Система управління надійністю парка портового перевантажувального обладнання при перемінних експлуатаційних режимах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Одеський національний морський університет

УДК 621.86.002.5:656.615

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Система управління надійністю парка портового перевантажувального обладнання при перемінних експлуатаційних режимах

Спеціальність 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту

Корнієць Тетяна Євгенівна

Одеса - 2011

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасні українські порти за своїм технічним оснащенням потенційно можуть брати участь у конкурентній боротьбі на міжнародному ринку портових послуг. Але протягом останніх 15 років темпи морального та фізичного старіння парку портового перевантажувального обладнання (ППО) у вітчизняних морських портах значно випереджають темпи його оновлення. Обмеженість власних коштів портів та відсутність цільових державних інвестицій у модернізацію та реконструкцію веде до інтенсивного старіння, зносу основних фондів морських портів України. Більша частина перевантажувальної техніки відпрацювала не менш 18 - 20 років, ступінь зношення парку кранової техніки складає 95%. Якість та терміни виконання вантажо - розвантажувальних робіт більш за все залежать від експлуатаційної надійності портового перевантажувального обладнання. Поломки, відмови перевантажувального обладнання або організаційні недоліки технологічного процесу приводять до зупинки перевантажувального процесу, простою суден, вагонів, й також до неефективної роботи порту взагалі, що тягне за собою великі матеріальні збитки.

В цих умовах необхідні подальші дослідження в області забезпечення високопродуктивної та безперебійної роботи портових служб, тоді коли парк ППО інтенсивно старіє та обмежені капіталовкладення на його розвиток.

Питанням удосконалення організації та управління портової діяльності присвячені праці таких вчених, як В.З. Ананьїна, Л.Д. Ветренко, Є.М. Воєвудський, О.Р. Магамадов, І.В. Морозова, М.Я. Постан, В.Ф. Сиротський, Г.П. Столяров та ін. науковці.

Дослідженням проблеми підвищення ефективності портової діяльності за допомогою методів організації обліку технічного стану портового перевантажувального обладнання, забезпечення отримання достовірної інформації про надійність портового перевантажувального обладнання, методів діагностування ППО та його конструктивних елементів, вузлів, канатів займались В.І. Брауде, М.І. Єрофеєв, М.Ф. Зубко, Л.Д. Крук, І.І. Мархель, О.О. Немчук, О.Д. Ніцевич, В.М. Пустовий, В.О. Яценко та ін. вчені.

Розробка проекту створення ефективної системи моніторингу та підтримки експлуатаційної надійності ППО на потрібному рівні висуває складні наукові завдання з визначення, прогнозування та оптимального управління експлуатаційною надійністю. Значний внесок у створення наукових основ управління проектами організаційно-технічних систем внесли такі науковці, як В.М. Бурков, С.Д. Бушуєв, В.Д. Гогунський, К.В. Кошкін, І.О. Лапкіна, Г.С. Махуренко, А.І. Рибак, А.В. Шахов.

Обмежене використання досліджень теорії надійності машин і наукових основ управління проектами в експлуатаційній практиці портів, недостатність існуючих методів управління експлуатаційною надійністю портового перевантажувального обладнання, недостатня увага до вивчення впливу показників надійності обладнання на ефективність експлуатації машин, та як наслідок, на ефективність роботи порту в цілому, обумовили актуальність теми дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження проведено та виконане у відповідності з цілями й задачами, які поставлені в «Програмі соціально-економічного розвитку морських торгових портів України до 2010 року» та «Програмі відновлення та розвитку парку портальних кранів в морських портах України до 2010 року». Робота відповідає загальному напрямку та змісту наступних науково-дослідних тем Одеського національного морського університету: «Технологічні аспекти управління персоналом у сучасному менеджменті» (номер держреєстрації 0106U001629), «Основні напрямки удосконалення системи управління якістю на підприємствах морського транспорту» (номер держреєстрації 0106U001629).

Мета й завдання дослідження. Метою дисертаційного дослідження є розробка методичних основ створення системи забезпечення й підтримки експлуатаційної надійності парку портового перевантажувального обладнання на потрібному рівні.

Для досягнення поставленої у роботі мети були сформульовані і поставлені наступні завдання:

- аналіз існуючих теоретичних підходів до оцінювання експлуатаційної надійності портового перевантажувального обладнання;

- аналіз сучасного рівня організації збору і контролю достовірності статистичної інформації про роботу портового перевантажувального обладнання;

- дослідження показників надійності портового перевантажувального обладнання та шляхів рішення задач оптимізації експлуатаційної надійності парку портового перевантажувального обладнання, які пов'язані з підтримкою та відновленням його працездатності;

- розробка методів розрахунку й прогнозування експлуатаційної надійності з урахуванням різних режимів використання обладнання;

- розробка логістичної концепції функціонування парку портового перевантажувального обладнання;

- дослідження особливостей проектного управління надійністю парку перевантажувального обладнання;

- розробка організаційно-технічних рішень з створення системи забезпечення експлуатаційної надійності парку портового обладнання.

