Розробка електронного каталогу запасних частин локомотивів для удосконалення капітального ремонту

Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська державна академія залізничного транспорту

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Розробка електронного каталогу запасних частин локомотивів для удосконалення капітального ремонту

Спеціальність: Рухомий склад залізниць та тяга поїздів

Данилевський Володимир Ілліч

Харків, 2002 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Сучасний стан рухомого складу залізниць України потребує вирішення комплексу наукових та практичних задач його відновлення, утримання та ремонту. Напружена економічна ситуація не дозволяє в повній мірі поповнювати парк локомотивів, а викликає необхідність виконання капітальних ремонтів не тільки в умовах локомотиворемонтних заводів, а й в умовах локомотивних депо та локомотивних будівних підприємств. Це в свою чергу вимагає розробки на сучасному рівні нормативної документації по запасним частинам, особливо імпортного виробництва.

Актуальність теми.

До дійсного часу в нашій країні і за кордоном виконаний великий обсяг наукових досліджень і практичних розробок у напрямку удосконалення локомотиворемонтного виробництва.

Разом з тим, в них не знайшли в достатній мірі питання взаємозв'язку нормативного, інформаційного та матеріально-технічного забезпечення з технологічними процесами капітального ремонту локомотивів.

Тому актуальність теми дисертації зумовлена вирішенням наукової задачі розробки електронного каталогу запасних частин локомотивів для удосконалення виробничого процесу капітального ремонту рухомого складу залізниць України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконана на кафедрі "Експлуатація та ремонт рухомого складу" (ЕЕРС) Української державної академії залізничного транспорту відповідно до планів науково-дослідних робіт академії, що проводяться в рамках галузевих програм у наукових напрямках Міністерства транспорту України за замовленнями Державної адміністрації залізничного транспорту України. Данілевський В.І. є провідним виконавцем науково-дослідної роботи "Разработка технического задания (ТЗ) на информационно-управляющую систему "Единый классификационный справочник по запасным частям для подвижного состава железных дорог Украины" (№ГР0196U010485, 1996-1997 рр., 97 с.), а також Програми стратегічного розвитку промислових підприємств і проектно-конструкторсько-технологічних організацій Укрзалізпрому, що затверджена Державним секретарем О.П. Петренком 15.02.2001 р.

Мета і задачі дослідження.

Метою роботи є розробка електронного каталогу запасних частин локомотивів для удосконалення капітального ремонту на локомотиворемонтних підприємствах.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

- виконати аналіз освоєння виробництва запасних частин до рухомого складу та виконання заявок на постачання для капітального ремонту локомотивів;

- розглянути динаміку освоєння виробництва запчастин імпортного виробництва та переробку до них нормативно-технічної документації;

- формалізувати задачу витрати і поповнення запасів та запропонувати методику визначення варіантів їх формування між підрозділами локомотиворемонтного підприємства;

- проведення розрахункового дослідження варіантів запасів основних деталей локомотивів з оцінкою їх достатності;

- розглянути систему економічного фінансування та запропонувати напрямки планування інвестицій для розвитку локомотиворемонтного господарства;

- провести аналіз і оцінити капітальні витрати на створення каталогу по запасним частинам для рухомого складу;

- реалізувати виконані дослідження у нових формах електронного каталогу по запасних частинах для локомотивів.

Об'єктом дослідження є система капітального ремонту локомотивів.

Предметом досліджень є розрахунки і моделювання характеристик формування та постачання запасних частин.

Методи дослідження. Вирішення наукової задачі виконано на основі системного підходу, який включає теорію запасів, теорію ймовірностей, математичну статистику і методи чисельного експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів.

Наукова новизна результатів роботи полягає у вирішенні наукової задачі - розробки електронного каталогу-довідника по запасним частинам для рухомого складу, яка дає змогу покращити капітальний ремонт, підвищити рівень надійності і подовжити термін роботи тягового рухомого складу залізниць України.

У дисертаційній роботі отримані наступні наукові результати:

- встановлена статистична залежність динаміки освоєння виробництва запасних частин для вітчизняних і імпортних локомотивів;

- досліджена динаміка переробки нормативної документації щодо капітального ремонту локомотивів та створено прогнозне значення щодо основних видів документації з підкресленням необхідності розробки електронного каталогу запасних частин для покращення оперативного керування та централізації постачання;

- розроблена модель керування запасними частинами, що використовує формалізацію швидкості поповнення запасів, як детермінованого процесу лінійного характеру та стохастичного процесу відмов, розходу запчастин та витрат на ремонт. Модель є доопрацюванням вирішення задач оцінки надійності систем, складених із однотипних елементів, та встановлює особливість методик дифузійних процесів витрат та поповненню запасів як умови стійкості процесу керування;

- науково обґрунтовані сім різних варіантів поповнення запасів запчастин для локомотиворемонтного підприємства на підставі отриманих номограм залежності відмов та часу поповнення запасів;

- запропонований механізм планування окремих інвестицій для удосконалення виробничого процесу капітального ремонту на локомотиворемонтних, локомотивно-будівних підприємствах;

- розроблені наукові основи створення електронного каталогу-довідника по запасним частинам та запропоновані шляхи його впровадження.

