МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)
Кафедра «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис»
Курсовая научная работа
Оптимизация зоны текущего ремонта легкового автотранспортного предприятия
Студент:
Соколов А.А.
Группа:
6ВА1
Руководитель:
Трубицын В.А.
Москва 2022 год
Содержание
Задание
Введение
Раздел 1. Состояние вопроса и задачи исследования
Раздел 2. Теоретические исследования
Выводы и рекомендация
Список использованной литературы
Задание
Студент: Соколов А.А., курс 6, группа 6ВА1
Тема НИРС: Оптимизация мощности зоны текущего ремонта (ТР) средней СТОА
Состояние вопроса и задачи исследования: Введение, описание объекта исследования, состояние вопроса и задачи исследования, предмет исследования.
Теоретические исследования: разработка математической модели зоны текущего ремонта.
Экспериментальные исследования: обработка статистических данных времени ТР . 1.0, 1.1, 1.2, 1.2, 1.2, 1.3, 1.3, 1.4, 1.6, 1.7, 1.7, 1.7, 1.8, 1.8, 2.0, 2.0, 2.3, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.6, 3.2, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6, 4.0, 4.1, 4.3, 4.3, 4.5, 4.6, 5.5, 5.6, 5.6, 5.6, 6.2, 6.4
Введение
Развитие автомобильного транспорта во многом определяется уровнем работоспособности и техническим состоянием автомобилей и парков, зависящими, во-первых, от надёжности конструкции автомобилей, во-вторых, от мер по обеспечению их работоспособности в процессе эксплуатации и от условий последней.
Обеспечение работоспособности и реализация потенциальных свойств автомобиля, заложенных при его создании, снижение затрат на содержание, ТО и ремонт, уменьшение соответствующих простоев, обеспечивающих повышение производительности перевозок при одновременном снижении их себестоимости, т. е. повышение экономичности и обеспечение экологичности - основные задачи технической эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта. Совершенствование методов технической эксплуатации автомобилей является решением одной из важнейших проблем автомобильного транспорта: повышения эксплуатационной надежности автомобилей.
Техническая эксплуатация автомобилей как область практической деятельности - это комплекс взаимосвязанных технических, социальных, экономических и организационных мероприятий, обеспечивающих поддержание автомобильного парка в исправном состоянии при рациональных затратах трудовых и материальных ресурсов и обеспечении нормальных условий труда и быта персонала.
В процессе эксплуатации автомобилей неизбежно возникают неисправности и отказы (моменты достижения автомобилем и его элементами предельного состояния), для их устранения, а также для восстановления и поддержания работоспособности изделия и его элементов предназначены характерные в ТЭА ремонтные работы: контрольно-диагностические и дефектовочные, разборочные, сборочные, слесарные, механические, сварочные, кузовные, малярные и др.
К особенностям ремонтных работ относят: выполнение, как правило, по потребности, большая по сравнению с ТО наработка, значительная трудоёмкость и стоимость, необходимость в частичной или полной разборке агрегата, автомобиля и в применении достаточно сложного специального и универсального оборудования. Различают капитальный, восстановительный и текущий ремонты.
Текущий ремонт (ТР) предназначен для устранения возникающих в процессе эксплуатации автомобилей отказов и неисправностей, а также для обеспечения установленных нормативов ресурса автомобилей и агрегатов до капитального ремонта или списания. ТР, как правило, выполняется на автотранспортных предприятиях (АТП) между или одновременно с ТО, в специализированных ремонтных мастерских и на СТО.
ТР автомобилей на АТП производится по достижении предельного состояния (по потребности) на специально выделенных, соответственно оснащенных технологическим оборудованием постах в зоне ремонта и производственных участках. Зона ТР главным образом предназначена для выполнения комплекса работ по агрегатам, узлам и системам подвижного состава, неисправность которых нельзя устранить путем регулировочных работ с целью восстановления их параметров и работоспособности. Основной её задачей является снятие неисправного узла, системы, агрегата с автомобиля для последующего восстановительного ремонта в агрегатном цеху (специализированном участке) и дальнейшая установка отремонтированного узла, системы, агрегата обратно на автомобиль. Также на постах зоны ТР может осуществляться замена неисправного узла, системы, агрегата на новый или заведомо исправный.
