Существует несколько секретов и правил, знание которых поможет каждому сельхозпроизводителю сохранить работоспособность своих аграрных машин на длительно время

Эффeктивнaя экcплуaтaция ceльcкoxoзяйcтвeннoй тexники зaвиcит от множества факторов: длительности нагрузок и простоев, условий использования, paциoнaльнoй opгaнизaции тexничecкoгo cepвиca аграрных машин. Специалисты одного казахского научного учреждения дали специальные рекомендации, направленные нa повышение уровня надежности и увeличeниe пpoизвoдитeльнocти энepгoнacыщeнныx тpaктopoв в три-четыре paзa в условиях Северного Казахстана и территорий России со схожими климатическими условиями.
БЕЗОТКАЗНЫЕ ПОМОЩНИКИ
Пocтoяннaя и тщaтeльнaя пpoвepкa тexничecкoгo cocтoяния, oбкaткa, нacтpoйкa аграрных мaшин и оборудования пepeд выeздoм в пoлe и в xoдe paбoт в oптимaльныe aгpoтexничecкиe cpoки гapaнтиpуют пoвышeниe уpoжaйнocти вoздeлывaeмыx культуp нa 15 процентов и бoлee. Соблюдение этих правил позволяет увeличить cмeнную пpoизвoдитeльнocть нa 10-12 процентов, умeньшить pacxoд тoпливa нa 5-8 процентов и coкpaтить пpocтoи aгpeгaтoв пo тexничecким пpичинaм пpимepнo нa 20 процентов.
Уровень надежности сельскохозяйственной техники определяет величину затрат на поддержание ее в работоспособном состоянии. Эти расходы обычно составляют значительную часть — до 15-21 процента себестоимости механизированного обслуживания. От надежности зависят годовая наработка тракторов, продолжительность их простоев в пиковые периоды, приводящих к потере урожая, и эффективность использования машин в целом. Этот фактор влияет на выбор аграриев в пользу той или иной техники, в результате чего складывается определенное соотношение количества тракторов отечественного и иностранного производства на территории Казахстана. По данным МСХ страны, машины компании John Deere занимают 41,3 процента рынка, Bühler — 28,3 процента, Case — 16,5 процента, Challenger — 2,8 процента, Foton — 2,8 процента, New Holland — 2,1 процента, и Claas — 1,4 процента. Из 2 051 единицы тракторов из дальнего зарубежья в северный регион поставляется 86,2 процента, южный — 8,76 процента, западный — 2,96 процента, восточный — 0,96 процента, и центральный — 1,12 процента. МТЗ занимает 46,8 процента от общего числа поставок, «Киpoвeц» — 11 процентов, и ЮМЗ — 4,4 процента.
ВЕТРА КАЗАХСТАНА
На использование техники и ее безотказность большое влияние оказывают климатические условия местности, где эта машина эксплуатируется. Площадь Северного Казахстана составляет 123 тыс. кв. км. Почвенный рельеф в основном представлен открытой равниной, что позволяет создавать поля довольно крупных размеров в пределах 300—500 га. Расстояние внутрихозяйственных перевозок 5-20 км, перевозок товарной продукции — 20-50 км. Все это дает возможность с наибольшим эффектом применять в этой зоне на сельскохозяйственных работах энергонасыщенные тракторы. Особенностями территории являются засушливость климата и сильные ветра, которые вызывают ветровую эрозию почвы. Разрушению в первую очередь подвергаются грунты легкого гранулометрического состава. По информационным данным, в Северном Казахстане от общей площади пашни 20,5 млн га около 13,53 млн га составляют подверженные эрозии пригодные к пахоте земли.
Одной из причин экологического неблагополучия данного региона стала сильная распаханность. На территории страны это явление более характерно для северной и западной частей, что объясняется благоприятными на этих территориях условиями для земледелия. Для предотвращения ветрового разрушения широкое распространение в данной зоне нашла безотвальная обработка почвы с сохранением на ее поверхности стерни. Кроме предохранения от эрозии такой метод способствует накоплению снега, что позволяет лучше задерживать влагу в грунте.
БЕЗ НАДЕЖНОСТИ НИКУДА
Специалисты выделяют несколько факторов, влияющих на безотказность тракторов. Среди основных обозначаются: уровень конструктивной проработки, качество изготовления, условия эксплуатации, техническое обслуживание, ремонт, диагностика, квалифицированные механизаторы. Именно эти характеристики в наибольшей степени воздействуют на показатели безотказности энергонасыщенных тракторов. Отказы техники наносят значительные убытки сельскохозяйственному производству и являются одной из причин увеличения сроков полевых работ.
Управлять показателями безотказности можно с помощью организации ряда технических мероприятий и устранения самых сложных поломок техники за счет сезонного ремонта. Повышать уровень надежности возможно при использовании современного оборудования и технологий. При соблюдении этих правил улучшаются параметры готовности аграрных машин и тракторов, увеличивается их производительность. За счет сезонного ремонта — в период начала и конца его функционирования — уровень технического сервиса увеличивается с начальной величиныдо конечной. В это время выполняется ресурсное диагностирование, которое позволяет определять техническое состояние основных узлов и агрегатов тракторов, вычисляется остаточный ресурс основных составных частей.
СЕКРЕТЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Перед проведением различных работ аграриям следует знать их полный объем. Для восстановления ресурса осуществляются определенные ремонтные воздействия. Далее проводятся более сложные виды обслуживания: для тракторов — ТО-1, для сложных сельскохозяйственных машин — ТО-2. Затем техника работает, и уровень ее состояния понижается. Перед началом любых сельхозработ необходимо проводить комплекс ремонтно-обслуживающих воздействий. В этот период осуществляется заявочное диагностирование, техническое обслуживание в виде ТО-2, устраняются выявленные последствия отказов. За счет этого уровень технического состояния возрастает. Однако во время основных механизированных работпоказатель понижается до конечной точки основного технического сервиса. Шаг снижения минимален за счет создания рациональной службы ТО и УПО. В итоге из-за сезонных ремонтных работ и комплекса обслуживающих воздействий перед началом аграрной деятельности уровень технического состояния машин резкими темпами увеличивается. Также пропорционально этому возрастают показатели готовности и надежности трактора, повышается производительность сельскохозяйственных агрегатов. После рациональных ремонтно-обслуживающих действий применительно к периоду механизированных работ предоставляется возможность реализовать их в годовом цикле использования техники. Более важными этапами являются посев и уборка сельскохозяйственных культур.
ЛЕГКАЯ ДИАГНОСТИКА
Основная задача обслуживания тракторов заключается в сокращении времени простоев по техническим причинам и повышении их производительности. Наиболее распространенные показатели безотказности — средняя наработка на отказ и количество аварий, а также вероятность работы без поломок.
Наработка на отказ — технический параметр, характеризующий надежность восстанавливаемого устройства. В процессе всего срока службы может происходить много поломок, что постепенно ведет к старению техники. Годностью тракторов называют относительную способность выполнять свои функции в оптимальные сроки и соответствовать качеству в пределах допустимых отклонений. Техническое диагностирование — определение состояния объекта — составная часть ТО. Его основные задачи — обеспечение безопасности, функциональной надежности и эффективности работы аграрной машины, а также сокращение затрат на технический уход и уменьшение потерь от простоев в результате отказов и преждевременных ремонтов.
Для проведения диагностических работ существуют передвижные и переносные средства технического обслуживания. Некоторые из них, например комплект КИ-13896М, предназначены для проверки агрегатов в целях оперативного определения состояния по основным выходным параметрам. Прибор, входящий в состав подобного оборудования, относится к области машиностроения, а именно к устройствам для проверки и контроля непроницаемости впускного воздушного тракта в двигателях внутреннего сгорания. Отсутствие герметичности устанавливается по наличию мыльных пузырьков. Данный способ позволяет снизить трудоемкость, упростить исследование и достичь большей эффективности за счет одномоментного определения всех мест негерметичности.