Об'єктом дослідження є система технічної експлуатації парку портового перевантажувального обладнання.

Предметом дослідження є науково-організаційні методи забезпечення підвищення рівня експлуатаційної надійності парку портового перевантажувального обладнання.

Методи дослідження. Теоретичною основою дисертаційного дослідження є методи розрахунку експлуатаційної надійності складних технічних систем на основі оцінювання кількісних показників надійності парку ППО із застосуванням методів математичної теорії надійності, теорії ймовірностей і математичної статистки, дослідження операцій, а також методів управління проектами.

Наукова новизна отриманих результатів дисертаційного дослідження полягає у наступному.

З урахуванням сучасних вимог до надійності виконання та якості послуг, які надаються морськими портами, запропонований системний підхід до забезпечення експлуатаційної надійності портового перевантажувального обладнання на основі методів математичної теорії надійності і системи автоматизації оперативного обліку показників технічного стану обладнання з метою підвищення конкурентоздатності та ефективності роботи порту. При цьому достовірність портовий логістичний надійність

Вперше:

- розроблений уточнений підхід до визначення поняття «експлуатаційна надійність портового перевантажувального комплексу», розглянутого як єдиний об'єкт, що відображає одночасно технічні і організаційно-технологічні особливості експлуатації ППО;

- розроблені методичні положення з проектного управління експлуатаційною надійністю ППО та її прогнозування;

- розроблені методичні положення з оцінювання показників експлуатаційної надійності ППО при перемінних режимах його експлуатації;

Удосконалені:

- організаційна структура системи управління експлуатаційною надійністю парку ППО;

- методичні положення з розвитку внутрішньопортової логістики, які мають відношення до організації забезпечення ППО змінно-запасними частинами.

набули подальшого розвитку:

- методичні положення з технологічного проектування портових перевантажувальних комплексів.

Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що вони можуть бути безпосередньо використані при розробці проектів створення систем забезпечення експлуатаційної надійності парків портового обладнання в будь-яких морських та річкових портах.

Окремі результати дослідження використовуються при читанні лекцій та проведенні практичних занять з дисциплін «Портовий менеджмент», «Управління ризиками на морському транспорті», а також при виконанні дипломних робіт в Одеському національному морському університеті. Особистий внесок здобувача. Всі наукові результати, які наведені в дисертації та опубліковані в наукових працях, що входять до переліку ВАК України, отримані автором самостійно. У статті, написаній у співавторстві з М.Ф. Зубко та М.Я. Постаном, автору належить уточнене визначення поняття експлуатаційної надійності портових перевантажувальних комплексів з урахуванням технологічних та організаційних факторів.

У роботі, написаній у співавторстві з Л.В. Ширяєвою, автору належить розробка формальної схеми для рішення задачи оптимального забезпечення змінно-запасними частинами декількох видів парку портового обладнання.

У статті, написаній у співавторстві з М.Я. Постаном автору належать кількісний та якісний аналіз ймовірної моделі роботи портового терміналу з ненадійними перевантажувальними машинами.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження були представлені у відповідних доповідях здобувача на шістьох Міжнародних та Всеукраїнських науково-практичних конференціях: Всеукраїнська науково-практична конференція молодих вчених, аспірантів та студентів «Проблеми ефективного функціонування підприємств в сучасних умовах», Севастополь (21 - 25 квітня 2003р.); І Міжнародна науково-практична конференція «Науковий потенціал світу 2004», Дніпропетровськ (1 - 15 листопада 2004р.); Міжнародна наукова конференція молодих вчених та студентів «Молодь України і соціально-орієнтована економіка», Харків (23 - 24 листопада 2004р.); І міжнародна науково-практична конференція «Сучасні порті України - проблеми та рішення», Одеса (14 - 15 лютого 2007р.); ІІ Міжнародна науково-практична конференція «Європейська наука ХХІ століття - 2007», Дніпропетровськ (16 - 31 травня 2007р.); І Міжнародна науково-практична конференція «Проблеми розвитку транспортної логістики Інтер-ТРАНСЛОГ'2009», Одеса (28 вересня - 03 жовтня 2009р); II Міжнародна науково-практична конференція «Проблеми розвитку транспортної логістики Інтер-ТРАНСЛОГ'2010», Одеса (13 - 17 вересня 2010р.)

Публікації. Основні результати дисертаційного дослідження викладені в 11 публікаціях. З них: 5 статей опублікованих в збірниках, які входять до переліку фахових видань України, 6 - в матеріалах Міжнародних та Всеукраїнських науково-практичних конференцій. Загальний обсяг публікацій - 3,8 друк. арк., з них 3,5 друк. арк. належать автору особисто.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, основної частини, висновків, додатків, списку використаних джерел. Повний обсяг дисертації становить 161 стор. Основний зміст дисертації викладено на 146 стор., що включає 4 таблиці і 13 рисунків, з яких 2 - на окремих листах; список використаних джерел нараховує 112 найменувань на 11 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми дослідження, сформульовані мета й завдання дослідження, наукова новизна отриманих результатів, викладене теоретичне та практичне значення роботи, наведені матеріали апробації результатів дослідження.

