретическом обосновании новых направлений в организации, технологии, техническом оснащении и оценке эффективности входного контроля качества запасных частей и техники сельскохозяйственного назначения:
обоснована методика определения показателей качества входного контроля, позволяющая выделить в качестве основного критерия оценки - прирост готовности поставляемых машин и повышение качества запасных частей;
обоснована зависимость готовности реализуемых изделий от интенсивности их перехода из различных технических состояний в работоспособное по результатам входного контроля;
определены зависимости точности триангуляционных методов измерений от различных характеристик этого процесса (расстояний до измеряемого изделия, угла между лучом и изделием и др.), которые использованы при обосновании бесконтактной оптико-электронной измерительной системы геометрических параметров изделий;
научно обоснована зависимость ресурса деталей от их размеров в поле допуска, что доказывает необходимость оценки точности измерений в поле допуска измеряемых параметров;
на основе полученных зависимостей разработана математическая модель оценки эффективности входного контроля качества техники и запасных частей.
Практическая значимость результатов исследования заключается в повышении эффективности входного контроля качества запасных частей и техники сельскохозяйственного назначения за счет следующих научно обоснованных мероприятий:
внедрения бесконтактных автоматизированных технических средств контроля геометрических размеров изделий;
внедрения методов выбора бесконтактных средств измерений при входном контроле запасных частей и техники сельскохозяйственного назначения;
внедрения в процесс агротехнического обеспечения рекомендаций по совершенствованию организации и технологии при техническом переоснащении процесса входного контроля;
обеспечения увеличения готовности реализуемой сельскохозяйственной техники и повышения качества запасных частей;
разработки для практического использования компьютерной программы оценки эффективности входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей.
Реализация результатов исследования. Результаты исследования в качестве рекомендаций используются для повышения эффективности входного контроля качества машин и запасных частей на предприятиях материально-технического обеспечения АПК. Они одобрены и предложены Научно-техническим советом департамента научно-технологической политики и образования Минсельхоза РФ для широкого использования в системе агроснабже-ния и включены в «Положение по организации входного контроля качества машиностроительной продукции, поступающей агропромышленному комплексу», утвержденного руководством ОАО «Росагроснаб».
Результаты теоретических и экспериментальных исследований рассмотрены и внедрены в ОАО «КрасныйЯрагроснаб», ОАО «Октябрьское», ОАО «Тамбовагропромснаб», ОАО «Одинцовский машиностроительный завод», ОАО «Тываагроснаб», ОАО «Мособлагроснаб», ОАО «Росагроснаб», что подтверждается соответствующими актами.
Результаты исследований широко используются в учебном процессе при подготовке специалистов технического сервиса машин и материально-технического обеспечения агропромышленного комплекса.
Апробация работы. Основные положения исследования процесса входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей доложены, обсуждены и одобрены на: Международной научно-практической кон-
ференции, посвященной 75-летию МГАУ им. В.П. Горячкина «Актуальные проблемы агроинженерной науки» (г. Москва, 12 - 14 октября 2005г.); Международной научной сессии «Агротехинновации в АПК» (г. Москва 24 - 26 октября 2006г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 140-летию со дня рождения В.П. Горячкина «Инновации в области земледельческой механики» (г. Москва 12-13 февраля 2008г.); Семинаре-совещании ОАО «Росагроснаб» в МГАУ им. В.П. Горячкина (г. Москва 27 февраля 2009г.); Международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, 15-16 декабря 2009г.); Научно-техническом совете Мин-сельхоза РФ (г. Москва, 23 декабря 2009г.); Международной научно-практической конференции «Научные проблемы автомобильного транспорта» (г. Москва, 20-21 мая 2010г.); Международной научно-практической конференции «Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве». (Ярославская обл., г. Углич, 14-15 сентября 2010г.); Международной научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии» (г. Москва 7-8 октября 2010г.); Международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, 14-16 декабря 2010г.); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы качества и конкурентоспособности товаров и услуг» (г. Набережные Челны, 21-22 февраля 2011г.); Международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве» (г. Москва, 12 - 13 мая 2011г.); Научно-техническом совете ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина (г. Москва, 19 мая 2011г.); Международной научной сессии «Инновационные проекты в области агроинженерии» (г. Москва, 6 - 7 октября 2011 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 40 печатных работ общим объемом 41,1 печатных листа, в том числе в одной монографии, в двух нормативных документах, в трех учебно-методических пособиях, в 32 статьях (19 из них - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертаций) и тезисов докладов, имеется два патента РФ на полезные модели.
На защиту выносятся научно обоснованные направления в организации, технологии и техническом перевооружении процесса входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей, в том числе:
обоснование необходимости совершенствования процесса входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей, поставляемых АПК;
научное обоснование необходимости внедрения бесконтактных методов и технических средств при входном контроле;
зависимости эффективности входного контроля качества от факторов, влияющих на уровень организации этого процесса;
методика оценки эффективности входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей;
рекомендации по организации, технологии и техническому оснащению входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей;
результаты оценки технико-экономической эффективности входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей с использованием новых методов и средств измерений.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация включает введение, пять глав, общие выводы, список используемых источников информации из 278 наименований, в том числе 8 на иностранном языке и приложения на 40 страницах. Объем диссертации - 458 страниц машинописного текста, в том числе 392 страницы основного текста, поясняется 63 таблицами и 124 рисунками.
