Оптимальной периодичности ТО

 

Экономико-вероятностный метод учитывает и вероятностные, и экономические факторы эксплуатации АТС, обобщает предыдущие методы определения оптимальной периодичности ТО КЭ автомобилей. При его использовании сравниваются различные стратегии поддержания и восстановления работоспособности подвижного состава автомобильного транспорта.

Можно выбрать стратегию I -2 устранения отказов и неисправностей по мере их возникновения (см. рис. 1.7, а), т.е. по потребности. Неоспоримым преимуществом этой стратегии является простота, основным недостатком – неопределенность технического состояния КЭ автомобиля, который может отказать в любое время.

Стратегия I -1 предусматривает предупреждение отказов КЭ автомобилей путем восстановления их технического состояния до того, как будет достигнуто предельное состояние. Эта стратегия реализуется при предупредительном ТО, предупредительных заменах КЭ автомобилей. Теоретически отказ элемента может произойти при любой сколь угодно малой периодичности ТО. В этой связи реализация стратегии в чистом виде невозможна. Допускается малая вероятность отказа и периодичность ТО или планово-предупредительного ремонта принимается в интервале между минимальной (X _min) и средней () наработкой до отказа . Отказы, которые возникли раньше , устраняются по мере их возникновения по стратегии I -2. Стоимость устранения этих отказов по обеим стратегиям одинакова. Обычно задается допустимая вероятность отказа или требуемая вероятность безотказной работы (см. рис. 1.7, б). Средняя наработка (), с которой будут устраняться эти отказы, вычисляется по формуле

,

(1.12)

где X _max – максимальная наработка до отказа.

Остальные работы при первом способе проведения предупредительной стратегии будут проводиться с периодичностью , стоимостью  при достижении вероятности .

Преимущества второй стратегии существенны: может быть гарантирован определенный уровень надежности работы КЭ автомобиля; разовые затраты на поддержание работоспособного состояния ниже, чем при отказе, вызывающем дополнительные издержки на оказание технической помощи на маршруте автомобиля, снижение прибыли от срыва  перевозочного процесса и т.д.; предупредительный характер стратегии создает условия для плановой организации ТО и ремона. Эти преимущества компенсируют недостаток стратегии, связанный с недоиспользованием ресурса КЭ автомобиля, так как периодичность предупредительных работ меньше средней наработки КЭ до отказа.

 

а)

 

                   X _min                                                         X _max

 

б)

 

                                                          

 

 

                                                                                                

 

в)

                                                  

 

                     

 

                                              2                                                      

Рис.1.7.  Методы выполнения технического обслуживания и ремонта:

а – ремонт по потребности;   б – ТО по наработке (I -1);

в – ТО по техническому состоянию (I -2)

Удельные затраты при применении данной стратегии определяются как отношение средневзвешенной стоимости одной операции к средневзвешенной наработке с учетом отказа части КЭ автомобиля:

 

,                                        (1.13)

 

здесь  – стоимость операции устранения отказа;

       d  – стоимость операции ТО.

После дифференцирования этого выражения по  и приравнивания производной к нулю определяют оптимальную периодичность , соответствующую минимуму удельных затрат .

Стратегия I -2 поддержания и восстановления работоспособности подвижного состава автомобильного транспорта сводится к устранению неисправностей КЭ по мере их возникновения, т. е. по потребности. Удельные затраты на ремонтную операцию при этом определяются по формуле:

                                                                    (1.14)

Основные недостатки этой стратегии – неопределенность технического состояния КЭ автомобиля, который может отказать в любой момент времени, и невозможность планирования работ по ТО и ремонту. Преимущество стратегии – простота при очевидной потребности.

Для выбора той или иной стратегии необходимо провести сравнение полученных удельных затрат.  Если , что чаще всего и бывает, то предпочтительным является первый способ реализации предупредительной стратегии, т. е. ТО.

Как и в методе определения оптимальной периодичности ТО по допустимому уровню безотказности, определенная периодичность ТО по экономико-вероятностному методу меньше средней наработки КЭ автомобиля до отказа . Эти величины связаны друг с другом по выражению (1.8) через коэффициент рациональной периодичности проведения операции ТО, величина которого () при этом методе вычисляется по формуле

                                    ,                                    (1.15)

где  – коэффициент отношения стоимости работ ();

 – коэффициент вариации наработки до отказа при первой стратегии.

    Например, для операции подтяжки головок блоков двигателей автобусов ПАЗ-3205: = 21 тыс. км, = 0,2,  = 0,5. Получаем β₀ = 0,76. По формуле (1.8)     = 0,76·21 = 18 тыс. км.

Экономико-вероятностный метод позволяет определять рациональные пути совершенствования организации ТО. При полученной периодичности  фактически требуют технического воздействия только те изделия (первая группа), потенциальный отказ которых может возникнуть с вероятностью   (см. рис. 1.7, в) при наработках  (без учета вариации самой оптимальной периодичности). Изделия или КЭ автомобиля с потенциальной наработкой на отказ  (вторая группа) могут и должны обслуживаться при последующем ТО. Вероятность этого события . Для сортировки КЭ по видам ТО требуется техническое диагностирование с дополнительными затратами.

