Прогнозирование показателя безотказности автотранспортных средств сельского хозяйства

Автомобильный транспорт имеет для сельскохозяйственной отрасли важнейшее значение. В современных условиях доля транспортных расходов в себестоимости валовой сельскохозяйственной продукции составляет 20.40%, а в бездорожных районах достигает 47% и более. Транспортными работами занято 20.25% работников сельскохозяйственного производства.

В свою очередь, исходя из природно-климатических условий и выполняемых задач, наиболее целесообразным является использование полноприводной автомобильной техники.

Парк автомобильного транспорта сельского хозяйства характеризуется предельным физическим и моральным износом. Это предопределяет значительное снижение основных показателей образцов АТ, в первую очередь, показателей надежности. Кроме этого, условия хранения образцов АТ агропромышленного комплекса характеризуются существенным воздействием климатических факторов, что также значительно снижает показатели безотказности.

Вместе с тем, существующий методический аппарат недостаточно учитывает как изменение показателей безотказности в зависимости от срока службы, так и условия хранения образцов АТ.

Таким образом, диссертационная работа, направленная на решение указанных методических проблемных вопросов является актуальной.

Диссертация охватывает 2, 3 и 8 области исследований специальности 05.20.03 «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве»:

— исследование надежности сельскохозяйственных машин с целью обоснования нормативов безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости машин и оборудования;

— исследования по обоснованию эксплуатационно-технологических требований к новой и отремонтированной технике, к условиям труда обслуживающего персонала и условиям сохраняемости животных;

— разработка технологии и средств для хранения машин.

Объектом исследования являются образцы автомобильного транспорта, используемого в сельском хозяйстве.

Цель работы заключается в повышении надежности автомобильного транспорта, используемого в сельском хозяйстве.

В качестве предмета исследования приняты метод, методика и зависимости показателей безотказности автомобильного трансопрта, используемого в сельском хозяйстве.

Научная задача исследования состоит в разработке метода, основных положений методики и зависимостей показателей безотказности образцов АТ, используемых в сельском хозяйстве, на основе учета влияния срока службы и условий хранения.

Структуризация научной задачи и необходимость достижения поставленной цели исследований обуславливает формирование комплекса следующих основных задач, требующих решения:

— разработка метода технико-экономической оценки безотказности образцов автомобильного транспорта;

— разработка методических аспектов прогнозирования безотказности образцов АТ;

— разработка основных положений методики расчета затрат на обеспечение безотказности образцов автомобильного транспорта;

— обобщение результатов экспериментальных исследований по определению показателей безотказности образцов АТ;

— выявление зависимостей показателей безотказности образцов автомобильного транспорта от долговечности и условий хранения.

— разработка нормативов безотказности образцов автомобильного транспорта в зависимости от сроков службы и условий хранения;

— разработка и технико-экономическая оценка практических рекомендаций по повышению уровня безотказности автомобильного транспорта.

В качестве теоретической базы в данной работе использованы фундаментальные и прикладные труды ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области прогнозирования показателей безотказности и сохраняемости образцов автомобильного транспорта, используемых в агропромышленном комплексе.

В ходе исследования получены новые научные и практические результаты, выносимые на защиту:

1 Метод технико-экономической оценки безотказности образцов АТ.

2 Методические аспекты прогнозирования показателей безотказности образцов АТ.

3 Основные зависимости показателей безотказности образцов автомобильного транспорта от долговечности и условий хранения.

4 Нормативы безотказности образцов автомобильного транспорта в зависимости от сроков службы и условий хранения.

5 Предложения и рекомендации по повышению уровня безотказности образцов АТ.

Практическая значимость работы заключается:

— в разработке нормативов безотказности образцов автомобильного транспорта в зависимости от сроков службы и условий хранения;

— в повышении точности прогнозирования показателей безотказности за счет учета климатических факторов и условий хранения, а также уточнения наработки на отказ и трудоемкости текущего ремонта, что позволяет в полном объеме спланировать основные силы и средства технического обслуживания и ремонта образцов АТ;

— в обосновании рациональных способов хранения образцов АТ в зависимости от климатических районов;

— в рекомендациях по применению перспективных методов и средств повышения уровня сохраняемости образцов АТ.