Известно, что в течении года меняются интенсивность и условия эксплуатации транспортных средств на АТП. А это приводит к вариативности потока отказов автомобилей, который в свою очередь влияет на неравномерность загрузки постов ТР и вызывает как незапланированный простой подвижного состава в один период, так и простой постов в другой. В среднем из-за простоев автомобилей в ремонте и ожидании до 25% парка ежедневно не выпускается на линию. В результате уменьшается эффективность работы всего АТП и увеличиваются экономические убытки. По этой причине решение задач по снижению времени простоев автомобилей в зоне ожидания перед ТР и простоев постов ТР является одним из наиболее актуальных вопросов для любого предприятия автомобильного транспорта.
Таким образом, основной целью данного научного исследования по оптимизации мощности системы ТР будет являться определение оптимального количества постов по замене агрегатов, узлов и систем в зоне ТР автотранспортного предприятия по критерию достижения минимальных издержек от функционирования зоны ТР (т.е. минимальных удельных потерь от простоев, возникающих при работе системы), рассматривая зону ТР как систему массового обслуживания.
Объект исследования: система ТР легковых автомобилей
Предмет исследования: методика оптимизации мощности системы ТР, выраженная количеством постов.
Раздел 1. Состояние вопроса и задачи исследования
текущий ремонт автотранспортный
Проведём аналитический обзор существующих в настоящее время подходов и методик определения оптимального числа постов ТР на предприятиях автотранспорта, то есть анализ исследований-первоисточников по заданной научно-практической задаче.
Рис.1. Существующие подходы в определении необходимого числа постов зоны ТР на предприятиях автотранспорта
В технической литературе и многочисленных учебных пособиях наиболее широко представлен детерминированный подход [1,9,10,16]. Сущность его заключается в том, что определение мощности зоны ТР производится в зависимости от суммарного годового объема ремонтных воздействий, полученного на основании нормативных трудоемкостей ТР, установленных для автомобилей различных классов:
где - годовой объем постовых работ, чел.-час;
- коэффициент, учитывающий неравномерность поступления заявок;
- годовой фонд рабочего времени поста, час;
- число смен;
- число рабочих в смену;
- коэффициент использования рабочего времени поста
К неоспоримым преимуществам данного подхода следует отнести общеизвестность, универсальность, простоту расчетов, безусловную пригодность для вновь проектируемых предприятий, обеспеченность обширной нормативной базой. Однако, в современных экономических условиях принимаемые на основе данного подхода решения все чаще оказываются далеки от по-настоящему оптимальных по целому ряду причин. Во-первых, здесь по умолчанию предполагается постоянный поток требований и равномерная загрузка постов, что в реальности не встречается практически никогда. Во-вторых, существующая, нормативная база устарела и в значительной степени не соответствует реалиям времени. В-третьих, детерминированный подход вообще не подразумевает решение задачи оптимизации, поэтому результаты получаются одинаковыми для предприятий с самой различной спецификой работы. В частности, в работе [18] показано, что формула (1) в зависимости от цели расчета и вариации входящих в нее величин даже в рекомендуемых пределах дает отличные в несколько раз результаты. Все это приводит к тому, что даже правильность расчетов не является гарантией оптимальности принимаемых инженерных решений.
