Основы проектирования и типизации поточных линий технического обслуживания и ремонта ПС ГЭТ

В настоящее время в системе ГЭТ отсутствует методика расчета максимальной эффективности поточных линий техническо­го обслуживания и ремонта подвижного состава. Число постов по­точных линий принимают от трех до пяти-семи без достаточных обоснований и в различных хозяйствах по-разному. По опыту ма­шиностроительного производства ошибочно считают, что наиболь­шую эффективность поточная организация ремонта дает при корот­ких тактах. Недостаточно учитывают специфику ремонтных работ по сравнению с машиностроительным производством, в частности большие вариации фактической трудоемкости операций ремонта. В результате проектируемые поточные линии технического обслу­живания и ремонта ПС не всегда оказываются эф­фективными: характеризуются большими потерями рабочего време­ни, не обеспечивают полной загрузки оборудования и т. д.

Показателем загрузки поточной линии должен быть достигну­тый уровень синхронизации по времени работы оборудования и рабочих на ее постах. Под асинхронностью потока подразумевают максимальное отклонение (отрицательное или положительное) дли­тельности фактического времени производственной работы на пос­тах линии от принятого на ней такта.

Вследствие неизбежной вариации трудоемкости от объекта к объекту ремонта, при определении условий перехода на поток и при его построении (определении необходимого числа постов, раз­бивке работ по постам) поточное производство необходимо анали­зировать методами теории случайных величин, математической статистики, теории массового обслуживания.

Поточная форма технического обслуживания и ремонта может дать большой экономический эффект при соблюдении трех усло­вий:

1. Когда на потоке внедряют высокопроизводительные методы работ, комплексную механизацию и автоматизацию, позволяющие заведомо компенсировать неизбежные потери рабочего времени вследствие несинхронности.

2. При правильном определении необходимого числа постов и распределении работ технологического процесса ремонта между постами, обеспечивающими минимальную несинхронность.

3. Когда требованиям поточной формы организации ремонтных работ удовлетворяет конструкция подвижного состава, в частности обеспечена взаимозаменяемость деталей и узлов без пригонки по месту.

Целесообразность перехода на поток нужно рассматривать с позиций задач улучшения качества ремонта при наименьшей его себестоимости. Если условия перехода на поток определены невер­но (недостаточна программа или трудоемкость характеризуется большими вариациями), положительного эффекта от него ожидать нельзя.

В настоящее время условия перехода на поток определяют толь­ко расчетом числа n ремонтных мест, т. е. программой ремонтных работ. Переход на поток считается возможным при . Число постов поточной линии определяется расчетным числом n ремонт­ных мест и соотношением общей трудоемкости ремонта к трудоем­кости неделимого комплекса работ, который должен быть выполнен на одном посту. Трудоемкость этого комплекса работ при принятом оптимальном числе исполнителей определяет и такт поточной ли­нии. Число постов может быть определено соотношением общего времени простоя единицы подвижного состава в ремонте к такту поточной линии. Учитывается и программа осмотровых или ремонт­ных работ, определяемая инвентарем подвижного состава. В част­ности, для КПO трамвайных вагонов при инвентаре до 150 единиц рекомендуют принимать на потоке три поста, а при инвентаре свы­ше 150 вагонов - четыре поста. На потоках КПO троллейбусов рекомендуют брать три поста при инвентаре до 100 и четыре поста при инвентаре свыше 100 троллейбусов. Пропускную способность поточной линии технического обслуживания определяют из следую­щих соображений.

Если длительность технического обслуживания или ремонта рав­на t₀, то в начале смены за первый отрезок времени t₀ с потока сойдет одна единица подвижного состава. Затем они будут выхо­дить через отрезки времени, равные такту линии, R= t₀/a_П, где а_,П - число постов на поточной линии. За остаток смены t_с-t₀, где t_с -продолжительность смены (или рабочего дня), будет выпущено (t_c - t₀)/R вагонов или троллейбусов, а всего за смену единиц по­движного состава

m' =(t_c - t₀)/R+ 1. (5.1)

Формула (5.1) справедлива при такой организации работ, когда время прихода на работу и ухода с работы всех рабочих одинаково. При этом в начале смены ре­монтники второго поста про­стаивают в ожидании объек­тов ремонта отрезок време­ни R, рабочие второго пос­та- 2R и т. д., а в конце рабочего дня ремонтники первого поста недоиспользу­ют рабочий день на t₀ - R часов, ремонтники второго поста - на t₀ - 2R часов и т. д. В результате каждая бригада недоиспользует ра­бочий день на t₀ часов.

Чтобы избежать этих по­терь, вводится ступенчатый график выхода рабочих бригад на работу (рис. 5.1), где дан пример такого графика для поточной линии на четыре поста.