Диссертация содержит пять глав, заключение, список использованных источников в количестве 63 наименований.

В первой главе определены роль и место автомобильного транспорта в сельскохозяйственном производстве. Приведены результаты анализа состояния парка автомобильного транспорта сельского хозяйства. Рассмотрены основные методы прогнозирования показателей безотказности, определены их основные недостатки. Проанализированы условия и методы хранения автомобильного транспорта агропромышленного комплекса. Проведенные исследования позволили выявить научную задачу, сформулировать цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке методических аспектов прогнозирования показателей безотказности образцов АТ. В рамках этой главы разработаны метод технико-экономической оценки безотказности, метод прогнозирования показателей безотказности, основные положения одноименной методики, а также методика расчета затрат на обеспечение ч безотказности образцов АТ.

В третьей главе обобщены результатов экспериментальных исследований по определению показателей безотказности образцов АТ. Экспериментальные исследования проводились в два основных этапа. На ч первом этапе определялись исходные данные для определения показателей безотказности в стандартных условиях. На втором этапе экспериментальные исследования осуществлялись с целью построения регрессионной модели определения условного срока сохраняемости образцов АТ.

В четвертой главе определены ключевые зависимости показателей безотказности от срока службы образцов АТ при эксплуатации в различных дорожных и природно-климатических условиях. На основании выявленных зависимостей разработаны нормативы безотказности для представительных образцов автомобильной техники, используемой в агропромышленном комплексе страны.

В пятой главе произведена оценка технико-экономического эффекта, обусловленного повышением точности прогнозирования показателей безотказности образцов АТ. Кроме этого, в данной главе обоснованы рациональные способы хранения образцов АТ в зависимости от климатических районов и разработаны предложения по использованию перспективных методов и средств хранения автомобильной техники. Результаты диссертационной работы реализованы: СПК «Агрофирма «Элитный картофель», ЗАО «Домодедово аэропорт хендлинг», ГБОУ СПО МО «Московский областной авгомобильно дорожный колледж», основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Автомобильный транспорт» ФГЪОУ ВПО МГАУ им. В. П Горячкина в 2011;2013 г., научно-практической конференции.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1 В результате исследований, проведенных в настоящей работе, решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке метода, основных положений методики и зависимостей показателей безотказности образцов АТ, используемых в сельском хозяйстве, на основе учета влияния срока службы и условий хранения.

2 Разработан метод технико-экономической оценки безотказности образцов автомобильного транспорта, используемых в сельском хозяйстве, который, с одной стороны, на основе теории вероятности устанавливает связь показателей готовности с показателем качества, а с другой сторонына основе методов теории принятия решений позволяет сформировать область рациональных значений показателей безотказности и эксплутационных затрат. Объединение данных показателей осуществлено на основе определения длины вектора в координатах «показатель безотказности» — «эксплуатационные затраты».

3 Разработаны методические аспекты прогнозирования безотказности образцов АТ, объединившие:

— метод оценки безотказности, который позволил учесть при определении показателя безотказности срок службы образцов АТ и условия их хранения и сформировать комплекс показателей оценки;

— основные положения прогнозирования комплекса показателей безотказности образцов АТ в стандартных условиях хранения, базирующиеся на методах теории вероятностей;

— основные положения прогнозирования показателей безотказности образцов автомобильной техники при воздействии климатических факторов.

4 Разработаны основные положения методики расчета затрат на обеспечение безотказности образцов автомобильного транспорта, основная идея особенность которой заключается в разделении эксплуатационных затрат на две основные группы. Первая группа затрат связана с обеспечением показателей безотказности, а следовательно характеризуется чувствительностью к их изменению. Вторая группа затрат, напротив, не обладает чувствительностью к изменению показателей безотказности. Основное внимание в методике уделено первой группе затрат.