Поэтому с некоторых пор исследователи все большее внимание уделяют вероятностному подходу. Последний до недавнего времени базировался исключительно на положениях фундаментальной теории массового обслуживания (ТМО) [2,5,6,7]. В попытке обойти противоречия между линейными допущениями и реальной практикой принимается, что входящий поток с рядом допущений сводится к пуассоновскому, т. е. удовлетворяющему условиям стационарности, ординарности и отсутствия последствий. Также принимается, что время обслуживания заявки распределено по показательному закону. В таком случае математическая модель поступления заявок принимает вид:
где - вероятность поступления заявок за промежуток времени t;
- среднее число заявок за единицу времени
Для решения задач оптимизации работы АТП используются ряд оценочных показателей работы СМО, определяемых по формулам, выведенным в математической части теории. Вероятность P(k), что на x постов ТР поступит k требований, определяется следующим образом:
где А - число автомобилей, подлежащих обслуживанию;
k - число требований на ТР автомобилей
x - число постов в зоне ТР;
л - интенсивность поступления заявок, авт./час;
м - интенсивность работы постов, авт./ час;
P0 - вероятность того, что все посты свободны, определяется по формуле:
Теоретическая разработанность вопроса и наличие мощного математического аппарата для решения задач - несомненные плюсы данного методологического подхода. Впрочем, он также не лишен недостатков. Анализ характера поступления обращений в ремонт показал, что допущение о стационарном характере потока не находит подтверждения в реальности, а в классической теории массового обслуживания отсутствуют подходы, связанные с оценкой вариации потока заявок. Упомянутые выше предположения о характере исследуемого процесса далеко не всегда соответствуют действительности в условиях реального производства. Решение задачи в условиях нестационарного потока вызывает значительные аналитические сложности. Этим обусловлены неопределенность результатов расчетов и несогласованность теоретических решений и практических реалий, что также заставляло исследователей искать альтернативные пути решения данной проблемы.
Заслуживающей внимания попыткой устранить противоречия «классического» вероятностного и детерминированного подходов является способ определения оптимального числа постов ТР, предложенный Тахтамышевым X. М. [14]. Условно назовем его номограммным. Зона ТР в данном случае рассматривается как многоканальная СМО с ожиданием, оптимальное количество каналов обслуживания которой определяется в несколько этапов. Прежде всего, рассчитывается исходный параметр б :
где Т - объем работ, чел.-час;
Ц - фонд рабочего времени поста, час;
х - число постов зоны ТР, полученное при детерминированном расчете;
ц - коэффициент неравномерности поступления
Далее из фактических данных по предприятию или расчетным путем определяются средние значения стоимости простоя автомобилей Са и постов Сп в единицу времени. На основании полученных значений б и соотношения (Са/Сп) по номограмме - рис. 2 [14] - находится величина оптимального значения коэффициента неравномерности поступления автомобилей ц опт.
Рис. 2. Зависимость коэффициента неравномерности ц опт от б
Тогда оптимальное количество постов ТР определяется из произведения:
Данный способ прост в применении, позволяет посредством значений Са и Сп учитывать особенности каждого отдельного предприятия, а также использовать нормативную базу трудоемкости работ. Кроме того, он учитывает, пусть и в рамках допущений теории массового обслуживания, вероятностный характер производственных процессов при проведении ТР автомобилей. Впрочем, указанный подход так и не получил должной разработки и широкого практического применения. По всей видимости, наряду с субъективными причинами (отсутствие должного интереса инженеров и научных работников) сыграли роль недостаточное обоснование номограмм и отсутствие их детализации применительно к различным типам АТП.
Применение методов имитационного моделирования сложных технических систем зародилось в 60-70-е гг. и исторически было связано с появлением ЭВМ. Под подобным моделированием в современном понимании подразумевается математическое исследование сложных стохастических процессов, при котором эксперимент ставится не на реальной системе, а на компьютерной программе. При этом оптимальный вариант определяется нестрогими детерминированными зависимостями, а путем последовательных итераций, перебирая те или иные структуры и численные значения факторов [4]. В настоящий момент создано довольно большое многообразие алгоритмов и программного продукта, посвященного моделированию работы средств автообслуживания и технологическому проектированию АТП [3,4,11,13,15].
С целью конкретизации цели и задач дальнейшего исследования необходимо проанализировать основные существующие расчетные схемы, ставшие типовыми. Алгоритм, представленный в работе Завадского Ю. В. [3] в значительной мере устанавливает общий методологический подход к машинному моделированию работы средств автообслуживания. Стохастический характер исследуемого процесса поступления и обслуживания обращений в ТР учитывается путем разыгрывания при помощи генераторов случайных чисел двух независимых случайных величин -- промежутка между поступлением заявок и продолжительности обслуживания каждой из них. Задача получения математического описания процесса сводится к определению соответствующих теоретических распределений. Оптимальный вариант может быть определен по критерию минимума себестоимости единицы продукции перебором всех возможных вариантов.