В першому розділі «Аналітичний огляд сучасного стану забезпечення експлуатаційної надійності портових перевантажувальних комплексів» виконаний аналіз та внесено уточнення в поняття «експлуатаційна надійність портового перевантажувального комплексу (ППК)», а також виявлені недоліки в існуючій організації технічної експлуатації перевантажувального обладнання в морських портах України.

На сьогоднішній день у вітчизняних морських портах експлуатується приблизно 95% перевантажувального обладнання, яке вичерпало нормативні строки експлуатації, в той час як Першим принципом Європейської стратегії розвитку портів «Прийнятність та модернізація портових потужностей» є вимоги адекватності сучасності портових й технічних можливостей.

В умовах жорсткої конкуренції вкрай важливим для портів є питання підтримки технічного рівня підвищення продуктивності, надійності та безпеки експлуатації ППО з урахуванням його фізичного й морального старіння.

Відзначається, що до теперішнього часу у вітчизняних портах не передбачено проведення систематичного аналізу першопричин відмов і зіставлення з даними по іншим аналогічним машинам. Крім того, орієнтація на усередненні показники надійності машин, відсутність методики комплексної оцінки якості й надійності ППО при різних умовах його експлуатації, відсутність обліку взаємодії багатьох випадкових факторів, які виникають в роботі порту, значно знижує ефективність і якість виробничої діяльності порту.

Тому доцільно проводити системну оцінку експлуатаційної надійності парку ППО, яка враховує не тільки дотримання правил технічної експлуатації ППО, але також й організаційно-технологічні фактори у виробничій діяльності порту.

Суттєвим моментом в оцінці експлуатаційної надійності є те, що вона залежить від низки параметрів, які управляються (наприклад, числа резервних машин, агрегатів та вузлів, місткості складів, можливості оперативно змінювати схеми переміщення та розміщення вантажу при відмові однієї з машин та інш.) Показники експлуатаційної надійності, закладені при проектуванні ППК, повинні підтримуватись на постійному рівні, іноді, за рахунок організаційно-технологічних заходів, та підвищуватись в процесі експлуатації, що достатньо характерно для морських портів, хоча й пов'язане звичайно з великими додатковими витратами. Основні причини - нестабільність параметрів вантажопотоку, яка змушує змінювати технологічні схеми, і пристосовувати їх до нових умов та відсутність науково обґрунтованої методики прогнозування значень показників експлуатаційної надійності.

Ведучим критерієм експлуатаційної надійності є його працездатність, яка визначається як працездатний стан всіх його підсистем, що обумовлюють номінальну або мінімально припустиму продуктивність портового термінала протягом заданого періоду виконання виробничого завдання. При цьому відмова однієї з підсистем не означає відмову портового перевантажувального комплексу в цілому, якщо його продуктивність не становиться нижче припустимої. Така подія розглядається як часткова відмова, межовий рівень якої визначається виходячи з економічних показників роботи термінала. Портовий термінал як складна система складається з багатьох різнорідних підсистем й поняття експлуатаційної надійності в даному випадку має двояке значення. З одного боку, це поняття відображає властивості технічних підсистем (системи енергопостачання, причальних споруд, парк ППО, системи централізованого управління і т.п.) при умовах що змінюються в процесі експлуатації, а з іншої - властивості організаційно - управлінських підсистем, коли відсутність будь-якої ланки в технологічному ланцюгу переміщення вантажу (суміжного виду транспорту, вільної складської місткості, відповідної документації і т.п.) може ототожнюватись з відмовою термінала. В першому випадку природно говорити про технічну відмову, а у другому - про технологічну відмову.

Математично задача в загальному виді може бути сформульована, наприклад, у такому вигляді: знайти невід'ємний вектор , який забезпечує

(1)

при умові , де - час безвідмовної роботи портового термінала; - плановий час обробки транспортних засобів; - параметр управління, який відповідає підсистемі; - множина припустимих значень параметрів управління.

Важливою складовою надійної експлуатації ППО є створення ефективної системи первинного обліку його використання, а також його поточного технічного стану. Налагоджена система інформаційного забезпечення управління експлуатаційною надійністю ППО виступає як засіб забезпечення якісного виконання вантажно-розвантажувальних робіт, а також сприяє підвищенню конкурентоспроможності порту.