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

240 руб. | 75 грн. | 3,75 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Чернов Михаил Юрьевич. Методы математического моделирования в экономической оценке надежности сельскохозяйственной техники: Дис. ... канд. экон. наук: 08.00.13: Иваново, 2001 174 c. РГБ ОД, 61:02-8/1086-0

Введение

1. Состояние технической оснащенности сельскохозяйственного производства в условиях перехода к рыночным условиям хозяйствования 11

1.1. Экономическая оценка финансового и материально - технического состояния сельскохозяйственных предприятий в пореформенный период 11

1.2. Надежность сельскохозяйственной техники как фактор экономической эффективности 21

1.3. Существующие подходы к оценке экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники 29

1.4. Роль методов экономико-математического моделирования в управлении надежностью сельскохозяйственной техники 35

2. Математическая модель экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники 45

2.1. Структурная модель принятия решения по оптимальному использованию машинно-тракторного парка хозяйства с учетом технико-экономических показателей и показателей надежности техники 45

2.2. Экономическая постановка задачи и блоки экономико-математической модели 54

2.3. Математическая модель оптимальной загрузки сельскохозяйственной техники с учетом показателей надежности 59

2.4. Информационная база 69

2.5. Автоматизированный банк данных машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия 76

2.6. Информационная технология анализа надежности сельскохозяйственной техники в системе планово-экономических расчетов 85

3. Применение методики экономико-математического моделирования в перспективной оценке использования сельскохозяйственной техники в районе 89

3.1. Характеристика объекта 89

3.2. Развернутая модель экономической оценки надежности техники 91

3.3. Результаты экспериментальных расчетов 99

Выводы 125

Литература 127

Приложение

Введение к работе

Актуальность темы исследования. Экономический кризис, охвативший все отрасли народного хозяйства России при переходе к рыночной экономике, самым серьезным образом затронул агропромышленный комплекс. Наблюдается значительный спад производства по выпуску тракторов, автомобилей, комбайнов и другой сложной сельскохозяйственной техники.

Наряду с этим, из-за недостаточного финансирования даже крупные сельскохозяйственные предприятия не в состоянии приобрести новую технику. Поэтому, особенно важно уделять внимание правильному управлению и планированию производственного процесса, ибо предвидение ситуации, зачастую, колоссально влияет на доход предприятия в целом.

В сельскохозяйственном производстве одним из вопросов планирования является вопрос формирования машинно-тракторного парка. При этом необходимо использовать имеющуюся технику таким образом, чтобы сельскохозяйственное предприятие выполняло весь запланированный объем работ с минимальными эксплуатационными затратами, затратами на ремонт и техническое обслуживание. Это будет способствовать достижению более высокой эффективности использования машин, оборудования, материальных и финансовых ресурсов, экономии рабочего времени, сырья, топлива и энергии. Следовательно, просто необходимо в каждом хозяйстве, с определенной вероятностью, знать возможное количество отказов, которое может произойти с каждой единицей техники и, тем самым, планировать оптимальное количество средств на эксплуатацию и ремонт машин. Такая оценка позволит предвидеть возможные перерывы в работе оборудования, нарушающие эффективный ход производственного процесса, а также увеличит полезный фонд времени и выпуск продукции.

Так как основополагающую роль в экономической эффективности всего хозяйства в целом играет надежность техники (неисправности машин влекут за собой увеличение числа простоев, тем самым сильно снижая доходы сельскохозяйственного производства), то ее прогнозирование с помощью математического моделирования, теории вероятности и математической статистики позволит выявить не только слабые места в организации производства, технологии обслуживания, но и снизить общие затраты. При этом особенно важно уделять внимание правильной эксплуатации и своевременному ремонту техники, что повысит работоспособность изделий и, тем самым, снизит непредвиденные перерывы в работе техники.

Рост надежности и увеличение долговечности приведет к более высокой производительности машин или к увеличению общего объема их полезности. В этой связи появляется возможность расширить рамки производительности при том же количестве применяемых единиц оборудования и комплектующих изделий, что особенно актуально в настоящее время, из-за бедственного положения в хозяйствах и на предприятиях, где практически нет средств для приобретения новой техники.

В любом случае необходимо, чтобы затраты на эксплуатацию техники могли гарантировать рентабельность сельскохозяйственного производства. Поэтому каждый руководитель, с определенной вероятностью, обязан знать, в каком состоянии находятся машины, какова их надежность, и на основе данных о качестве машин распределять имеющуюся технику по видам работ. Все это послужило основанием для проведения исследования и разработки концепции и элементов стохастического инструментария оптимального адаптивного планирования использования парка сельскохозяйственных машин.

Объект исследования и цель работы. Объектом исследования является изучение проблем экономической эффективности использования машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия или межхозяйственной машинно-тракторной службы с учетом показателей надежности техники.

Значительным вкладом в разработку данного круга вопросов являются работы Канторовича Л. В., Юдина Д. Б., Ермольева Ю. М., Ястремского А. И., Гатаулина А. М, Кардаша В. А.

Предметом исследования служит адаптивное планирование использования машинно-тракторного парка в случайной среде.

Цель настоящей работы: на основе методов стохастической оптимизации, системного анализа, объектно-ориентированного проектирования и экономико-математического моделирования разработать стохастическую модель оптимизации использования имеющейся техники путем ее рационального распределения по видам сельскохозяйственных работ с учетом показателей надежности машин; разработать алгоритм и технологию решения; разрабо-тать программный инструментарии в виде электронного банка данных для накопления, формирования и обработки информации.

Работа выполнена в рамках плана НИР Ивановской государственной сельскохозяйственной академии на 1996 - 2000 гг. по теме: "Повышение эффективности аграрного производства в новых условиях хозяйствования", № гос. per. 01.960.005904, тема утверждена ученым советом 21.12.1995.

Научная новизна исследования. 1. Предложена оригинальная постановка стохастических моделей.

применительно к парку машин сельскохозяйственного предприятия, использующих общую структуру стохастических моделей с усредненными и вероятностными ограничениями.

2. Разработана объектно-ориентированная база данных для накопления, обработки и вывода информации по показателям надежности сельскохозяйственной техники включающая в свой состав следующие модули: модуль анализа надежности наличной техники; модуль планирования загрузки наличной техники по видам работ в установленные агротехнические сроки; модуль расчета графиков ремонтов, технических обслуживании тракторов, автомобилей, комбайнов.

Практическая значимость работы. Разработанная стохастическая модель позволяет повышать эффективность функционирования сельскохозяйственного предприятия, машинно-технологической службы за счет оптимального использования имеющейся техники по видам работ с учетом показателей надежности, тем самым оптимально распределяя нагрузку, снижая расход запасных деталей и узлов, простой техники из-за неисправностей, что подтверждается конкретными расчетами на материале наиболее перспективных хозяйств Ивановской области, совхоза "Петровский", колхоза имени Дзержинского и МУП Таврилово-Посадский".

Разработанный программный инструментарий позволит специалиеіач хозяйства проигрывать различные ситуации па предложенной модели і . режиме диалога с ПЭВМ, вести учет отказов сельскохозяйственной ісхпикн рассчитывать и анализировать показатели ее надежности.

Апробация работы. Основные положения диссеріациопной раГнчы ю-ложены и обсуждены:

На научно-практической конференции "Актуальные проблемы науки в сельскохозяйственном производстве" в Ивановской ГСХА, г. Иваново 1997 г.;

на III Международной электронной научной конференции "Современные проблемы информатизации" в Воронежском педагогическом университете, г. Воронеж, 1998 г.;

на Международной научно-практической конференции "Стабилизация аграрного сектора России" в СПГАУ, г. Санкт-Петербург, 1999 г.;

IV Всероссийском симпозиуме "Математическое моделирование и компьютерные технологии" в Кисловодском институте экономики и права, г. Кисловодск, 2000 г.;

на научно-практической конференции посвященной 70-летию Ивановской ГСХА, г. Иваново, 2000 г.

В первой главе дается анализ состояния технической оснащенности сельскохозяйственного производства в условиях перехода к рыночным условиям хозяйствования, рассмотрены существующие подходы к оценке экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники, а также рассмотрена роль методов экономико-математического моделирования в управлении надежностью сельскохозяйственной техники.

Во второй главе дается содержательная и математическая постановка задачи моделирования, а также структурная модель основных взаимосвязей факторов надежности и технико-экономических характеристик сельскохо зяйственнои техники, рассматривается структура автоматизированного банка данных машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия, излагается информационная технология оптимального использования машин и анализа надежности сельскохозяйственной техники в системе планово-экономических расчетов.

В третьей главе приведена развернутая модель оптимального использования техники с учетом показателей надежности и представлены результаты экспериментальных расчетов и их экономический анализ на материале совхоза "Петровский", колхоза имени Дзержинского и МУП Таврилово-Посадский" Гаврилово-Посадского района Ивановской области на 2000 год.

В приложении работы собраны материалы по проведенному исследованию, предложены укрупненные блок-схемы алгоритмов подпрограмм функциональной части автоматизированного банка данных, результаты анализа предложенной стохастической модели.

Надежность сельскохозяйственной техники как фактор экономической эффективности

Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования .

Для характеристики уровня производительности общественного труда показатели надежности и долговечности являются не менее важными, чем показатели объема выработки продукции . Анализ динамики производительности общественного труда является более правильным, если он охватывает одновременно как количественные, так и качественные изменения, происходящие в экономике. Игнорирование свойств качества изделий, в частности характеристик их надежности и долговечности, приводит к ошибочному, завышенному представлению о фактическом уровне производительности общественного труда и факторах его роста .

Недостаточное внимание к качеству в целом или к отдельным ее свойствам обычно приводит к отрицательным экономическим последствиям . Отрицательные экономические последствия выражаются в том, что в результате ухудшения тех или иных свойств при эксплуатации техники расходуется большее количество труда и средств, чем это необходимо, а именно: ненадежные и недолговечные изделия чаще выходят из строя и дольше простаивают в ремонтах, поэтому полезный фонд времени их использования сокращается. Для его восстановления или увеличения при данном уровне надежности имеется единственный путь - увеличение количества изделий, находящихся в эксплуатации, а это приводит к вынужденным вложениям денежных средств; увеличиваются ремонтные фонды; общественный труд, вложенный в технику находящуюся в ремонте, на период ремонта выключается из процесса производительного функционирования; растет численность персонала, расходы на топливо и энергию, оснащение эксплуатирующих организаций дополнительным количеством технических средств обслуживания и ремонта; возникают непредвиденные перерывы в работе техники и оборудования, нарушающие запланированный ход производственного процесса, изменяются агротехнические сроки проведения сельскохозяйственных работ, сокращается полезный фонд времени, снижается выпуск продукции.

Положение усугубляется случайным характером отказов. Они возникают неожиданно, их характер и последствия неизвестны, а это вносит элемент неопределенности, лишает возможности подготовиться к такого рода остановкам производственных процессов. Все это приводит к тому, что перерывы в работе наносят ущерб, в большинстве случаев значительно превосхо дящий затраты на устранение отказов .

В свою очередь, повышение надежности и увеличение долговечности прежде всего создают уверенность в работоспособности изделий, а это приводит к расширению выпуска продукции и росту объема реализации .

Рост надежности и долговечности повышают производительность машин или увеличивают их общий объем полезности за время применения и использования. Следовательно, появляется возможность расширить рамки удовлетворения потребностей при том же количестве применяемых машин или, если нет необходимости увеличивать объем потребности, уменьшить общее количество техники, нужной для ее удовлетворения .

В связи с улучшением рассматриваемых показателей качества сокращаются простои техники, увеличивается выпуск продукции, снижаются расходы по устранению неисправностей, сокращается ремонтный фонд и уменьшается ремонтная база .

Применение надежной и долговечной техники содействует повышению рентабельности производственных фондов. Текущие издержки производства, с повышением надежности и долговечности применяемой техники, транспортных средств и т.п. будет уменьшаться за счет сокращения: расходов на ремонт условно постоянной части эксплуатационных расходов.

Это вызовет при неизменных ценах увеличение получаемой предприятием прибыли .

В связи с повышением надежности и долговечности элементов основных производственных фондов сокращается необходимое их количество при заданном объеме производства, следовательно излишнюю их часть можно реализовать, что приведет к увеличению рентабельности производственных фондов.

Может сложиться такая ситуация, когда реализация излишней части основных производственных фондов не требуется, тогда высвободившуюся часть основных фондов можно использовать для увеличения объема продукции, что приведет к росту прибыли предприятия.

Надежность и долговечность оказывают влияние и на величину нормируемых оборотных средств. С увеличением надежности основных фондов уменьшается ряд составляющих нормируемых оборотных средств, например, запасных деталей и узлов, предназначенных для устранения отказов и ремонтов, соответственно уменьшатся запасы вспомогательных материалов.

В связи с сокращением непредвиденных перерывов в работе и простоев машин в ремонте ускоряется производственный процесс, сокращается цикл производства, а это ведет или к абсолютному, или относительному уменьшению объема незавершенного производства.

Существующие подходы к оценке экономической эффективности надежности сельскохозяйственной техники

Определение величины экономического эффекта при повышении надежности и долговечности сельскохозяйственной техники - одна из основных задач, решаемых при выполнении расчетов по экономической оценке соответствующих мероприятий и работ. По большому счету, повышение надежности машин, оборудования и приборов затрагивает, в первую очередь, экономику организаций, связанных с проектированием, изготовлением, эксплуатацией и ремонтом этих изделий .

Основными показателями технико-экономической эффективности управления надежностью машин служат: увеличение безотказности работы составных частей и машины в целом; повышение фактически используемого ресурса составных частей; увеличения коэффициента технической готовности машины; снижение суммарных удельных издержек на единицу наработки, связанных с техническим обслуживанием и ремонтом.

Снижение суммарных удельных издержек при этом рассматривается как обобщающий показатель управления надежностью. Суммарные издержки подсчитывают как сумму двух слагаемых. Первое слагаемое характеризует прямые затраты на устранение последствий отказов и предупредительное восстановление составных частей (заработная плата, стоимость запасных частей, материалов, транспортные расходы), а также непрерывные издержки, вызванные ухудшением состояния механизмов (увеличения расхода топлива, масла, электроэнергии). Второе слагаемое характеризует потери от простоя машины при устранении последствий отказов, от уменьшения ее производительности, убытки от нарушения агротехнических требований в связи с неисправным техническим состоянием машины . На рис. 1.4, согласно , представлены два случая возможных издержек в зависимости от изменения параметра (износа) элемента.

А - на устранение имевшего место отказа элемента 1 после наработки ч м (см. рис. 1.4. в), обусловленного изменением параметра до предельной величины ип в период между контролем;

В - на плановый контроль, измерение параметра технического состояния элемента в моменты 0,5Ґм, t M, І,5г"м, Ґм- и т.д. Так как в момент Ґм отклонение параметра элемента 2 меньше допускаемого, то предупредительные операции по доведению параметра до номинальной величины не проводятся;

С - на предупредительные операции. В связи с тем, что в момент Ґм изменение параметра элемента 2 больше допускаемого, дискретные

Дискретные издержки учитываются при определении допускаемых отклонений параметров и других показателей определенной группы элементов. К этой группе можно, например, отнести детали трансмиссий, предельные износы которых устанавливаются по техническим критериям .

Дискретный характер издержек, как правило, наблюдается, когда за отказом элемента, достижением его параметром состояние предельной величины следует выход из строя, поломка детали, сопряжения. При этом изменение параметров до предельной величины не оказывает существенного влияния на экономичность и качество технологического процесса.

В ряде случаев износ детали сопровождается непрерывным увеличением удельных эксплуатационных издержек или ухудшением качества выполненных машиной работ, то есть прогрессирующими затратами и потерями [ПО, 135].

Они наблюдаются, например, при износе рабочих органов, износе гильзо-поршневой группы двигателей, приводящем к повышенному расходу масла и другим потерям, при ухудшении работы масляных или воздушных фильтров, обусловливающим ускоренный износ деталей двигателя и другие. Непрерывные издержки имеют место в любой момент работы машины, и в сумме за длительное время могут быть весьма значительными и оказывать решающее значение на экономичность ее эксплуатации. Предельная величина параметра в этом случае устанавливается с целью не допустить снижение удельных издержек на эксплуатацию машин. Она может быть значительно ниже предельной величины параметра, установленной по техническому критерию.

На рис. 1.4 б) показано изменение удельных непрерывных издержек Si отказавшего элемента 1 и S2 элемента 2. Если функцию изменения удельных непрерывных издержек в зависимости от изменения параметра обозначить vj/, то непрерывные издержки за время t можно выразить интегралом [ПО]:

В реальной эксплуатации непрерывные издержки наблюдаются наряду с дискретными, поэтому в расчетах необходимо учитывать суммарную величину этих показателей, то есть дискретные и непрерывные издержки.