Таким образом, с периодичностью  контролируются все неотказавшие до этого момента изделия. Стоимость контрольной части операции составляет , исполнительной –  (только для первой группы при вероятности ). Вместе с тем, применение предупредительной стратегии с использованием диагностирования будет целесообразно, если дополнительная стоимость контроля с учетом всех сопутствующих затрат (стоимости специального оборудования, квалифицированного труда персонала) будет компенсирована сокращением стоимости профилактической операции и ущерба от отказов, который чаще всего существенен. Контрольная (диагностическая) часть профилактической операции будет выполняться для всех КЭ автомобилей с оптимальной периодичностью, а исполнительная часть – по потребности с учетом результатов диагностирования.

Для простейшего случая учета только двух последовательных ТО удельные затраты при профилактической стратегии с предварительным контролем определяются с учетом выражения (1.13) по формуле

.                                      (1.16)

                                      (1.16)

Развитие предупредительной стратегии с использованием диагностирования технически весьма целесообразно. Задача состоит в минимизации затрат по контролю технического состояния КЭ автомобилей за счет применения современного совершенного оборудования и персонала высокой квалификации.

1.2.5. Метод статистических испытаний при определении
оптимальной периодичности ТО

Метод статистических испытаний основан на моделировании (имитации) реальных процессов ТО, которые имеют вариацию, т.е. случайны. Определение оптимальной периодичности ТО  данным методом существенно сокращает объем и стоимость экспериментов, а также продолжительность вычислительного процесса, так как моделирование при этом производится на ЭВМ. Исходным материалом для моделирования служат как фактические данные, полученные при наблюдении, так и законы распределения случайных величин.

Схема моделирования сводится к следующему. На основании опыта и по существующим автомобилям-аналогам подбирается ряд значений оптимальных периодичностей ТО анализируемой операции. На следующем шаге на базе эксплуатационных (подконтрольных) испытаний партии исследуемых автомобилей производится расчёт наработки до отказа анализируемого КЭ автомобиля, для которого определяется . С использованием полученной информации формируются два массива данных: массив наработок до отказа – [ ] и массив периодичностей ТО – [ ]. Затем из массива наработок [ ] случайным образом извлекается какое-то конкретное значение наработки на отказ , а из массива периодичностей [ ] также случайным образом извлекается какое-то значение . Пара чисел  и  в подобных численных алгоритмах называется реализацией. Указанные величины сравниваются. При этом если получается , то фиксируется отказ, который произошел раньше профилактического технического вмешательства; при  – фиксируется отсутствие отказа, что свидетельствует о том, что операция ТО выполнена раньше, чем произошёл отказ. Процесс моделирования повторяется многократно и в итоге получают оценку вероятности отказа. Сравнивают её с нормативной, например, величиной риска для конкретного КЭ автомобиля. Если при моделировании вероятность отказа оказалась больше или меньше нормативной, то корректируют массив периодичностей и повторяют моделирование до получения требуемой вероятности безотказной работы данного КЭ автомобиля. Среднее значение из массива периодичностей ТО будет являться искомой величиной оптимальной периодичности  исследуемого КЭ автомобиля.

Следует добавить, что при этом наработка на отказ и периодичности представляются в вероятностной форме со всеми необходимыми характеристиками закона распределения Гаусса, которым и соответствуют эти величины на практике. Речь идёт об , , , ,  и  т.д.

Указанные методы определения периодичностей ТО единичных операций нашли наиболее широкое практическое применение. Они достаточно полно учитывают все технические и экономические аспекты технической эксплуатации автомобилей.

 

  1.3. ТРУДОЕМКОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБСЛУЖИВАНИЙ
И РЕМОНТОВ АВТОМОБИЛЕЙ

 

Трудоёмкость ТО и ремонта представляет собой затраты труда на выполнение операции (группы операций) технического обслуживания или ремонта автомобилей и их КЭ. Измеряется трудоемкость в чело­веко-часах, человеко-минутах или нормо-часах (соответственно  чел-час, чел-мин, нормо-час).

Для уяснения понятия трудоёмкости следует изучить виды составляющих времен при выполнении любого технологического процесса. Их схема представ­лена на рис.1.8 [2]:

 

Рис. 1.8. Виды составляющих времен при выполнении

Технологического процесса

Время ожидания может быть вызвано занятостью рабочего места, отсутствием специали­зированного оборудования, запасных частей и т. д. В технологическом процессе ТО и ремонта автомобилей данное время неже­лательно и должно быть всячески минимизировано.

Дополнительное время затрачивается рабочими на отдых и личные надобности.