Практичне значення одержаних результатів.

Вирішена задача вдосконалення технології капітального ремонту локомотивів, яка базується на застосуванні електронного каталогу-довідника по запасним частинам. Результати роботи через електронну пошту та Інтернет впроваджені на промислових підприємствах галузі (Запорізький електровозоремонтний завод, Дніпропетровський тепловозоремонтний завод та ін.). Завдяки наявності електронного каталогу довідника розроблена нормативна документація і впроваджено у виробництво запасні частини в кількості більше 5 тисяч найменувань до локомотивів імпортного виробництва.

Результати розробок дисертації впроваджені в навчальний процес спеціальності "Рухомий склад та спеціальна техніка залізниць" при підготовці спеціалістів та магістрів.

Особистий внесок здобувача.

У працях, які опубліковані у співавторстві дисертантом сформульовані основні принципи будови і створення електронного каталогу по запасним частинам для рухомого складу.

У працях автору належить постановка питань щодо критеріїв і вимог до формування запасів запасних частин та їх кількісної оцінки.

Апробація результатів дисертації.

Основні положення дисертаційної роботи докладені та обговорені на:

- міжнародних конференціях "Проблеми рейкового транспорту" 1998, 1999, 2000, 2001 роки (Крим, Алушта, Ялта);

- науково-технічних конференціях кафедр Харківської державної академії залізничного транспорту та спеціалістів залізничного транспорту (з міжнародною участю), Харків 1998, 1999, 2000, 2001 роки.

Повністю дисертаційна робота докладалась на розширеному засіданні кафедри ЕРРС УкрДАЗТ з участю членів спеціалізованої вченої ради.

Публікації. Основні результати дослідження опубліковані в п'яти статтях в фахових виданнях, затверджених ВАК України.

Структура роботи. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновку і містить 121 сторінку тексту, 23 ілюстрації, 9 таблиць, списку використаних джерел, що включають 94 найменування і 9 сторінок додатків.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована необхідність розробки електронного каталогу по запасним частинам локомотивів для удосконалення технології капітального ремонту рухомого складу залізниць України. Доводяться актуальність, зв'язок роботи з науковими програмами, ціль і задачі, методи дослідження, наукова новизна і значення роботи, обґрунтованість і достовірність, практичне значення, особистий внесок здобувача, апробація результатів і публікації, структурна побудова дисертації.

Перший розділ дисертації містить аналіз освоєння виробництва запасних частин до рухомого складу для основних споживачів, якими є локомотиворемонтні підприємства і локомотивні депо, що виконують крупні види ремонту.

У даний час регулювання запасів матеріальних ресурсів і їхнє надходження здійснюється в основному з використанням нормативних методів, тобто припускає визначення нормованої величини запасу й основних його частин (поточної, страхової, підготовчої, сезонної і ін.).

В умовах ринкових відносин даний підхід не повною мірою враховує питання ритмічності як самих постачань, так і роботу усього виробництва, особливо при капітальному ремонті рухомого складу, який має свою специфічність.

В результаті локомотиворемонтні підприємства змушені вирішувати питання по створенню визначених запасів запчастин і матеріалів, виходячи з характерних рис ремонту.

Аналіз динаміки переробки нормативної документації показав, що не зважаючи на значну кількість переробленої документації, розробка електронного каталогу по запасним частинам для рухомого складу Програмою стратегічного розвитку промислових підприємств і проектно-конструкторсько-технологічних організацій Укрзалізпрому не передбачалося, що й визначило актуальність, мету, наукову та практичну новизну дисертації.

Другий розділ дисертації присвячений дослідженню раціонального поповнення запасних частин для капітального ремонту локомотивів. При цьому запропонована модель, яка враховує імовірний характер формування і витрати запасів. Протягом тривалих спостережень встановлено, що розподіл числа моментів ti на вісі часу t підкоряється закону Пуассона, або те ж саме, що інтервали часу ti-ti-1 розподілені з параметром л.

При цьому було прийнято, що:

Тобто імовірність досягнення процесом Z(t) рівня, що еквівалентно перетинанню (рівноваги) процесів Y = X.