В свою очередь, издержки, связанные с устранением отказа, в общем виде определяются по формуле : где xi - трудоемкость устранения отказа (замены детали, регулировка сопряжения), ч; qi - средняя часовая тарифная ставка рабочего, занятого устранением отказа, руб.; Г] - коэффициент, учитывающий начисления на заработную плату и накладные расходы; Х2 - стоимость запасных частей, расходуемых при устранении отказа, руб.; q2 - стоимость ремонтных материалов, расходуемых при устранении отказа, руб.; Г2 - коэффициент учитывающий наценку на запасные части и ремонтные материалы;

Экономическая постановка задачи и блоки экономико-математической модели

Экономическая эффективность и качество машин должны быть оценены научно обоснованной системой показателей, которая необходима планирующим организациям для прогнозирования и разработки перспективного плана производства машин; конструкторским организациям при проектировании высокоэффективных машин; министерствам, ведомствам, промышленным и сельскохозяйственным предприятиям, производящим и использующим машины; организациям, занимающимся ремонтом оборудования и производством запасных частей к ним; для обоснования правил эксплуатации оборудования и нормативов запасных частей . Для того чтобы перейти к созданию высокоэффективной системы планирования и управления агропромышленным предприятием, необходимо вооружить руководителей, инженеров, экономистов и других специалистов, современными научно обоснованными методами, отвечающим требованиям ведения сельскохозяйственного производства. С переходом предприятий на новые условия хозяйствования перед руководителями предприятий возникает ряд актуальных вопросов, связанных с выявлением резервов денежных средств: путем оптимальной эксплуатации имеющейся в хозяйствах техники, оптимальным формированием машинно-тракторного парка, рациональной загрузки сельскохозяйственных машин, оптимальных пределов их эксплуатации. При недостаточном количестве собственных денежных средств, во многих хозяйствах тракторы и сельскохозяйственные машины используются интенсивнее и загрузка их весьма высока (за счет растягивания агротехнических сроков, нарушения технологии и других факторов нормальной организации производства и труда), что ведет к снижению надежности техники, неоправданным ремонтам, неравномерной загрузке механизаторов.

Планирование оптимального состава МТП представляет собой процесс рационального распределения сельскохозяйственной техники по видам работ, что, в свою очередь, предполагает выполнение сельскохозяйственных работ в оптимальные агротехнические сроки, с наименьшими затратами для получения высоких и устойчивых урожаев. Наиболее эффективными для решения поставленной задачи является применение экономико-математического моделирования, так как это позволяет одновременно учесть все экономические и агротехнические условия и найти наилучший вариант, что практически невозможно при использовании обычных методов. Экономико-математическая модель планирования оптимального состава МТП широко освещена в современной литературе . Классическая постановка задачи оптимального распределения заданных объемов работ между имеющимися в хозяйстве тракторами различных марок для обеспечения выполнения всех работ с минимальными затратами выглядит следующим образом . Условные обозначения: і - номер марки трактора; п - число марок тракторов (i=l,2,...n); j -номер выполняемой работы; m - число работ (j=l,2,...m); Xj - искомое число тракторов і-ой марки; Vj - объем работы j-ro вида; bj - допустимое число тракторов і-ой марки; СІ - затраты на эксплуатацию трактора і-й марки; q -производительность трактора і-й марки при выполнении j-й работы. Целевая функция модели - минимум затрат на использование имеющейся техники Ограничения: 1) объемы работ должны быть выполнены 2) количество используемой техники і-й марки не должно превышать нали чие в хозяйстве техники і-марки 3) переменные величины не могут иметь отрицательные значения:

Данная модель универсальна и широко используется при решении указанного вида задач, но: 1) все показатели техники обобщены; 2) в модели не учитываются показатели загрузки техники, что не позволяет определить оптимальные пределы их эксплуатации; 3) нет учета воздействия случайных факторов, которые оказывают влияние на выполнение указанных объемов работ, производительность агрегатов, затраты на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт. Таким образом, для получения более точного и более реалистичного результата в распределении техники по видам работ с учетом ее индивиду альных характеристик, а также для четкого представления о загрузке каждой сельскохозяйственной единицы, каждого агрегата за весь планируемый период при проведении сельскохозяйственных работ необходимо учитывать в модели момент неопределенности.

В связи с вышесказанным величины затрат, объемов работ и производительности техники модели (2.5) - (2.8) следует считать случайными, зависящими от множества непредсказуемых факторов, таких как: погодные условия, показатели надежности техники, квалификации механизаторов и многих других.

Информационная технология анализа надежности сельскохозяйственной техники в системе планово-экономических расчетов

Целью любой информационной технологии является интеграция процедур управления и подготовки информации для принятия решения . Внедрение информационной технологии моделирования в организационное управление предприятия позволит не только собирать и анализировать информацию по отказам техники, затратам на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, но и позволит решать задачи по выбору альтернатив принимаемых решений.

Сама по себе управленческая деятельность реализуется в рамках организационной структуры предприятия, хозяйства. На разных уровнях управления эта деятельность может иметь неодинаковый характер и преследовать различные цели. На нижнем уровне она является информационной и обеспечивает сбор, обработку, хранение, поиск данных с предоставлением их потребителям в заданное время и в удобной форме. В качестве потребителей выступают лица, принимающие решения по управлению предприятием, поэтому подготавливаемые для них данные должны быть актуальны, т. е. обладать новизной, достоверностью и требуемой степенью обобщенности представления. Таким образом, на нижнем уровне управления информационная деятельность реализует решения рутинных задач, и внедрение здесь информационной технологии позволяет создать совершенно новые условия для исполнителей и сформировать новые результаты. На более высоких уровнях управления в управленческую деятельность включают оптимизационные задачи, связанные с принятием решений. Внедрение информационной технологии на этих уровнях означает по существу создание подсистем поддержки принятия управленческих решений. Наряду с процессами сбора, анализа, обобщения и представления информации возникает необходимость выработки различных альтернатив принимаемых решений, их оценки по принятым критериям, выдачи результатов решения исполнителям. С ростом сложности процесса принятия решения усиливается доля организационного диалога, т. е. обмена мнениями между компетентными управленческими работниками по сложившейся проблемной ситуации и возможным путям ее разрешения. Предложенная информационная технология должна предоставить управленцам эффективные средства оперативного общения между руководителями разных уровней. В этом случае сложное управленческое решение становится результатом коммуникационного процесса, реализуемого на средствах ин-формационной технологии. Это, естественно, должно привести к изменению характера организации и структуры управленческого труда .

При принятии решений в условиях неопределенности, одним из самых мощных инструментов исследования сложных систем является математическое моделирование. Использование математических методов позволяет рассматривать большое число альтернатив, улучшать качество принятия управленческих решений и точнее прогнозировать их последствия.

Эффективность математического моделирования значительно возросла с появлением мощной электронно-вычислительной техники, появлением специализированных пакетов программ и развитием объектно-ориентированных языков программирования . С развитием новых информационных технологий необходимо на новом уровне вести учет всей хозяйственной деятельности предприятия. Цель предложенной информационной технологии - поддержка принятия решений по эффективному использованию машинно-тракторного парка и автотранспорта. Для оперативного уровня управления предложенная информационная технология поможет решить следующие информационные задачи: - формирование численного и марочного состава машинно-тракторного парка и транспортных средств; - закрепление имеющейся техники за подразделениями хозяйства и механизаторами; - определение наиболее эффективных способов комплектования рабочих агрегатов и контролируется использование мощности энергетических средств; - регулярно анализировать использование машинно-тракторного парка и транспортных средств; - совместно с бухгалтерией хозяйства вести учет расходов на эксплуатацию и ремонт техники; - совместно с плановым отделом хозяйства планировать сезонные работы с целью оптимального распределения техники и рабочей силы. Для тактического уровня управления предложенная информационная технология позволит: - осуществить обработку информации, поступающей от нижнего уровня управления; - осуществить непосредственное моделирование машинно-тракторного парка; - определить количество и время проведения технических обслуживании и ремонтов; - осуществить формирование обобщенных данных; - представить информацию для передачи ее на более высокие уровни управления. - решить вопрос по обеспеченности тракторами и сельскохозяйственными машинами различных подразделении хозяйства. Средствами предложенной информационной технологии возможно интегрировать усилия различных уровней управления в следующих вопросах: 1) по оптимальной загрузке выбираемой техники и ее оптимальному распределению по выбранным видам работ в определенные агротехнические сроки. Для формирования и расчета модели необходимо выбрать требуемую технику, задать ее технические характеристики и указать на каких видах работ и в какие периоды данная техника будет использоваться; 2) по оптимальной загрузке наличной техники на год. При этом необходимо указать наличную технику и ее характеристики, а в качестве вида работ выбрать условную величину; 3) по анализу надежности введенной в модель техники на основе технико-экономических показателей.

Основные направления повышения надежности тракторов, комбайнов и сельскохозяйственных машин

К основным направлениям повышения надежности машин относятся конструктивные, технологические, эксплуатационные и ремонтные.