Рис.5.1. Ступенчатый график работы четырехпостовой поточной линии ТО

Рабочие первого поста начинают работу в момент t₁ =0 и кончают в момент t₁^' рабочие второго пос­та начинают в момент t₂ и кончают в момент t₂^' и т. д. Длительно­сти t_c рабочих смен на всех постах в этом случае равны, а время работы поточной линии увеличивается на отрезок времени t₀ - R, в течение которого с линии сойдет (t₀ - R)/R единиц подвижного состава. Всего за время работы линии при ступенчатом графике выхода работников будет выпущено единиц подвижного состава

m =m^' +(t₀ - R)/R = (t_c -t₀)/R + 1+(t₀ - R)/R = t_c/R. (5.2)

Минимальный выпуск и инвентарный парк, обеспечивающий ра­боту поточной линии, могут быть определены из уравнений:

(5.3)

где β — коэффициент одновременности рассматриваемого вида тех­нического обслуживания или ремонта; α - коэффициент выпуска.

Например, для КПО при а_П = 3, R = 20 мин = 0,33 ч, t₀= 1 ч, t_c = 8 ч, α =0,8 и β = 0,20 (осмотр один раз в неделю) получим

(5.4)

С увеличением числа постов поточной линии инвентарный парк, необходимый для организации технического обслуживания поточ­ным методом, увеличивается.

Приведенный расчет не учитывает вариации трудоемкости работ технического обслуживания и ремонта подвижного состава, а меж­ду тем они являются основным моментом, определяющим трудно­сти организации потока. Эти вариации связаны с разным сроком службы, техническим состоянием подвижного состава и разными условиями его эксплуатации на маршрутах, разным износом в экс­плуатации и т. д. Кроме того, простои на постах поточных линий могут быть следствием различных организационных причин (поло­мок оборудования, несвоевременной доставки материалов, деталей и инструмента, несоблюдения технологической и трудовой дисцип­лины, недостаточности контроля и т. д.), они определяются харак­теристиками технического обслуживания и ремонта. Если, напри­мер, характеристикой предусматривается проведение какой-либо работы с нормативной трудоемкостью t_н через ремонт, т. е. при ко­эффициенте повторяемости К=0,5, то ее средняя трудоемкость бу­дет равна 0,5t_н, а фактическая - или t_н или 0, что при неизменном также неминуемо отражается на использовании рабочего времени ремонтников.

Рассматривая фактическую трудоемкость ТО и Р как случайную статистическую величину, при расчете поточных линий приходится решать три основные задачи: 1) определения минимальной программы осмотров или ремонтов поточной линии, 2) обеспечения внутритактной синхронизации по всем постам, 3) построения наиболее целесообразной схемы тех­нологического процесса, т. е. последовательности выполнения осмотровых и ремонтных операций, обеспечивающей минимальные технологически неоправданные потери рабочего времени.

Решая задачу определения минимальной программы ремонтной линии методами статистического анализа, прежде всего необходи­мо знать закон распределения трудоемкости того или другого вида технического обслуживания или ремонта как случайной величины. Основные характеристики этого закона определяются эксперимен­тальными исследованиями. Результаты таких исследований трудо­емкости технического обслуживания автомобилей показывают, что вариации подчиняются нормальному распределению. Предполагая, что этот вывод справедлив и для распределения трудоемкости тех­нического обслуживания подвижного состава ГЭТ, задачу расчета минимальной программы, обеспечивающей постоянство загрузки и, следовательно, ритмичную и качественную работу поточных линий технического обслуживания, можно решать, используя известную в теории случайных величин теорему Муавра - Лапласа, которая в преобразованном виде записывается уравнением:

m = [t_р²К(1-К)]/ε² (5.5)

где m - минимальная сменная программа поточной линии, при ко­торой отклонения трудоемкости технического обслуживания или ре­монта в среднем за смену не превышает ±ε с вероятностью Р; t_p - расчетный коэффициент, характеризующий надежность P ра­боты поточной линии по принятым расчетным данным, т. е. с задан­ной стабильностью ε. Коэффициент t_p определяют по статистиче­ским таблицам в зависимости от принятой надежности P: t_p =1,96 при P = 0,95 (Р = 0,95 означает, что расчет подтверждается в 95% случаев), t_p=1.45 при P=0,85 и т. д.; К - средний коэффициент по­вторяемости операций данного вида технического обслуживания или ремонта, определяемый статистическими исследованиями и зави­сящий от типа ПС, его состояния и условий экс­плуатации, характеристики технического обслуживания или ремон­та и других факторов; ε - допустимое отклонение средней расчет­ной трудоемкости технического обслуживания или ремонта от фактической, характеризующее допустимые колебания в загрузке производственных рабочих, определяемые программой ремон­тов.

Для КПО подвижного состава ГЭТ видимо можно принимать ориентировочно К =0,6-0,7. Принимая К =0,7 и общепринятую для таких расчетов надежность Р =0,85, по (5.5) получим при ε = 0,2 (20%) m =11, при ε = 0,15 - m =20, при ε =0,1 — m = 44 и т. д. Этот расчет позволяет осмысленно выбирать минимальную сменную про­грамму при известном коэффициенте повторяемости операций и за­данной вероятности желательной стабильности загрузки поточной линии.