Фізична інтерпретація моделі наступна. Під Х(t) розуміємо випадковий процес витрати запчастин або матеріалів, а під Y(t) - їх невипадкове поповнення. Поповнення запасу являє собою детермінований процес:

Де:

у - деяке початкове значення;

с - швидкість збільшень процесу Y(t).

Запропоновано імовірність відсутності до моменту t запасу (запчастин, сировини), тобто імовірність припинення процесу Z(t) до моменту часу t визначати як Q(у,t). Зворотне рівняння Колмогорова для процесу Z(t) може бути визначено як:

Початкова і гранична умови є:

У перетвореннях Лапласа рівняння (3) може записано як:

Ураховуючи малі значення окремих складових частин у цьому виразі одержано рівняння:

Де:

m1 і m2 - початкові моменти розподілів f(x).

На підставі цього було встановлено, що при величина лm1 (витрата, споживання в одиницю часу) більше, ніж с (надходження, поповнення в одиницю часу). Тобто, при загальний процес Z(t) є процес з поступовим вичерпанням запасу у. У випадку має місце процес з накопиченням. При с=0 процес Z(t) виконує симетричні випадкові блукання, які аналогічні броунівському руху. Розглядаючи процеси Z(t) поблизу, тобто при малих було встановлено, що великі відхилення с в обидва боки від нуля небажані. При початковий запас великий, а потім поступово зменшується. При початковий запас малий, але згодом Z(t) постійно збільшується.

Таким чином, велике відхилення с від нуля в обидва боки спричиняє збільшення витрат на забезпечення збереження запасів. Лише при в середньому потрібно мінімальний запас у, який на протязі часу в середньому зберігається.

Третій розділ роботи присвячений дослідженню раціонального забезпечення структурних підрозділів локомотиворемонтного виробництва. Виходячи з цього запропонована класифікація та декілька структур систем організації постачання капітального ремонту (КР) запасними елементами (ЗАП), які включають до себе наступні складові частини:

- одиночний комплект ЗАП, доданий безпосередньо збиральному цеху для забезпечення його працездатності;

- обмінний фонд ремонтного цеху (ОФ-РЦ), що включає комплект запасних частин, які ремонтуються окремо і додаються головному ремонтному цеху, який комплектує ними вузли або локомотиви;

- комплект запасних частин ремонтного цеху (ЗАП-РЦ), що додається йому з метою забезпечення працездатності.

Функціонування ремонтного цеха полягає в усуненні відмов у несправних елементах за рахунок їх виявлення і заміни.

Таким чином, заявка на запасний елемент, що надійшла від об'єкту в комплект ЗАП, може бути задоволена або негайно, або з деякою затримкою.

Виходячи з цього середній час відновлення об'єкта при капітальному ремонті можна представити у вигляді:

При цьому, імовірність того, що для ремонту елементу i-го типу знадобиться комплектуючий елемент j-го типу, визначиться з формули:

Де:

mij - кількість необхідних для ремонту елементів;

j - інтенсивність вимог на елементи певного типу.

Інтенсивність потоку заявок на елементи j-го типу в ЗАП-РЦ може бути отримана з виразу:

Де:

i - середня кількість елементів i-го типу, що надходять у РЦ в одиницю часу.

На підставі прийнятого вибору і розрахункового значення основних показників запропоноване раціональне формування варіантів ЗАП для цехів локомотиворемонтного підприємства.

Четвертий розділ присвячений аналізу характеристик вартості і плануванню інвестицій при створенні електронного каталогу по запасним частинам. Була визначена кількість стадій проектування, яка пов'язувалась з кількістю елементів в системі і їх вартості. При цьому прогнозування елементів різного виду витрат виконувався за допомогою багатокрокового процесу у режимі послідовного наближення (ітераційного процесу).

На основі проведених розрахунків була визначена загальна кількість робітників для створення каталогу по запасним частинам, а також повна вартість його середньої ефективної бистрої дії виходячи з вартості усіх апаратних засобів, експлуатаційних витрат на їх утримання і кількості розрахункових періодів у загальному обсягу експлуатації. Проведені розрахунки дали підставу визначити основні фази планування інвестицій. До них належить залучення капіталу (фінансування зі сторони), його використання, повернення і отримання прибутків, а також часткова втрата.

В п'ятому розділі приведені організаційно-технічні заходи щодо створення електронного каталогу-довідника по запасним частинам і вдосконаленню на його основі технології капітального ремонту локомотивів. На основі проведених досліджень розроблені електронні форми каталогу, які дали можливість за допомогою локальних мереж і існуючих технічних засобів зв'язку організувати обмін інформації між локомотиворемонтними підприємствами, проектно-конструкторськими організаціями, а також з постачальниками і керівництвом галузі.