Основными конструктивными направлениями повышения надежности машин являются: оптимизация конструктивных схем машин (снижение числа составных частей и повышение вероятности их безотказной работы); выбор долговечных материалов деталей и их рациональное сочетание в парах трения; обеспечение надлежащей конфигурации деталей (особенно в местах расположения галтелей, канавок и надрезов с целью снижения концентрации напряжений при воздействии динамических и циклических нагрузок) и достаточной жесткости и устойчивости к вибрациям базовых деталей машин; обеспечение надлежащей герметизации подвижных и неподвижных соединений деталей машин; создание оптимальных условий работы пар трения (нагрузка, скорость) для наименьших потерь на трение; обеспечение оптимальных температурных режимов работы соединений и агрегатов, а также надежной смазки трущихся поверхностей; создание эффективных устройств очистки воздуха, топлива и масел; резервирование отдельных составных частей машин и др.

Основными технологическими направлениями повышения надежности являются: обеспечение необходимой точности изготовления деталей; обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей (шероховатость, волнистость и др.); повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой; упрочнение деталей химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.): упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием (обкатка или раскатка шариками и роликами, алмазное выглаживание, чеканка, дробеструйная обработка); нанесение на рабочие поверхности деталей машин износостойких покрытий (наплавка твердых сплавов, нанесение хромовых покрытий гальваническим методом и др.); установка втулок, колец и вставок из износостойких материалов; проведение искусственного старения чугунных деталей (блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач); статическая и динамическая балансировка деталей и сборочных единиц; повышение точности сборки и качества окраски агрегатов и машин в целом.

Основные эксплуатационные направления повышения надежности.

Качественная обкатка новых и отремонтированных машин в хозяйстве. В процессе правильной эксплуатационной обкатки в течение 30...60 ч постепенно уменьшается шероховатость поверхности, снижается высота микронеровностей, волнистость, увеличивается фактическая площадь контакта сопрягаемых деталей. В результате резко уменьшаются удельные нагрузки, коэффициент трения, интенсивность изнашивания, повышается долговечность деталей и соединений.

Организация качественного технического обслуживания и создание для его проведения необходимой материальной базы. Высокие показатели надежности машин характерны для хозяйств с высокой степенью организации учета наработок машин, соблюдающих периодичность технических обслуживании, качественно выполняющих все операции технического обслуживания, располагающих стационарными пунктами технического обслуживания и звеньями мастеров-наладчиков, применяющих моечное, смазочное, диагностическое и регулировочное оборудование, средства механизации.

Внедрение в техническую эксплуатацию машин диагностирования, что позволит уменьшить простои тракторов на устранении отказов и неисправностей в 1,5... 2 раза, сократить затраты на ремонт в 1,3... 1,5 раза, повысить ресурс машин.

Соблюдение оптимальных режимов работы машин. Износы, безотказность и долговечность машин зависят от режимов их работы. Особенное влияние на надежность оказывает тепловой режим работы агрегатов. Пуск нспрогрстого двигателя и работа при пониженной температуре увеличивают износ его основных деталей в несколько раз.

На работу двигателя отрицательно влияет и перегрев, при котором наблюдается форсированный износ деталей. При повышении температуры охлаждающей жидкости до 115 ° С суммарный износ увеличивается в 1,5 раза по сравнению с износом при нормальном тепловом режиме.

На износ деталей машин оказывает влияние величина и характер нагрузки, скоростной режим. При неустановившихся нагрузках и скоростных режимах работы интенсивность изнашивания верхних поршневых колец повышается в 2,5...3,5 раза, поршней — в 1,2... 2,5 раза.

Соблюдение рекомендаций заводов-изготовителей по применению топлива и смазочных материалов. Так, износ деталей дизелей зависит от цетанового числа дизельного топлива. При его снижении с 68 до 31 увеличивается износ гильз цилиндров почти в 2 раза.

Еще большее влияние на износ деталей и долговечность машин оказывают смазочные материалы.

Контроль и обеспечение достаточной герметизации агрегатов и механизмов машин. В связи с тем, что при нарушении герметизации во внутренние полости агрегатов из окружающей среды попадает воздух, содержащий абразивные частицы, то герметизации следует уделять особое внимание. При подсосе 1 % нефильтрованного воздуха интенсивность изнашивания верхних поршневых колец увеличивается в 4 раза.

Соблюдение установленных правил хранения машин.

Повышение уровня квалификации механизаторов, мастеров по техническому обслуживанию и ремонту машинно-тракторнога парка и других специалистов.

Совершенствование организации инженерной службы хозяйства.

Основные направления повышения надежности машин при ремонте:

Проведение предремонтного диагностирования в мастерских хозяйств для определения технического состояния, остаточного ресурса машины и ее элементов, объема необходимого ремонта машин.

Обеспечение сохранности ремонтного фонда , поступающего на ремонтные предприятия, что достигается организацией складов и площадок, использованием специальных подставок и подкладок, нанесением консервационных материалов и других средств. При неудовлетворительном хранении ремонтный фонд может быть превращен в металлолом.

Выполнение разборонных работ без повреждения деталей и разукомплектовки соответствующих пар (блоки цилиндров и крышки подшипников коленчатого вала, шатуны и их крышки, пары зубчатых колес конечных и других передач). Для исключения повреждения деталей следует использовать съемники, прессы, стенды и другие приспособления и средства механизации.

Выполнение на ремонтных предприятиях качественной очистки машин , агрегатов и деталей от различных загрязнений. Удаление накипи, нагара, асфальтосмолистых и других загрязнений отличается определенными трудностями и требует использования современного оборудования (например, ультразвукового), новых моющих средств, обеспечения соответствующих режимов очистки.

Контроль и дефектация деталей . На ремонтных предприятиях следует расширять номенклатуру деталей, подвергнутых сплошному контролю. Блоки цилиндров, корпуса коробок передач и агрегатов трансмиссии и другие базовые детали требуют сплошного контроля не только размеров, но и геометрических форм их рабочих поверхностей и точности их взаимного расположения, так как во время эксплуатации у этих деталей в результате старения материала, изнашивания, воздействия различных нагрузок и перераспределения внутренних напряжений изменяются размеры, геометрическая форма и взаимное расположение рабочих поверхностей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ

2017

Методика сбора данных о надёжности машин в процессе эксплуатации

Цель работы - освоить методы сбора и обработки результатов испытаний (наблюдений) и расчёта основных показателей безотказности, ремонтопригодности, долговечности и комплексных показателей надёжности машин.

Для обеспечения заданной точности и достоверности получаемых результатов необходимо заранее провести планирование испытаний. Согласно ГОСТ 27410-87 для восстанавливаемых объектов, к которым относится и сельскохозяйственная техника, обычно выбирается план испытаний . По этому плану под наблюдение выбирают N объектов, отказавшие машины восстанавливают после каждого отказа (М) и наблюдения за ними продолжают в течение всего сезона до выполнения заданного объема работ - T У или заданного суммарного количества отказов - r У. Обычно задают требуемую точность (относительную ошибку д=0.10) и достоверность (доверительную вероятность в=0,90), тогда суммарное количество отказов будет равно 130…250, а общая наработка машин зависит от их производительности и надежности. В условиях реальной эксплуатации для выполнения указанных требований ГОСТа наблюдения проводятся за партией из 10…30 машин.

Процесс эксплуатации машин может быть представлен в виде отрезков времени t 1 , t 2 … исправной работы, чередующихся с периодами времени t в1 , t в2 … простоя машины на устранении отказов (рис.1).

Рис. 1. Схема процесса эксплуатации машин (поток отказов).

В процессе испытаний все периоды работы и время простоев записываются в журнал наблюдений по каждой машине.

Затем отказы распределяются по группам сложности в зависимости от вида, затрат времени и способа их устранения. Результаты испытаний партии машин примерно одинакового технического состояния (новые или капитально отремонтированные) сводятся в общую таблицу 1 для статистического анализа.

Определение показателей безотказности ведётся по интервалам наработки и в целом за весь период испытаний. Для этого наработка машины за период испытаний разбивается на 8 -12 интервалов. Величина интервала должна быть целым числом (обычно кратным 10). Она вычисляется по формуле:

t = (tmax - tmin)/К = (390 - 0)/10 = 39 га,

где tmax - наибольшая наработка машины в данной партии (см. графу 2)

tmin - наработка машины до начала испытаний (обычно tmin = 0);

К - число интервалов.

Обычно принимают: К= 8…16, а t - кратным 10 или 2.

Примем t = 40 га, тогда К = 10 интервалов.

На основании данных табл.1 все отказы каждой машины распределяются по интервалам наработки и вносятся в табл.2 (независимо от группы сложности). Для удобства дальнейших расчётов в табл.2 машины располагаются в порядке увеличения наработки за период испытаний. Далее определяется суммарное число отказов всех машин в каждом интервале, а также суммарное время восстановления работоспособности после отказов каждой группы сложности и общее время, затраченное на устранение всех отказов (табл.3).

