Synthesis of control model of operating reliability of combine harvesters

Full Text

Проанализирован ряд методов [1, 2], которые в свое время использовались для поддержания эксплуатационной надежности зерноуборочных комбайнов. Это методы управления надежностью в ходе: текущего ремонта, технического обслуживания, планового ремонта, метод на основе теории массового обслуживания и др. Анализ этих методов показал, что в условиях плановой экономики они давали определенные положительные результаты. Во многом они базировались на разрабатываемых Минсельхозом номенклатурных тетрадях, в которых устанавливались нормы расхода запасных частей на сельхозтехнику из расчета на 100 машин. В настоящее время этими методами не пользуются или пользуются очень редко, номенклатурные тетради не разрабатываются, заводы-изготовители и дилерские структуры работают несогласованно. В результате сбыт отечественной техники падает, и она не совершенствуется. Все это позволяет выделить ряд проблем, требующих решения с учетом того положения, в котором оказалась Россия в условиях санкций. Зерноуборочные комбайны относятся к восстанавливаемым системам с последовательным соединением элементов, основные показатели надежности которых - коэффициент готовности Кг и среднее время восстановления tв. Примитивное рассмотрение надежности комбайна, состоящего из трех основных агрегатов (жатки, молотилки и измельчителя), каждый из которых, например, имеет Кг = 0,95, дает надежность системы Кгк = 0,953 = 0,8574. При более серьезном рассмотрении надежности необходимо использовать композицию законов распределения каждого элемента системы, с помощью которой можно доказать, что надежность системы может быть равна надежности самого ненадежного ее элемента, т.е. в данном случае надежность комбайна может быть равна 0,95. Однако для сельхозмашиностроения это неприемлемо, поскольку ни в технических заданиях, ни в технических условиях на показатели надежности никогда не задавали показатели точности, так что ни о каком виде закона распределения показателей надежности жатки, молотилки или измельчителя речи не было. Таким образом, для повышения эксплуатационной надежности комбайнов остается внедрение модульного принципа [3]. В данном случае рассматривается модульное построение каждого вида технического обслуживания или ремонта, состоящего из определенного перечня рекомендуемых к замене или обслуживанию элементов (модулей системы - деталей, сборочных единиц и агрегатов), основанное на статистической обработке данных отказов зерноуборочных комбайнов. Это позволяет для приведенного примера повысить надежность зерноуборочного комбайна Кгк более чем на 9%, с 0,8574 до 0,95, т.е. повысить надежность системы до уровня самого ненадежного ее модуля. За многие годы собран огромный статистический материал по результатам работы зерноуборочных комбайнов в различных регионах, сформированный из официальных отчетов и протоколов испытаний машиноиспытательных станций и научно-исследовательских организаций (МИС и НИО), а также по результатам мониторинга в условиях реальной эксплуатации комбайнов. Обработка статистического материала с успехом используется в учебном процессе кафедры технического сервиса машин на факультете машин и оборудования АПК Донского ГТУ. Сказанное выше позволяет сформулировать ряд предложений, которые могут способствовать повышению эксплуатационной надежности отечественных комбайнов и их конкурентоспособности на мировом рынке. Должна быть создана единая база данных результатов выхода из строя отдельных элементов зерноуборочных комбайнов, например при ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш», и построена сеть, объединяющая электронные базы данных складских хозяйств завода, региональных и районных дилеров по трехуровневой системе складского хозяйства [4], что позволит сократить среднее время восстановления и сроки доставки запасных частей сельхозпроизводителям. При этом планирование потребности в запасных частях должно главным образом строиться на постоянном мониторинге работы сельхозмашин с учетом количества функционирующих деталей, сборочных единиц и агрегатов, а также возраста и моделей машин, на которых они установлены. Это позволит исключить дефицит отдельных деталей, сборочных единиц и агрегатов за счет наличия постоянной статистической информации по результатам мониторинга отказов, получаемой от МИС, НИО, заводов-изготовителей и дилеров с использованием современных информационных технологий. Постоянный мониторинг статистической информации, основанный на современных информационных системах, даст возможность определять наименование и чертежный номер отказавшего агрегата, сборочной единицы или детали, предполагаемую причину отказа, наработку до отказа и его трудоемкость, группу сложности, время устранения отказа, вид испытаний (работы), срок службы машины и ее заводской номер и т.д. Для получения сведений о потребности в запасных частях статистическая информация об отказавших элементах должна систематизироваться в вычислительных центрах заводов-изготовителей, региональных складов и складов дилеров, чтобы в дальнейшем с ее помощью можно было своевременно снабжать запасными частями сельхозпроизводителей. Вычислительная техника позволяет накапливать в базах данных большой объем информации об отказах машин в режиме реального времени. Важный итог анализа базы данных - расчет в реальном времени зональной нормы выхода из строя Нi (j, k) (μ, t), шт., i-й детали (j-го агрегата, k-й сборочной единицы) комбайна μ-й марки t-го года эксплуатации. Расчет осуществляется в динамике потому, что процесс формирования базы данных в течение сезона (года) имеет накопительный характер, а состав парка комбайнов региона, где проводится мониторинг, постоянно меняется. Поскольку предполагается использовать информационные технологии для формирования баз данных, выбирается расчетная модель определения зональной (статистической) нормы для детали Нi (μ, t), агрегата Нj (μ, t) и сборочной единицы Нk (μ, t), которые могут быть определены аналитически по выражению: Нi (μ, t) = Σ Нi μ, t / N μ, t, Нj (μ, t) = Σ Нj μ, t / N μ, t, Нk (μ, t) = Σ Нk μ, t / N μ, t, где Σ Нi μ, t, Σ Нj μ, t, Σ Нk μ, t - соответственно суммы деталей, агрегатов и сборочных единиц комбайнов μ-й марки t-го года эксплуатации, шт., зафиксированные как вышедшие из строя за период времени t; N μ t - количество комбайнов μ-й марки t-го года эксплуатации, которые стали объектами мониторинга за период времени t. За основу взят опыт крупнейших зарубежных компаний, использующих систему обеспечения запасными частями Speed, где конечные звенья системы сбыта - это склады дилеров, промежуточные - региональные склады, а начальные - центральные склады заводов-изготовителей с расположенными на них вычислительными центрами. Динамика модели управления эксплуатационной надежностью комбайнов, основанной на модульном принципе и трехуровневой системе снабжения запасными частями, представлена на рисунке. Вычислительные центры, расположенные на заводе-изготовителе и региональных складах, по результатам мониторинга парка зерноуборочных комбайнов каждого дилера формируют складское хозяйство на всех уровнях путем распределения запасных частей по номенклатуре и объему, исходя из общего расчета базы данных. Механизм распределения деталей, сборочных единиц и агрегатов между складами дилеров (группа А - текущий запас), региональными складами (группа В - оперативный запас) и центральным складом (группа С - страховой резерв) может с успехом реализовать на практике так называемую динамическую АВС- (или XYZ-) классификацию. Вывод Синтез модели управления эксплуатационной надежностью зерноуборочных комбайнов на основе методов, которые использовались для этого ранее, и ряда современных структурных преобразований в техническом сервисе - трехуровневой системы снабжения запасными частями, модульного принципа технического обслуживания и ремонта, АВС- (или XYZ-) классификации (которая прекрасно согласуется с трехуровневой системой и модульным принципом), может создать предпосылки для повышения эксплуатационной надежности и конкурентоспособности отечественных зерноуборочных комбайнов.

About the authors

Yu. A Tsarev

Don State Technical University

Email: spu-42.5@donstu.ru

D. V Simon

Don State Technical University

References

Supplementary files