Подготовительно- заключительное время затрачивается на ознакомление исполнителя с полученным объемом работ, подготовку и обслуживание рабо­чего места, оборудования, инструмента и материалов, а также на приём и сдачу выполненной работы. При разработке технологических процессов часто из данного времени отдельно выделяется время обслуживания рабочего места, которое включает в себя время ухода за рабочим местом и применяемым оборудованием (инструментом), например, смена инструмента, компактное размещение оборудования и приспособлений и т.д.

Оперативное время затрачивается непосредственно на выполнение производ­ственной операции. Оперативное время подразделяется на основное и вспомогательное. В течение вспомогательного времени автомобиль (или его КЭ) подготавливается к выпол­нению операции, в частности, сюда относится время установки автомобиля на пост ТО или ремонта, обеспечение доступа к объекту обслуживания или ремонта (допускается разборка с последующей сборкой КЭ автомобиля, мешающих выполнению операции). Основное технологическое время затрачивается непосредст­венно на выполнение запланированной операции.

Норматив трудоёмкости необходим для определения числа исполнителей и оплаты их труда за выполненную работу с учётом квалификации работающего (та­рифной ставки).

На автомобильном транспорте в ТЭА применяются следующие нормы трудоемкости:

    а) дифференцированные –   на отдельные операции с учетом их расчленения при необходимости на переходы, приемы и трудовые движения;

б) укрупнённые (комплексные) – на группу операций обслуживания или ре­монта (например, ТО-1, ТО-2, капитальный ремонт двигателя и т.п.);

в) удельные – отнесённые к объему выполняемой работы, а чаще всего к наработке автомобиля (чел-час/1000км пробега).

Все указанные виды норм трудоемкости выполнения операций ТО и ремонтов автомобилей и их КЭ корректируются в зависимости от условий эксплуа­тации автомобиля, пробега с начала эксплуатации, численности автомобилей в парке, модификаций автомобилей, способа их хранения при стоянке в межсменное время, условий оптимизации труда и т.д.  

Базовая норма трудоёмкости операции ТО или ремонта  определяется с уче­том коэффициента повторяемости операции , опера­тивного времени  и долей подготовительно-заключительного времени , выделенных отдельно  долей времени на обслуживание рабочего места  и дополнительного времени :

(1.17)

 

Фактическое время или трудоёмкость выполнения операций ТО и ремонта явля­ются случайными величинами, т. е. имеют вариацию. Они зависят от технического состояния, срока службы автомобиля, применяемого оборудования, квалификации обслуживающего персонала и других факторов. Исходя из этого, норма трудоемкости должна относиться к определенным оговоренным ус­ловиям: по отрасли (типовая норма), конкретным условиям группы предприятий (внутриве­домственная норма) или данного предприятия (внутрихозяйственная норма). Типовые пооперационные нормы приводятся в соответствую­щих справочниках.

При определении норм трудоёмкости операций ТО и ремонта автомобилей в реальных автохозяйствах используют так называемую фотографию рабочего времени (дня), хронометражные наблюдения, метод микроэлементных нормати­вов времени.

Норма оперативного времени чаще всего определяется как средняя величина нескольких хронометражных наблюдений за выполнением данной операции в конкретных ус­ловиях при имеющемся в наличии технологическом оборудовании, применяемой технологии, реальной квалификации исполнителей. Остальные элементы норм определяются расчётом как доля оперативного времени (например, при разборочно-сборочных работах доля  составляет 12%, – 8%). Следует иметь в виду, что определенное хронометражом оперативное время в автопредприятии можно использовать при составлении технической документации и в экономических расчетах при условии предварительной аттестации рабочих

При разработке норм трудоёмкости операции учитывается коэффициент по­вторяемости операции  (см. формулу (1.1)). За величину коэффициента  принимают среднее его значение при хрономет­раже нескольких однотипных операций. Величина  изменяется от 0 до 1. Например, в течение рабочего дня на стенде проверки и регулировки углов установки управляемых колес автомобиля обслуживалось 10 автомобилей. После диагностирования величин углов у 8 автомобилей потребовалась их регулировка, а у двух автомобилей этого не потребовалось. В данном случае коэффициент повторяемости исполнительской части операции принимает значение .

Для определения основного технологического времени принципиально новых для предприятия технологий (например, организации обслуживания и ремонта новых марок и моделей автомобилей) часто использу­ется метод микроэлементных нормативов. Суть его состоит в разделении нормативов времени на простейшие движения исполнителя, например, движения рук, ног, корпуса и т.д., ко­торые произвести человеку при выполнении операции ТО или ремонта автомобиля. В НИИ труда РФ разработана базовая система микроэлементных нормативов (БСМ) на эти движения. Суммируя элементарные нормативные движения, можно относительно легко разработать типовую норму трудоемкости конкретной операции без всякого хронометража на месте. Время нормирования при этом существенно сокращается путем расчетов с применением ЭВМ. Кроме всего прочего, с применением метода микроэлементных нормативов можно успешно совершенствовать последовательность и содержание технологических операций.

Полученные таким образом типовые нормы операции ТО и ремонта корректируются исходя из конкретных условий работы автотранспортных подразделений, что рассматривается в пп. 2.3.4.