Условное количество всех машин, работающих в каждом интервале, определяется по выражению:

где - суммарная наработка всех машин в данном интервале.

Применительно к пятому интервалу условное количество машин равно:

Nусл = (40+40+40+40+40+40+40+40+40+40+40+40+36) / 40 = (40*10+36)/40 = 10,9 машины.

Так как наработка комбайна № 10 за период испытаний в данном сезоне составила 196 гектаров. Следовательно, в пятом (161…200 га) интервале этот комбайн наработал 196 - 160 = 36 га, или 36/40= 0,90 интервала, остальные 10 комбайнов проработали полностью в течение всего данного интервала (по 40 га). Поэтому можно считать, что в пятом интервале условно работало 10,9 комбайнов из 11, находившихся на испытаниях.

Аналогичным образом подсчитывается условное количество машин и среднее число отказов в каждом интервале (см. табл.2).

Заранее зная плановую наработку (Tпл =240 га) машины на предстоящий период (год, сезон, месяц), можно определить ожидаемое число отказов:

где Kпл - число интервалов плановой наработки. Kпл=Tпл/t= =240/40=6, так как плановая сезонная нагрузка принята равной 240 га.

Следовательно, ожидаемое число отказов одного комбайна за сезон (за 6 интервалов наработки) в среднем будет равно 11 отказов на одну машину. Для устранения этих отказов необходимо планировать работу ремонтной службы и заранее подготовить необходимые запасные ч а сти, исходя из опыта пред ы дущих лет.

Показатели безотказности

Для данной партии машин вычисляются по приведенным формулам на основании данных (табл.1).

1.Параметр потока отказов в каждом интервале рассчитывается по формуле: отк/га.

Среднее значение параметра потока отказов за весь период испытаний равно:139/3165 = 0,044 отк/га,

где - суммарное число отказов по всем машинам за весь период испытаний;

Tсум - суммарная наработка всех машин за период испытаний.

2. Средняя наработка на отказ определяется:

В каждом интервале:

- средняя наработка за весь период испытаний:

3165/139 = 1/0,044=22,7 га.

надежность комбайн ремонтопригодность убыль

по группам сложности :

1 й группы сложности: га;

2 й группы сложности: га;

3 й группы сложности: га,

где - суммарное число отказов соответственно каждой группы сложности, зафиксированных за весь период испытаний данной партии машин (см. табл.1).

3. Вероятность безотказной работы машины в заданный период наработки от t 1 до t 2 в общем случае определяется по формуле:

При этом предполагается, что при наработке t 1 машина работоспособна. Для малых промежутков наработки параметр потока отказов можно принимать постоянным (t) = const, тогда предыдущая формула примет вид:

Принимая постоянным значение параметра потока отказов в пределах одного интервала, определяют вероятность безотказной работы:

В каждом интервале: ;

В течение одной смены в любом интервале: .

Для первого интервала при сменной наработке tсм =12 га вероятность безотказной работы будет равна:

Это значит, что в течение одной смены безотказно будет ра ботать 43 процент а комбайнов. У остальных 57 % машин следует ожидать появл е ние хотя бы одного отказа .

Показатели ремонтопригодности

1.Среднее время восстановления работоспособности может быть рассчитано по всем устранённым отказам (см. табл.3):

§ за весь период испытаний: ч

§ в каждом интервале:

§ а также по отказам каждой группы сложности:

§ -1-й группы сложности: ч,

§ -2-й группы сложности: ч,

§ -3-й группы сложности: ч,

где - суммарное время восстановления работоспособности после всех отказов (или отказов соответствующей группы сложности);

Общее число отказов всех машин, устранённых за весь период испытаний.

Если отказы не устранялись в течение испытаний, то по ним не указывается время восстановления (прочерк в табл.1). Обычно это ресурсные отказы 3 группы сложности, для устранения которых необходима замена основных агрегатов или капитальный ремонт машины. При необходимости такого ремонта машина снимается с испытаний и направляется в ремонтное предприятие.

2. Вероятность восстановления работоспособности в течение заданного времени (примем Tз =6 часов):

Следовательно, в отведённое время ремонтной службой будет уст ранено 95 % отказов. Остальные более сложные отказы потр е буют большего времени восстановления или дополнительных раб о чих .

Комплексный показатель надё ж ности

-коэффициент готовности характеризует одновременно безотказность и ремонтопригодность машин и определяется на основании этих же данных испытаний:

где а - коэффициент перевода единиц наработки (га, т, км, моточасы) в часы чистой работы машины. Этот коэффициент может быть определён по формуле: а=1/Wт, где-Wт га/час- расчётная производительность машины. Для комбайна ДОН-1500Б примем: Wт = 2 га/ч.

Коэффициент готовности может рассчитываться за весь период испытаний (сезон работы), а также по интервалам наработки. В третьем интервале:

Это значит, что 9 % рабочего времени в этом интервале (при наработке от 81 до120 га) машины простаивали на устранении о т казов.

Долговечность

машин данной партии оценивается ресурсом, т.е. наработкой до предельного состояния (капитального ремонта или списания).

Средний ресурс приближённо рассчитывается по формуле:

где суммарный ресурс всех машин (га, т, км, моточасы);

Nг - число машин данной партии, достигших предельного состояния. Чем больше это число приближается к общему количеству испытуемых машин, тем точнее получаемое значение среднего ресурса.

Для оценки рассеяния ресурсов вычислим среднее значение ресурса машин, достигших предельного состояния:

затем определим среднее квадратичное отклонение:

и коэффициент вариации:

По величине коэффициента вариации можно предположить, что распределение ресурса данной партии комбайнов описывается распределением Вейбулла.

Для определения гамма-процентного ресурса необходимо значение ресурсов отдельных машин - Ri (из табл.1, графа3), расположить в вариационный ряд в порядке возрастания (в табл.4 - ресурсы машин, не достигших предельного состояния, расположить в конце таблицы). Присвоить им порядковые номера - i, начиная с нулевого. Найти эмпирическую функцию распределения F(Ri) = i/N и вычислить вероятность P(Ri)= 1-F(Ri) того, что машина не достигнет предельного состояния при наработке Ri.

Гамма - процентным ресурсом R будет такое значение ресурса Ri, для которого P(Ri) = /100, где - заданное значение вероятности.

Обычно для сельскохозяйственной техники = 80%. Это значит, что 80% машин должны проработать до предельного состояния (капитального ремонта или списания) не м е нее R га.

Если полученные значения P(Ri) не совпадают с заданным значением /100, то величина R находится методом интерполяции. В данном примере R находится между значениями R 2 и R 3 .

Из табл.4 видно, что для определения гамма-процентного и среднего ресурса не обязательно проводить длительные испытания до достижения предельного состояния всеми машинами данной партии. Достаточно получить данные о ресурсе наиболее слабых машин (не более 60% от общего количества испытуемых машин). Остальные данные при расчёте R? не учитываются.

Таблица 4. Вариационный ряд ресурсов комбайнов

По данным табл.4 строится график вероятности P(Ri) недостижения машиной предельного состояния (кривая убыли ресурса - рис.2). На нем отмечаются точки Rmin, R, Rср. Минимальное значение ресурса машин данной партии - Rmin характеризует смещение (сдвиг) кривой убыли ресурса относительно начала координат.

Разница Rср значений, полученных расчётом и по графику при P(R"ср)=0,5 (рис.2), составляет абсолютную ошибку, возникающую вследствие того, что не все испытуемые машины достигли предельного состояния, и малого количества машин, поставленных на испытания.

Вычислим абсолютную и относительную ошибки полученных результатов:

Абсолютная ошибка: ДR ср = Rср -R`ср = 1885 -1980 = 95 га,

Относительная ошибка: д R ср =?ДR ср / Rср = 95/1885 = 0,05 или 5 %.

Для анализа отказов по причинам и времени возникновения следует построить график изменения параметра потока отказов и коэффициента готовности по интервалам наработки (рис.3). На этот же график наносится пунктирная линия, соответствующая среднему значению параметра потока отказов за весь период испытаний - .На графике можно выделить область приработочных отказов (Tпр), когда кривая (t) превышает среднее значение. Если в конце сезона работы (периода испытаний) заметно значительное возрастание данной кривой, это значит, что в машинах начинают преобладать износовые отказы и по завершении работ требуется проведение ремонта.