5 Обобщены результаты экспериментальных исследований по определению показателей безотказности образцов АТ.

В частности определены показатели безотказности со следующей точностью:

— средняя наработка на отказ 74−88% при доверительной вероятности.

80%;

— средняя продолжительность устранения отказа — 10−22% при доверительной вероятности 80%- удельная трудоемкость текущего ремонта — 78−88% при доверительной вероятности 80%).

Кроме этого в результате экспериментальных исследований разработана регрессионная модель определения условного срока сохраняемости образцов АТ. Регрессионная модель позволила определить пять основных факторов окружающей среды, оказывающих наибольшее влияние на показатели безотказности (среднегодовое количество осадков, суммарную среднегодовую солнечную радиацию, среднегодовое число переходов через 0 °C и среднегодовую концентрацию в воздухе сернистого ангидрида).

Гипотеза об адекватности модели полученным данным не отвергается с вероятностью р = 0,95, что позволяет использовать ее для прогнозирования показателя безотказности.

6 Определение основных зависимостей показателей безотказности от срока службы образцов АТ.

Зависимости разделены на две основные группы. Первая группа объединяет зависимости показателей безотказности образцов автомобильного транспорта в стандартных условиях хранения. Эти зависимости характеризуются сильной связью (коэффициент корреляции составляет 0,85−0,9).

Вторая группа зависимостей учитывает влияние климатических факторов на показатели безотказности образцов автомобильного транспорта. Показатель безотказности характеризуется максимальной чувствительностью к среднему количеству осадков и среднегодовой солнечной радиации составляет 0,045. Несколько меньше уровень эластичности показателя безотказности по числу переходов температуры через 0 °C — 0,0387. Чувствительностью показателя безотказности к среднегодовой концентрация в воздухе сернистого ангидрида в большинстве случаев можно пренебречь.

7 Разработаны нормативы безотказности образцов АТ в зависимости от сроков службы и условий хранения:

— стационарный показатель оперативной безотказности изменяется в пределах от 0,69 для жаркого климатического района и срока службы 20 лет до 0,89 для умеренного центрального климатического района и срока службы 1 год;

— наработка на отказ изменяется от 1,32 тыс. км. для холодного климатического района и срока службы 20 лет до 13,65 тыс. км для умеренно теплого климатического района и срока службы 1 год ;

— средняя продолжительность устранения отказа изменяется от 0,34 чел.ч. для автомобиля снаряженной массой 1 т до 18,78 чел.ч. для автомобиля снаряженной массой 20 т.;

— удельная трудоемкость текущего ремонта изменяется 2,25 чел. ч на 1000 км для автомобиля снаряженной массой 1 т до 30 чел.ч. для автомобиля снаряженной массой 20 т.

8 Разработана и произведена технико-экономическая оценка практических рекомендаций по повышению уровня безотказности автомобильного транспорта.

В частности установлено, что повышение точности позволяет увеличить показатель безотказности в зависимости от срока службы и климатического района на 0−11% при нулевом сроке службы и на 7,8618,23%) при 20-ти летнем сроке службы. Экономический эффект в зависимости от среднего срока службы автомобилей в парке составляет от 0,43% до 7,29%, что существенно.

Кроме этого, на основе технико-экономической оценки обоснованы рациональные способны хранения автомобильной техники. Мобильные хранилища наиболее целесообразны в умеренном центральном, умеренном холодном и холодном климатических районах (показатель технико-экономической эффективности составляет 0,69−0,76). Открытая площадка обладает наиболее высокими технико-экономическими показателями в умеренном теплом и жарком климатических районах (показатель технико-экономической эффективности составляет 0,69−0,78). Неотапливаемые хранилища имеет определенный смысл использовать умеренном холодном климатическом районе (показатель технико-экономической эффективности составляет 0,69−0,65). Отапливаемые хранилища характеризуются наихудшими технико-экономическими показателями при использовании автомобильной техники и не могут составить конкуренции ни в одном климатическом районе (показатель технико-экономической эффективности составляет 0,102−0,49).