Очень важным элементом расчета поточных линий ТО и Р является обеспечение на них внутритактной синхронизации, т. е. выравнивания полезного времени ра­боты ремонтников в условиях неизбежного колебания трудоемкости ремонта. Для решения этой задачи в условиях ремонтного произ­водства имеется три направления:

1. обеспечение правильного совмещения операций, определяе­мое выбором числа постов, разбивкой работ технического обслу­живания и ремонта между постами и внутри поста между ремонт­никами;

2. совмещение профессий, обеспечивающее взаимозаменяемость и взаимопомощь ремонтников внутри постов, когда свободное вре­мя того или иного ремонтника используется для выполнения опера­ций, не законченных другим ремонтником;

3. выделение из числа ремонтников так называемых скользя­щих рабочих-универсалов, в обязанности которых вменяется наблю­дение за ритмом работы поточной линии и оказание помощи тем постам и рабочим, которые в данный момент оказываются перегруженными. Таким исполнителем-универсалом может быть бригадир линии или ее участка.

Решающее значение для обеспечения максимальной эффектив­ности работы поточных линий технического обслуживания и ремон­та подвижного состава имеет правильный расчет необходимого чис­ла ее постов. Увеличение числа постов поточной линии уменьшает помехи, создаваемые исполнителями друг другу, и улучшает усло­вия технологического оснащения постов специальным оборудова­нием, но вместе с тем уменьшает возможности покрытия потерь ра­бочего времени из-за несинхронности за счет взаимопомощи испол­нителей. Поэтому чем больше эти потери, тем меньше должно быть постов на линии. Ошибочно мнение, что минимальное число постов должно быть равно трем. Исследования поточных линий техниче­ского обслуживания автомобилей показали, например, что двухпостовая поточная линия дает возможность получить коэффициент ис­пользования рабочего времени исполнителей на уровне показателей машиностроительного производства и прирост производительности труда в 1,6-1,8 раза по сравнению со стационарной формой орга­низации работ. Эти исследования позволяют сделать вывод, что для работ с малой программой большой эконо­мический эффект может дать переход на поточную форму органи­зации по двухпостовой схеме. При достаточно большой программе технического обслуживания и ремонта число постов на поточных линиях может быть увеличено до трех-четырех.

Необходимое число «скользящих» исполнителей определяют при­сущими данному виду технического обслуживания или ремонта вариациями трудоемкости. Чтобы компенсировать простои заданного числа k исполнителей, время загрузки t_k скользящего испол­нителя постоянной работой не должно превышать за смену t_c - величины. В этом случае обеспечивается выравнивание об­щих трудовых затрат так, что трудовые потери от несинхронности теоретически обращаются в нуль. Принимая нормальный закон рас­пределения фактических трудовых затрат бригады из к исполните­лей, основную загрузку t_к скользящего исполнителя, т. е. время, в течение которого ему можно поручить выполнение постоянных опе­раций, можно определить с учетом коэффициента вариации υ дан­ного вида технического обслуживания или ремонта и количества k исполнителей по формуле:

(5.6)

где t_И среднее рабочее время исполнителей; -коэффици­ент вариации трудовых затрат исполнителей; σ - среднеквадра­тичное отклонение трудовых затрат исполнителей или

(5.7)

Приравнивая t_к нулю, из уравнения (5.6) можно определить ко­личество исполнителей к, на которое необходим один полностью ос­вобожденный от основной работы скользящий исполнитель (он вхо­дит в число k):

(5.8)

Таким образом, состав бригад и число скользящих исполнителей на поточных линиях технического обслуживания и ремонта опре­деляется вариацией трудовых затрат, которая может быть опреде­лена экспериментально статистическими исследованиями. Прини­мая, например, υ =0,3, получим k=5. Это будет означать, что для обеспечения синхронизации трудовых затрат нужно будет выделить на каждых четырех рабочих-исполнителей одного полностью осво­божденного скользящего рабочего (бригадира).

Построение технологического процесса технического обслужи­вания и ремонта па потоке в условиях колебания трудоемкости опе­раций при коэффициенте повторяемости операций к <1 должно быть основано на методах теории массового обслуживания. После­довательность поиска неисправности сложной системы или, иначе говоря, последовательность выполнения операций технического об­служивания и ремонта в условиях колебания фактической трудо­емкости определяется формулой Винтера:

, (5.9)

где t_n+1 и t_n - трудоемкость поиска неисправностей в n+1 ом и n -ом узле, агрегате или системе; K_n+1 и K_n - коэффициенты по­вторяемости поиска, определяемые вероятностью неисправности узла, агрегата или системы.

По формуле Винтера может быть установлена последователь­ность проведения контрольных операций с переменной величиной коэффициента повторяемости K: первоначально должны выпол­няться контрольные операции с минимальным отношением трудо­емкости к коэффициенту повторяемости.

Критерием выбора последовательности выполнения операций на постах технического обслуживания и ремонта подвижного со­става может служить также условие минимума технологически оправданных потерь рабочего времени, которые складываются из времени переходов рабочего при выполнении операций в последо­вательности, обусловленной технологической картой, и простоев в моменты передвижения подвижного состава с поста на пост. По этому условию оптимальный вариант технологического процесса устанавливается методом сравнения в результате хронометрирова­ния нескольких из них.