Если же значение параметра потока отказов стабилизируется на низком уровне (ниже - см. рис.3), характеризующем появление в основном внезапных отказов под воздействием внешних условий эксплуатации, то после окончания данного сезона работы ремонт машин проводить не следует. Иначе в начале следующего сезона вновь будут преобладать приработочные отказы.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Определение основных показателей надежности технических объектов с применением математических методов. Анализ показателей надежности сельскохозяйственной техники и разработка мероприятий по ее повышению. Организации испытания машин на надежность.

курсовая работа , добавлен 22.08.2013


Эксплуатационная надежность и экономичность машин, показатели безотказности. Обеспечение надежности и ее влияние на эффективность использования техники. Оценка оптимального уровня надежности по результатам испытаний, экономический критерий при его выборе.

контрольная работа , добавлен 30.05.2014


Сохраняемость как свойство объекта сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности, рассмотрение особенностей количественной оценки свойства. Характеристика факторов, определяющих ремонтопригодность машин и оборудования.

реферат , добавлен 27.04.2015


Краткое описание конструкции двигателя. Нормирование уровня надежности лопатки турбины. Определение среднего времени безотказной работы. Расчет надежности турбины при повторно-статических нагружениях и надежности деталей с учетом длительной прочности.

курсовая работа , добавлен 18.03.2012


Показатели ремонтопригодности: вероятность, среднее и гамма-процентное время восстановления. Сохраняемость объекта и комплексные показателей эксплуатационной надежности. Функции распределения случайных величин, сбор и обработка статистической информации.

презентация , добавлен 04.12.2013


Расчет надежности операции или процента брака. Построение эмпирической кривой. Методика определения разности между наибольшим и наименьшим размерами, которая разбивается на несколько интервалов. Теоретическая кривая распределения результатов замера.

контрольная работа , добавлен 08.03.2012


Сбор и обработка информации о надежности. Построение статистического ряда и статистических графиков. Определение математического ожидания, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации. Задачи микрометража партии деталей, методика измерений.

курсовая работа , добавлен 18.04.2013


Определение модели вероятности отказов для резистора и конденсатора, расчет коэффициентов нагрузки и суммарной эксплуатационной интенсивности отказов с целью оценки показателей безотказности функционального узла РЭУ при наличии постоянного резервирования.

курсовая работа , добавлен 05.07.2010


Предназначение и конструкция турбины двигателя. Расчет надежности лопатки первой ступени турбины с учетом внезапных отказов и длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях и в конце выработки ресурса. Оценка долговечности детали.

курсовая работа , добавлен 18.03.2012


Расчет параметров привода конвейера. Форма и размеры деталей редуктора привода, этапы его проектирования. Стадии и этапы разработки конструкторской документации. Определение условий эксплуатации. Оценка количественных показателей надежности ремонта.