З цією метою в порту доцільним є створення центру, який цілеспрямовано та ефективно управляв би процесом підтримки експлуатаційною надійністю ППО на потрібному рівні. Реалізація проекту створення такого центру передбачає постановку та рішення комплексу наукових задач, а саме:

1) розробка методів оцінки коефіцієнта готовності парку ППО в цілому та окремих машин з урахуванням перемінного режиму експлуатації;

2) аналіз залежності інтенсивності обробки транспортних засобів від показників надійності обладнання;

3) організація ефективного управління забезпечення зміно-запасними частинами (ЗЗЧ) та паливо-мастильними матеріалами (ПММ);

4) аналіз причин, відмов, що сталися, та прогнозування відмов у майбутньому;

5) рішення задачі інформаційного забезпечення центру;

6) оцінка економічної ефективності проекту.

У другому розділі «Методи розрахунку та прогнозування експлуатаційної надійності портового перевантажувального комплексу при перемінних експлуатаційних режимах» спочатку був розроблений метод оцінки впливу обмеженої надійності перевантажувальних машин на стояночний час суден. Тут йде мова про ризик перевищення фактичним стояночним часом судна договірного часу (сталійного часу) через раптові відмови перевантажувальних машин під час виконання вантажно-розвантажувальних робіт.

Нехай на терміналі працюють паралельно кордонних машин. Часи безвідмовної роботи машин - незалежні випадкові величини, причому час безвідмовної роботи будь-якої машини має функцію розподілу (ф.р.) A(t). Негайно після відмови машина поступає в ремонтний цех, де починає відновлюватись, причому час її відновлення має закон розподілу B(t), і одночасно може ремонтуватись не більше r машин, 1 ? r ? N. Нехай Z(t) означає число працездатних машин в момент часу t. Якщо Р означає продуктивність однієї машини, то довільне судно в момент часу t оброблюється з інтенсивністю iР, якщо Z(t)=i, i=0,1,…N. Чиста вантажопідйомність судна вважається випадковою величиною з ф.р. . Завдання полягає в тому, щоб знайти ф.р. часу обробки судна з урахуванням можливого зниження інтенсивності його обробки через раптові відмови машин. Ця задача вирішена для випадку

, ,

методом теорії лінійчатих марковських процесів. За умови, що довільне судно починає оброблятися, коли , отриманий такий вираз для перетворення Лапласа - Стильєса ф.р. :

(2)

де функції знаходяться шляхом вирішення системи лінійних рівнянь

(3)

Зокрема, при з (2), (3) витікає така формула для , відома в теорії масового обслуговування для одноканальних систем з ненадійним каналом:

.

За допомогою співвідношень (2), (3) можна знаходити моменти ф.р. шляхом диференціювання системи (3) по в точці .

Подалі, в другому розділі поставлена та вирішена задача оцінки експлуатаційної надійності ППО при прямому та складському варіантах взаємодії потоків транспортних засобів (ТЗ). Перемінний режим використання перевантажувальних машин в порту визначається в значній мірі ступенем регулярності прибуття в порт ТЗ та рівнем організації взаємодії в порту потоків ТЗ, які належать різним видам транспорту. Врахувати ці чинники при кількісному оцінюванню показників експлуатаційної надійності можливо за допомогою сполучення методів математичної теорії надійності, теорії масового обслуговування та теорії запасів. У найбільш простому випадку взаємодії двох потоків ТЗ за прямим варіантом можливо скористатись теорією однорідних марковських процесів. Передбачається, що:

· потоки ТЗ - незалежні простіші з інтенсивностями і ;

· чисті вантажопідйомності ТЗ обох потоків є взаємно незалежні випадкові величини, які розподілені за експоненційним законом з параметрами ;

· на одиночному причалі працють паралельно N однотипових кордонних машин, причому продуктивність кожної машини дорівнює ;

· будь-яка машина, незалежно від інших, в інтервалі з ймовірністю виходить із ладу;

· після відмови машина негайно починає відновлюватись, причому час її відновлення розподіляється за експоненційним законом з параметром b.

Введемо наступний марковський процес: де - число ТЗ -го потоку, які знаходяться в черзі або під завантаженням/розвантаженням в момент t;

- число працездатних машин в момент t.

Цей марковський процес визначений над фазовим простором станів

де - гранично припустима довжина черги для ТЗ -го потоку.

Для знаходження граничних ймовірностей станів

,

виведена така система алгебраїчних рівнянь Колмогорова:

(4)

де .

Для вирішення системи (4) запропонован алгоритм, заснований на розкладанні ймовірностей за ступенями малого параметра, в якості якого прийнятий :

,

де - невідомі коефіцієнти.

Для знаходження цих коефіцієнтів із (4) отримані рекурентні співвідношення до яких може бути застосований матричний алгоритм.

Наявність вирішеної системи (4) дозволяє розрахувати такі показники надійності ППК:

1) ймовірність працездатного стану ППК в будь-якій момент часу

2) середнє число працездатних машин (технологічних ліній)

та їх середню продуктивність ;

3) ймовірність додаткового простою ТЗ через вихід із ладу машин

.