На підставі проведених розрахунків і дослідного впровадження розроблена нормативна база і впроваджено в виробництво більше тисячі найменувань запасних частин (особливо взамін імпортних), що дало економію до 4 млн. грн. по галузі.

Отримані дані дослідного впровадження електронного каталогу свідчать про можливість покращення капітального ремонту локомотивів, скорочення часу непродуктивного простою на 6%, підвищення безвідмовності в експлуатації на 12%.

При цьому вартість додаткового обладнання для електронного каталогу склала 600,0 тис. грн.

Джерела інвестицій: власні кошти (35%), внутрішні кредити інших служб Укрзалізниці (65%) з річною ставкою 110%.

Погашення боргу здійснюється згідно з договором рівномірно на протязі 5 років. Річний приріст чистого прибутку локомотиворемонтних заводів після впровадження прогнозується в розмірі 25,0 тис. грн. на один локомотив. Для встановлення норми дисконту Е, відповідної прийнятій для інвестора норми прибутку на капітал, визначена "ціна" авансованого капіталу при 16% - частка щорічного погашення кредиту в залежності від вартості створення і закупівлі технічних засобів для електронного каталогу у розмірі 96,0 тис. грн.

ВИСНОВКИ

В результаті проведеного дослідження можна затвердити, що поставлена в дисертації мета вирішена - розроблений електронний каталог запасних частин локомотивів та створена концепція удосконалення капітального ремонту.

Це узагальнює виробничий процес в частині матеріально-технічного забезпечення і розвиває методи моделювання постачання та витрат матеріалів та запасних частин:

1. Проведений аналіз освоєння виробництва запасних частин до рухомого складу та виконання заявок на постачання для капітального ремонту локомотивів, встановлена статистична залежність динаміки освоєння виробництва запасних частин для вітчизняного і імпортного рухомого складу;

2. Досліджена динаміка переробки нормативної документації щодо капітального ремонту локомотивів та розраховано прогнозне значення основних видів документації, визначена необхідність розробки електронного каталогу запасних частин для покращення оперативного керування та централізації постачання при капітальному ремонті локомотивів;

3. Розроблена модель процесу поповнення запасними частинами, що використовує формалізацію швидкості поповнення запасів як детермінованого процесу лінійного характеру та експоненціального закону відмов, розходу запчастин та витрат на ремонт. Модель є доопрацюванням вирішення задач оцінки надійності систем, складених з однотипних елементів, та встановлює особливість дифузійних процесів витрат та поповнення запасів як умови стійкості процесу виробництва;

4. Науково обґрунтовані сім різних варіантів поповнення запасів запчастин для локомотиворемонтного підприємства на підставі отриманих номограм залежності відмов та часу поповнення запасів, які базуються на розрахунках відмов;

5. Запропонований механізм планування окремих інвестицій для удосконалення виробничого процесу капітального ремонту на локомотиворемонтних будівних підприємствах та в локомотивних депо;

6. Розроблені наукові основи створення електронного каталогу-довідника по запасним частинам та запропоновані шляхи його впровадження як сучасної мережі інформаційних технологій;

7. Проведено розрахунки економічного ефекту від впровадження електронного каталогу. При цьому чистий прибуток прогнозується в розмірі 25 тис. грн. на один локомотив з ціною авансового капіталу в 17,6% та 16% - частки щорічного погашення кредиту.

залізниця транспортний локомотив

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Данилевский В.И., Бабанин А.Б., Теслик А.Г. Принципы разработки электронного каталога-справочника по запасным частям для подвижного состава железных дорог Украины. // Залізничний транспорт України - 2000 -№1 - С. 8-9.

2. Данилевский В.И., Теслик А.Г., Бабанин А.Б. Построение специальной информационной системы обеспечения решений. Часть 1. Формирование состава и структуры. // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте - 1998 - №5. - С. 75-77.

3. Данілевський B.I. Інформаційне забезпечення управління ремонтом рухомого складу залізниць України. // Міжвуз. зб. наук. праць. / ХарДАЗТ, 1998. - Вип. 34. - С. 6-9.

4. Данилевский В.И. Локальная задача оптимизации запасов узлов и деталей. // Межвуз. сб. научн. тр. // ХарГАЖТ, 1997. - Вып. 29. - С. 32-34.

5. Бабанін О.Б., Данілевський В.І. Формування і керування запасами для забезпечення капітального ремонту локомотивів. // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті - 2002 - №3. - С. 78-80.

Размещено на Allbest.ru