P(ti); Fэ(ti); F(t) F(t) P(ti) Fэ(t) 0 30 60 90 120 T, ч УДК 631.3:629.017 ББК П072-02Я73-5 П60 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР И. А. Дъяков П6 Определение показателей надежности 0 сельскохозяйственной техники: Лаб. работы / Сост. Н. Е. Портнов, Ю. Е. Глазков. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. 32 с. Дан порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине "Надежность и ремонт машин" для студентов 4, 5 курсов дневного и заочного отделений специальности 311300. УДК 631.3:629.017 ББК П072-02Я73-5  Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2002 Министерство образования Российской Федерации Тамбовский государственный технический университет Лабораторные работы для студентов 4 и 5 курсов дневного и заочного отделений специальности 311300 Тамбов Издательство ТГТУ 2002 Учебное издание ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ Лабораторные работы Составители: Портнов Николай Ефимович Глазков Юрий Евгеньевич Редактор В. Н. Митрофанова Компьютерное макетирование И. В. Евсеевой ЛР № 020851 от 13.01.99 г. Плр № 020079 от 28.04.97 г. Подписано к печати 5.02.2002. Гарнитура Тimes New Roman. Формат 60 × 84/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Объем: 1,86 усл. печ. л.; 1,79 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 82. Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 Лабораторная работа 1 ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ НЕРЕМОНТИРУЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ Цель работы: научить по статистическим данным, определять количественные показатели надежности для неремонтируемых изделий. Задание 1 Проанализировать условия задания и составить по ним интегральный статистический ряд эмпирического распределения наработки Т. 2 Построить гистограмму и полигон эмпирического распределения наработки Т. 3 Подсчитать среднее арифметическое значение наработки Тср, выборочное среднее квадратическое отклонение σ, коэффициент вариации V для заданной статистической выборки, подобрать теоретический закон распределения наработки до первого отказа. 4 Определить статистические оценки вероятности безотказной работы Р(t) и интенсивности отказов λ(t) неремонтируемых изделий для i-х частичных интервалов наработки до первого отказа. 5 Построить графики изменения вероятности безотказной работы Р(t) и эмпирической интегральной функции Fэ(t) по данным испытаний неремонтируемых изделий. 6 Определить значение теоретической интегральной функции F(t) для заданных частичных интервалов значений наработки Т, построить график функции F(t). 7 Проверить соответствие между выбранным теоретическим законом распределения и эмпирическим распределением наработки Т по критерию λ (А. Н. Колмогорова). 8 Определить доверительные границы средней наработки неремонтируемых изделий до первого отказа при доверительной вероятности α. Порядок выполнения работы 1 По условиям задания, прил. 1 (выданного преподавателем) требуется определить числовые значения безотказности неремонтируемых изделий по результатам испытаний (N) однотипных объектов. Основным показателем надежности неремонтируемых изделий являются вероятность безотказной работы Р(t), средняя наработка до первого отказа Т1, интенсивность отказов λ(t). Числовые значения показателей надежности определяются по результатам наблюдений за испытаниями N однотипных изделий в заданных условиях, фиксируя наработку отдельных изделий до первого отказа в часах работы под нагрузкой. Результаты испытаний представляют в виде интервального статистического ряда эмпирического распределения наработки Тi изделий до первого отказа (табл. 1). 1 Интервальный статистический ряд эмпирического распределения наработки неремонтируемых изделий до первого отказа Номера интервалов № Определяемый Обозначе наработки, мото ⋅ п/ параметр ние и ч п формулы 1 2 3 4 5 6 расчета 1 Границы интервалов, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га 2 Значение середины интервалов, мото ⋅ ч, tc тыс. км, усл. эт. га 3 Число отказов в mi интервале (частоты) 4 Относительная доля отказов в интервале W i = mi (час- тости) /N 2 Используя данные табл. 1 построить графики наглядно характеризующие эмпирическое распределение случайной величины # гистограммы и полигона. При построении гистограммы на горизонтальной оси графика следует отложить значения, соответствующие границам интервалов, а на вертикальной оси # частоты или частости, также по отдельным интервалам, следует построить прямоугольники, основания которых лежат на горизонтальной оси координат и равны величине интервалов, а высоты равны частотам иди частостям соответствующих интервалов. В результате получается ступенчатый многоугольник, или гистограмма. Если теперь соединить прямыми линиями середины верхних (горизонтальных) сторон прямоугольников гистограммы, то получится полигон распределения в виде ломаной линии. По гистограмме и полигону распределения необходимо дать заключение, в каком интервале значений наиболее вероятная наработка неремонтируемых изделий до первого отказа (рис. 1). mi 28 28 28 Рис. 1 20 Гистограмма и 14 12 полигон 7 эмпирического 4 распределения 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T, ч наработки до первого отказа 3 Подсчитать числовые значения статистических характеристик распределения случайной величины, как среднее арифметическое значение Тср, выборочное среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации V по следующим уравнениям с суммированием по интервалам: mi Tср = ∑T срi N ; (1) mi σ= ∑ (T ср − Tсрi) 2 N ; (2) σ V= . (3) Tср Теоретический закон распределения для выравнивания опытной информации ориентировочно выбирают по величине коэффициента вариации V: если V < 0,30, то используется закон нормального распределения; если V > 0,50 применяют закон распределения Вейбулла, если V = 0,30 ... … 0,50 можно пользоваться законом нормального распределения или законом распределения Вейбулла. Выбранный по коэффициенту вариации закон распределения будет в дальнейшем проверяться с применением критерия согласия λ (Колмогорова А. Н.). 4 Определить статистические оценки вероятности безотказной работы Р(ti) и интенсивности отказов λ(ti) неремонтируемых изделий для i-х интервалов по формулам (табл. 2). Полученные результаты заносят в табл. 2, в которой: А # величина интервала. Знак ∧ # обозначает показатели надежности имеющие статистические эмпирические характеристики, подсчитанные по результатам наблюдения над конкретной партией изделий; без значка # вероятности подсчитанные из теоретических соображений; ti # значение наработки в интервале. 5 Построить графики изменения опытной вероятности безотказной работы Р(ti) и эмпирической интегральной функции: Fэ(ti) # с использованием значений для интервалов из табл. 1 и 2. Между mi обоими показателями надежности существует взаимосвязь, обусловленная уравнением P (t i) = 1 − . N 2 Определение статистических оценок P(ti) и λ(ti), Fэ(ti) Номера № Определяемый Обозначения интервалов п/ параметр и формулы наработки, мото ⋅ п расчета ч 1 2 3 4 5 6 1 Границы интервалов наработки, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га. 2 Число отказов в интервале mi 3 Число отказавших изделий к концу i интер- вала r (ti) = ∑m i =1 i 4 Число работоспособных N (t) i = N − r (ti −1) изделий к началу интервала 5 Статистическая оценка ∧ N − r (ti) P (t) i = вероятности N безотказной работы 6 Статистическая оценка интенсивности mi λ (t)i = AN отказов 7 Эмпирическая интегральная Fэ (ti) = r (ti) функция N распределения наработки до 1-го отказа При построении графика Р(ti) и функции Fэ(ti) на горизонтальной оси следует отложить значения, соответствующие границам интервалов, а на вертикальной # частости (Wi) или частоты (mi). 6 Определить значения теоретической интегральной функции F(t) для заданных частичных интервалов значений наработки Т, построить график функции F(t). P(ti); F э(ti); F(t) F(t) P(ti) Рис. 2 Эмпирическая F э(t) и теоретическая интегральные 0 30 60 90 120 T, ч функции распределения наработки до 1-го отказа и вероятность безотказной работы по данным испытания на надежность Значения теоретической интегральной функции F(ti) (рис. 2) для нормального распределения с известными параметрами Т определяются по табличному интегралу Ф(ti), который непосредственно показывает вероятность того события, что значение случайной величины находится в пределах от 0 до t. Значение функции F(ti) в конце i-го интервала принимается равным значению интеграла Ф(t) по табл. 9П.4. Значение случайной величины # Xi, интервала Ф(ti) заносят в табл. 3. 3 Проверка соответствия эмпирического и теоретического распределений наработки неремонтируемых изделий до первого отказа по критерию согласия λ Норма интервалов № Определяемый Обозначени наработки, мото ⋅ п/ параметр яи ч п формулы 1 2 3 4 5 6 расчета 1 Границы интервалов наработки, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га. 2 Верхняя граница Tвi интервала, мото ⋅ ч, тыс. км, усл. эт. га. Tвi − Tср Xi = σ 3 Значение случайной величины 4 Значение F (ti) = Ф(ti) теоретической интегральной функции на-работки до первого отказа 5 Наибольшая абсолютная разность D = Fэ (ti) − F (t i) 6 Расчетное значение критерия согласия λ = D max 3 N Dmax 7 Значение критерия Колмогорова P(λ) 7 Проверить соответствие между выбранным теоретическим законом распределения и эмпирического распределения наработки Т по критерию λ (А. Н. Колмогорова). В технических расчетах для различных уровней вероятностей приняты различные уровни значимости. 4 Уровень вероятности и значимости Уровень вероятности 0,80 0,90 0,95 α 0,99 Уровень значимости 0,20 0,10 0,05 0,00 γ 9 Если по условиям задания уровень доверительной вероятности α = 90, тогда уровень значимости γ = 0,10, это означает, что в 10 случаях из 100 возможность ошибки первого рода, связанной с риском отбросить правильную статистическую гипотезу. Результаты проверки соответствия эмпирического и теоретического распределения наработки неремонтируемых изделий до первого отказа по критерию λ в табл. 3. Для полученного значения по табл. 8П4. следует найти значение Р(λ). Если значение Р(λ) > λ, то гипотеза о применимости закона нормального распределения к эмпирическому распределению наработки не-ремонтируемых изделий до первого отказа не отвергается. Тем самым можно говорить о соответствии теоретического и эмпирического распределений. 8 Определить доверительные границы средней наработки неремонтируемых изделий до первого отказа при доверительной вероятности α. По нижняя mн i и верхняя mн i границы доверительного интервала для средней наработки Т определяются по уравнениям: t γ (v) σ mнi = Tср − , (4) N t γ (v) σ mвi = Tср + , (5) N где tγ (ν) # квантиль распределения t (коэффициент Стьюдента) выбирается из табл. 4.П.4; с v = N − 1 степенями свободы для статистической выборки для статистической выборки из N значений. 9 Дать заключение, о том, что среднее значение наработки неремонтируемых изделий до первого отказа с вероятностью α будут находиться в интервале от # до. Литература: ; Лабораторная работа 2 Цель работы: ознакомиться с точным методом расчета (методом сумм) показателей безотказности. Задание 1 Определить наработки между всеми смежными отказами и рассчитать методом сумм среднее значение показателя надежности Т и среднее квадратическое отклонение σ. 2 Определить коэффициент вариации V и выбрать теоретический закон распределения и его параметры. Общие сведения Среднее значение t является важной характеристикой показателя надежности. Зная среднее значение, планируют работу машины, составляют заявку на запасные части, определяют объем ремонтных работ. При отсутствии статистического ряда (N < 25) среднее значение показателя надежности определяют по формуле − 1 T= , (6) N ∑T i где N # повторность информации (количество испытанных машин); Ti # значение i-го показателя надежности. При наличии статистического ряда среднее значение показателя надежности t определяют по формуле − T= ∑T P , ic i (7) где n # количество интервалов в статистическом ряде; Tic # значение середины i-го интервала, Рi # опытная вероятность i-го интервала. Рассеивание # важная характеристика показателя надежности, позволяющая переходить от общей совокупности к показателям надежности отдельных машин. Наиболее распространенной и удобной для расчетов характеристикой рассеивания служит среднее квадратическое отклонение: σ = D . Дисперсия D и среднее квадратическое отклонение представляют собой абсолютные характеристики рассеивания показателя надежности. При незначительном количестве информации (N < 25) среднее квадратическое отклонение определяют по уравнению − σ = (Ti − T) 2 /(N − 1) . (8) При наличии статистического ряда информации (N > 25) среднее квадратическое отклонение определяют по формуле − σ = (Ti − T) 2 Pi . (9) − При большем количестве информации (N > 50) для определения величин T и σ рекомендуется упрощенный метод расчета, называемый методом сумм. Сущность этого метода описана ниже. Порядок расчета 1 По условиям задания (выданного преподавателем) табл. 1П2 определить показатели безотказности тракторов по данным информации, приведенной в табл. 2П.2 (по материалам ОСТ "Надежность, сбор и обработка информации"). Данные занести в табл. 6. 2 Проанализировать условия задания и определить наработки между всеми смежными отказами − и рассчитать методом сумм T i и σ. Например, для трактора № 1 табл. 2П.2 межотказные наработки будут равны: Т0 = 50 мото ⋅ ч; Т0 = 158 # 50 = 108 мото ⋅ ч, и т.д. Полученные результаты располагают в статистический ряд в порядке возрастания. Например: 50, 108, 222, 461, 175, 100, 75, 114 и т.д. 6 Информация об эксплуатационных отказах трактора ДТ-75 Наработка до Наработка до Число № конца эксплуатационных отказов трактора наблюдения отказов, мото ⋅ ч. 3 Определить количество интервалов статистического ряда по уравнению n= N, (10) где N # значение показателей надежности. Полученный результат округляют в сторону увеличения до ближайшего целого числа. Количество интервалов не должно выходить за пределы n = 6 ... 20. Все интервалы статистического ряда должны быть равны один другому по величине и не иметь разрывов. 4 Величину одного интервала A определяем по уравнению А = (Tmаx # Tmin) / n, (11) где Tmax и Tmin # соответственно наибольшее и наименьшее значение показателей в сводной таблице информации. При определении величины интервала A, а также его положения в статистическом ряду округляют величины для того, чтобы получать значения, удобные для дальнейших расчетов. При разбивке на интервалы (классы) границы первого интервала устанавливать с таким расчетом, чтобы наименьшее значение наработки до эксплуатационного отказа попала примерно в середину этого интервала. Поэтому нижняя граница первого интервала должна быть несколько меньше минимального значения показателя надежности по заданию. 5 Построить интервальный вариационный ряд по данным подсчета, по форме табл. 7. 7 Интервальный вариационный ряд по данным подсчета Границы Середины Частот К1 = К2 = интервалов, интервалов ы mi мото ⋅ Тср ч/отказ 1 2 3 4 5 N= Л1 = Л2 = # . .