Можливо сформулювати та вирішити наступну задачу: знайти мінімальне число машин N, які забезпечують задане значення , за допомогою вимоги .

Досліджено також питання про оцінку експлуатаційної надійності ППО для випадку, коли транспортні потоки взаємодіють за складським варіантом.

З цією метою побудована та проаналізована модель термінала з одним причалом, де працюють N паралельних машин, та складом. Вантаж, який розвантажується, з суден безпосередньо потрапляє на склад, звідки він вивозиться рівномірно зі швидкістю ₁ (якщо склад не пустий). Відносно закономірностей виходу машин із ладу та їх відновлення збереженні ті ж самі допущення, що й у випадку прямого варіанту. Поведінка за часом такої транспортно-складської системи (ТСС) описується випадковим процесом де - число суден, які знаходяться в черзі до причалу та під розвантаженням в момент t; - число працездатних машин в момент t; - кількість вантажу, який знаходиться в момент t на складі. Цей випадковий процес має відношення до класу однорідних марковських процесів зі знесенням та визначений над фазовим простором станів

де

Для знаходження стаціонарного розподілу ймовірностей цього марковського процесу, який задається функціями

та постійними

де

;

m - ціле число, яке задовольняє умові

виведена система диференціальних рівнянь та відповідних граничних умов.

За допомогою вказаної граничної задачі можна обчислити основні показники ефективності роботи ППК та знайти умову його стійкої роботи, наприклад:

1) ймовірність працездатного стану ППК в довільний момент часу:

2) середнє число працездатних машин в довільний момент часу

3) середнє число суден, які знаходяться на терміналі

4) умова існування сталого режиму роботи ППК

Перераховані та інші показники є корисними для прогнозування експлуатаційної надійності ППК та прийняття відповідних рішень з підтримки її на потрібному рівні. Керованими перемінними в даному випадку служать и .

Парк ППО, як елемент портової логістичної системи, є споживачем матеріальних потоків (ЗЗЧ, агрегатів, палива, ПММ, різних видів та типів перевантажувальної техніки тощо). В результаті виробничого споживання матеріальних потоків парк ППО створює нову продукцію - послуги з перевантаження вантажів. Експлуатаційна надійність термінала тісно пов'язана з вказаними матеріальними ресурсами.

Проблема оптимального управління поставками ЗЗЧ для ППО є однією з основних в портовій логістіці. Для формальної постановки цієї задачі в даному розділі побудована відповідна марковська модель ППК. В найпростішому випадку, коли не враховується процес коливання кількості вантажу на складі, відповідний марковський процес має вигляд

,

де - кількість ЗЗЧ, які зберігаються на складі в момент t; та мають той же сенс що й вище. Для знаходження граничних ймовірностей процесу Z(t)

де

виведена відповідна система алгебраїчних рівнянь Колмогорова. Тут керованим параметром є n - обсяг закупленої партії ЗЗЧ. В найпростішому випадку ця система має вигляд (для n>1):

(6)

,

Тут - інтенсивність простішого потоку суден, (g - середня завантаженість судна).

Рішення системи (6) знайдено за допомогою методу генеруючих функцій.

Умова існування сталого режиму для описаної системи масового обслуговування з ненадійним каналом обслуговування має вигляд

(7)

За допомогою знайденого рішення можна сформулювати задачу визначення оптимального значення параметру n, яке мінімізує середні сумарні поточні витрати по закупівлі та постачанню партії ЗЗЧ, їх зберіганню на складі, ремонту машини, яка відмовила, а також за простем суден через відмови машини. Ці витрати виражаються через знайдені ймовірності станів таким чином:

(8)

де - середня кількість ЗЗЧ, які знаходяться на складі;

- середнє число суден, які знаходяться на ППК у причала та в черзі до нього;

- витрати на розміщення замовлення, закупівлю та доставку одиниці ЗЗЧ;

- вартість добового зберігання одиниці ЗЗЧ на складі;

- добові витрати на ремонт машини (тобто на заміну деталі, що відмовила або вузла нової);

- добові витрати на стоянці одного судна.

Оптимізаційна задача може бути сформульована таким чином: знайти значення n, яке задовольняє умові (7) та доставляє мінімум виразу (8).

Оптимальний розмір партії задовольняє подвійній нерівності:

.

Третій розділ «Організаційно-технічні рішення по створенню центру забезпечення експлуатаційної надійності (ЦЗЕН)» присвячений вирішенню проблем, що пов'язані з практичною реалізацією розроблених вище методичних положень.

В рамках методології управління проектами будь-який проект не може бути реалізованим без відповідного інформаційного, технічного, кадрового та фінансового забезпечення. В даному розділі були розроблені вимоги та задачі із створення системи інформаційного забезпечення проекту. Область застосування інформаційних технологій в управлінні проектами створення ЦЗЕН повинна охоплювати усі процеси виробничої діяльності з організації перевантажувальних робіт на базі наскрізних інформаційних технологій, тобто робота диспетчерів, операторів портових терміналів, працівників відділу механізації, групових і змінних механіків та інших суміжних служб порту повинна знаходиться в єдиному інформаційному просторі.

Розробка вимог до технічного забезпечення проекту створення ЦЗЕН базується на сучасних методах прогнозування та попередження відмов обладнання, прикладного системного аналізу та інформаційних технологій. Сучасний підхід до вирішення проблеми обліку технічного стану і місцезнаходження всього парку ППО має бути заснований на застосуванні супутникової навігаційної апаратури та ГІС-технологій, які дозволять суттєво підвищити експлуатаційну надійність парку ППО.

Організація обліку технічного стану системи за допомогою ГІС-технологій повинна забезпечити:

1) повноту, своєчасність, безперервність, та регулярність оновлення даних;

2) прогнозування ймовірності безвідмовної роботи парку ППО;

3) зменшення числа відмов портового перевантажувального обладнання;

4) раціональне використання портового перевантажувального обладнання.

На основі вищевказаної інформації, після її відповідної обробки методами математичної статистики, можна вирішувати задачі з оптимізації режимів експлуатації машин, строків проведення їх профілактичних обстежень, формування оптимального резерву машин в межах робочої зони термінала або порту, обсягів постачання ПММ та ЗЗЧ, а також прогнозування показників експлуатаційної надійності парку ППО. На рисунку наведена укрупнена блок-схема алгоритму управління експлуатаційної надійності, яке здійснює ЦЗЕН.



Рисунок. Алгоритм управління експлуатаційною надійністю ППК

У завершальний частині третього розділу розроблені методичні положення з оцінки економічної ефективності проекту створення ЦЗЕН на

основі показника приведеної вартості PV (present value):

(9)

де f - ставка податку на прибуток;

T - строк окупності проекту;

D(t) - прибуток, отриманий в результаті експлуатації спроектованого об'єкта в інтервалі (0;t];

R (t) - експлуатаційні витрати по об'єкту у тому ж інтервалі часу.

Величини D(t) и R (t) в перспективному періоді експлуатації об'єкта (в нашому випадку ЦЗЕН) повинні розглядатися як випадкові процеси. Вони визначаються через випадкові процеси, які описують виробничу діяльність портового термінала та були досліджені у другому розділі.

За допомогою формули (9) величина PV може бути обчислена, наприклад, для двох значень параметра a (1/ a - середнє напрацювання на відмову машини), тобто для a₁ та a₂. Значення a₁ відповідає існуючим умовам організації технічної експлуатації парку ППО, а a₂ - після реалізації проекту створення ЦЗЕН (a₂ < a₁).

Проект буде вважатись ефективним, якщо виявиться, що

(M - символ математичного сподівання).

Строк окупності проекту Т визначається порівнюванням єдиноразовим витратам на реалізацію проекту.

ВИСНОВКИ

Основні теоретичні положення та рекомендації, які визначають наукову новизну і практичну цінність дисертації, зводяться до наступного.

1. Аналіз діючого складу парків перевантажувального обладнання морських портів України, рівня організації технічної експлуатації і відповідного інформаційного забезпечення їх служб механізації показав необхідність удосконалення системи управління експлуатаційної надійності парку ППО. В умовах граничного фізичного зношення ППО українських морських портів та відсутності у портів фінансової можливості проводити політику масштабної заміни зношеного обладнання керівництву портів й окремих терміналів слід приділяти підвищену увагу проблемам, які стосуються реорганізації структури системи управління технічної експлуатації парків ППО на основі сучасних інформаційних технологій та принципів логістики. Більш ретельну увагу приділяти факторам підвищення експлуатаційної надійності перевантажувальної техніки, їх обліку та аналізу відмов.

2. Традиційно вузька трактовка поняття «експлуатаційна надійність портового перевантажувального комплексу» повинна уступити місце більш широкому значенню цього терміна, яке включає не тільки чисто технічний аспект, але також технологічний й організаційний аспекти. З цього витікає, що при застосування теорії управління проектами для створення на перевантажувальних комплексах порту системи забезпечення експлуатаційної надійності треба ураховувати специфіку задач, що вирішуються за первинним обліком використання ППО та можливими його відмовами, також за прогнозуванням значень показників надійності.

3. Практика експлуатації ППО в морських портах показує, що багато задач із розрахунку показників надійності перевантажувальних машин мають бути вирішені з урахуванням перемінних режимів їх використання в часі. Однак класичні методи математичної теорії надійності не дозволяють враховувати перемінні експлуатаційні режими. Тому виникла необхідність розробки нових методів розрахунку показників надійності в умовах випадкових коливань режимів експлуатації ППО. Ряд таких методичних положень був розроблений в цьому дослідженні для випадків різних варіантів перевантаження вантажів (прямого та складського варіантів).

4. Важливим напрямком підвищення ефективності організації вантажо-розвантажувальних робіт в портах є використання логістичних принципів. В роботі була розроблена логістична концепція стосовно до діяльності ППК, в яку органічно вписується рішення комплексу задач з ефективної організації постачання ППО змінно-запасними частинами. В дисертації запропонована нова постановка задачі оптимального управління поставками ЗЗЧ, заснована на уявлені портового термінала у вигляді нестандартної обслуговуючої системи для обробки суден.

5. В ході дослідження були розроблені основні вимоги, які ставляться до проекту створення центру забезпечення експлуатаційної надійності портового термінала на основі проектно-орієнтованого підходу. За допомогою цього підходу були сформульовані основні організаційно-технічні рішення з управління проектом створення вищевказаного центру, включаючи інформаційне та технічне забезпечення, описання оточення проекту.

6. Розроблені методичні положення з оцінки економічної ефективності створення центру забезпечення експлуатаційної надійності з урахуванням особливостей формування фінансових потоків при розрахунку показника PV у процесі функціонування вказаного центру.

7. Отримані в дисертації нові наукові результати за методами розрахунку показників експлуатаційної надійності служать основою для подальших досліджень, зокрема, для умов перемінних (нерівномірних в часі) режимів експлуатації ППО.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

У наукових фахових виданнях:

1. Корниец Т.Е. Проблема определения эксплуатационной надежности портовых перегрузочных комплексов // Вісник Одеського державного морського університету / Н.Ф.Зубко, М.Я. Постан, Т.Е. Корниец. - Одеса, 2001. - Вип. 6. - С. 81-89.

Особистий внесок: уточнене визначення поняття експлуатаційної надійності портових перевантажувальних комплексів.

2. Корниец Т.Е. О логистической концепции управления развитием парка портового перегрузочного оборудования // Вісник Одеського національного морського університету / Т.Е. Корниец. - Одеса, 2002. - Вип. 9. - С. 178-184.

3. Корниец Т.Е. О некоторых задачах проектирования системы управления эксплуатационной надежностью портового оборудования // Методи та засоби управління розвитком транспортних систем: Зб. наук. праць / Т.Е. Корниец. - Одеса, 2006. - Вип. 11. - С. 175-191.

4. Корниец Т.Е. Метод оценки влияния ограниченной надежности перегрузочных машин на время обработки судна // Вісник Одеського національного морського університету: Зб. наук. праць / Т.Е. Корниец. - Одеса, 2007. - Вип. 22. - С. 44-53.

5. Корниец Т.Е. Особенности проектирования центра управления эксплуатационной надежностью портового перегрузочного оборудования // Управління проектами та розвиток виробництва: Зб. наук. праць / Т.Е. Корниец. - Луганськ, 2008. - №1 (25).- С.115-122.

Матеріали конференцій і тези доповідей

6. Корниец Т.Е. Об одном методе оценке эксплуатационной надежности портового перегрузочного комплекса / Т.Е.Корниец // Науковий потенціал світу'2004: І міжнар. наук.-практ. конф., 1-15 листопада 2004р.: тези допов. - Дніпропетровськ, 2004. - Т.18. - С. 47-49.

7. Корниец Т.Е. О принципах организации центра поддержки эксплуатационной надежности портового перегрузочного комплекса / Т.Е.Корниец // Молодь України і соціально-орієнтована економіка: міжнар. наук. конф. мол. вчених і студ., 23-24 листопада 2004р.: тези допов. - Харків, 2004. - С. 124.

8. Корниец Т.Е. О некоторых задачах управления проектом создания системы обеспечения эксплуатационной надежности портового перегрузочного оборудования / Т.Е.Корниец // Современные порты Украины - проблемы и решения: І междунар. науч.-практ. конф., 14 - 15 февраля 2007г.: тезисы докл. - Одесса, 2007. - С. 71 - 75.

9. Корниец Т.Е. О взаимосвязи понятий «эксплуатационная надежность» и «качество портовых услуг» / Т.Е.Корниец // Европейская наука XXI века - 2007: ІІ междунар. науч.-практ. конф., 16-31 мая 2007г.: тезисы докл. - Днепропетровск, 2007. - Т.8. - С. 31-34.

10. Корниец Т.Е. О некоторых задачах портовой логистики, касающихся обеспечения эксплуатационной надежности парка портового оборудования / Т.Е. Корниец, Л.В. Ширяева // Проблемы развития транспортной логистики Интер-ТРАНСЛОГ'2009: І междунар. науч.-практ. конф., 28 сентрября - 3 октября 2009г.: тезисы докл. - Одесса, 2009. - С. 186 - 189.

Особистий внесок: розробка формальної схеми для рішення задачі оптимального забезпечення ЗЗЧ декількох видів парка портового обладнання.

11. Корниец Т.Е., Постан М.Я. К проблеме оценки эксплуатационной надежности портового терминала / Т.Е. Корниец, М.Я.Постан // Проблемы развития транспортной логистики Интер-ТРАНСЛОГ'2010: ІІ междунар. науч.-практ. конф., 13 -17 сентября 2010г.: тезисы докл. - Одесса, 2010. - С. 130 -132.

Особистий внесок: кількісний та якісний аналіз ймовірної моделі роботи портового термінала з ненадійними перевантажувальними машинами.

АНОТАЦІЯ

Корнієць Т.Є. Система управління надійністю парка портового перевантажувального обладнання при перемінних експлуатаційних режимах. - Рукопис.

Дисертація на здобування наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 - Експлуатація та ремонт засобів транспорту. - Одеса, 2011р.

Дисертація містить наукові результати в області дослідження проблеми підтримки та забезпечення експлуатаційної надійності парку портового перевантажувального обладнання. Проаналізований сучасний стан системи технічної експлуатації парку портового перевантажувального обладнання, за результатами якого розроблений уточнений підхід до визначення поняття «експлуатаційна надійність портового перевантажувального комплексу», визначені методичні положення з прогнозування та управління експлуатаційною надійністю парку портового перевантажувального обладнання.

Розроблені ймовірні моделі для показників надійності в умовах випадкових коливань режимів експлуатації парку портового перевантажувального обладнання для прямого та складського варіантів перевантаження вантажу. Запропоновані організаційно-технічні рішення з створення центру забезпечення експлуатаційної надійності на підставі проектно-орієнтованого підходу.

Ключові слова: експлуатаційна надійність, парк портового перевантажувального обладнання, показники надійності, управління надійністю, центр забезпечення експлуатаційної надійності.

АННОТАЦИЯ

Корниец Т.Е. Система управления надежностью парка портового перегрузочного оборудования при переменных эксплуатационных режимах. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - Эксплуатация и ремонт средств транспорта. Одесский национальный морской университет. - Одесса, 2011г.

Диссертация содержит научные результаты в области исследования проблемы поддержки и обеспечения эксплуатационной надежности парка портового перегрузочного оборудования. Проанализировано современное состояние системы технической эксплуатации парка портового перегрузочного оборудования, в результате которого разработан уточненный подход к определению понятия «эксплуатационная надежность портового перегрузочного комплекса». Портовый перегрузочный комплекс рассматривается, как сложная система, которая состоит из многих разнородных подсистем и понятие эксплуатационной надежности в данном случае имеет двоякий смысл. С одной стороны, это понятие отражает свойства технических подсистем, а с другой - свойства организационно-управленческих подсистем. Рассматривая систему первичного учета использования парка портового перегрузочного оборудования, а также его текущего технического состояния как важную составляющую надежной эксплуатации были определены методические положения по прогнозированию и управлению эксплуатационной надежности парка портового перегрузочного оборудования. Для чего был поставлен и решен комплекс научных задач, а именно:

1) разработка методов оценки коэффициента готовности парка ППО в целом и отдельных машин с учетом переменного режима эксплуатации;

2) анализ зависимости интенсивности обработки транспортных средств от показателей надежности оборудования;

3) организация эффективного управления обеспечения сменно-запасными и горюче-смазочными материалами;

4) анализ причин, происшедших отказов и прогнозирования отказов в будущем;

5) решение задачи информационного обеспечения центра;

6) оценка экономической эффективности центра.

Разработаны вероятностные модели для расчета показателей надежности в условиях случайных колебаний режимов эксплуатации парка портового перегрузочного оборудования для прямого и складского вариантов перегрузки грузов. Предложены организационно-технические решения по созданию центра обеспечения эксплуатационной надежности на основе проектно-ориентированного подхода.

Ключевые слова: эксплуатационная надежность, парк портового перегрузочного оборудования, показатели надежности, управление надежностью, центр обеспечения эксплуатационной надежности.

SUMMARY

Korniets T.E. System of Control of the Port's Park of Handling Equipment Under Changeable Operational Conditions. - Manuscript.

Thesis for a scientific degree of technical sciences by speciality 05.22.20 -Operation and Repair of Mechanical Vehicles.- Odessa National Maritime University. - Odessa, 2011.

The thesis contains the scientific results concerning the problems of support and provision of operational reliability of a port's park of cargo-handling equipment. The contemporary state of operational and technical control of Ukrainian seaport's cargo-handling mechanisms is analyzed. The modern approaches to the definition of the notion “operational reliability of the port's reloading complex” have been worked out. There have been developed the methodical recommendations concerning the operational reliability of the cargo-handling equipment determination. The probabilistic models for operational reliability indices calculation under changeable conditions of port's handling equipment operations for direct and warehousing variants of cargo trans-shipment have been developed and taking into account.

Some practical recommendations have been proposed for creating the center of providing and support of operational reliability in a port on the basis of project management methodology.

Key words: operational reliability, park of port's park of handling equipment, indices of operational reliability, control of operational reliability, center of operational reliability providing and support.

Размещено на Allbest.ru

...