Решение основных задач повышения надежности технического сервиса машин АПК

Решение основных задач повышения надежности технического сервиса машин АПК 

Жуленков В.И.

В работе рассматриваются вопросы совершенствования основ научно-методического обеспечения технического сервиса машин (ТСМ) сельскохозяйственного производства. Предоставлены варианты выполненных моделей оценки основных параметров организации и технологии ТСМ.

Технический сервис машин в сельском хозяйстве России стратегически развивается в трех основных направлениях:

Совершенствование концептуальных стратегий развития в современных условиях механизации агропромышленного комплекса (АПК).

Проектирование организационного обеспечения.

Обеспечение ресурсосберегающих технологий.

Объектом технического сервиса является полнокомплектная машина, агрегат, узел, соединение или ее единичный элемент.

В целом машина является генерирующим звеном совокупности заложенных в нее технических ресурсов составных частей (М.Ю. Конкин, 2004).

Следует рассматривать ТСМ как связующий общий компонент машины, находящейся в трех основных стадиях при: исследовании ее рабочих процессов; изготовлении; производственном использовании, обслуживании и утилизации (В.И. Жуленков, 2007).

• Технологические показатели машин экспериментально оцениваются при использовании в сельскохозяйственном производстве (обработка почвы, посевов, уборка урожая и т.п.). Главное при этом – получение высокого качества выполнения работ по назначению (Б.С. Свирщевский, В.А. Линтварев, Ф.С. Завалишин, В.А. Желиговский). Большой объем работ проводят на машинно-испытательных станциях. В этой стадии уточняются программы проектирования требуемой долговечности машины.

• Вторым генерирующим звеном технического сервиса машин, выступающим основой построения общей теории машинных объектов, являются процессы, работы и услуги, связанные с производством машин (ПМ) .

Базой для ПМ являются расчеты по кинематике, динамике, особенностям конструкций механизмов с различными видами вращательных пар трения (И.И. Артоболевский, Д.Н. Решетов, Б.В. Шитиков, П.Г. Мудров и др.). Целью этого звена ТСМ является проектирование машин с требуемой долговечностью, проявлением ресурсосберегающих технологий при использовании в производстве по назначению, экономичных, выгодных при использовании.

• Третьим генерирующим звеном ТСМ является сервисное обслуживание, включающее в себя учет закономерностей теории старения машин и утилизации (А.И. Селиванов, М.Ю. Конкин). Сервисное обслуживание при этом производится как в сфере использования машин в сельском хозяйстве (сервис эксплуатационного машиноиспользования, так и в сфере сервиса стационарного машинообслуживания) [7]. Сервис машинообслуживания должен оценивать достигнутый технический ресурс объектов, а сервис машиноиспользования – действительный технический ресурс объектов использования по назначению.

Надежность технического сервиса машин целесообразно оценивать отношением всех видов ресурсов к требуемому: чем выше показатель, тем эффективнее, надежнее используется технический ресурс машины.

Основываясь на работах В.И. Казарцева, А.С. Гальперина, В.М. Михлина, Р.Н. Колегаева, Ю.А. Конкина и других исследователей, разработана современная классификация технического ресурса объектов сервиса, классифицирующие признаки которой: величина ресурса; производитель ресурса и его вид – машинофирма, завод (фирменный, первоначальный); предприятие технического сервиса (ПТС) – возобновляемый ресурс (сервисный); производственное подразделение, хозяйство, другой пользователь машинных объектов – эксплуатационный ресурс (ситуационный); фактический уровень ресурса производителя – требуемый, определяемый наличием прогрессивности технологии машинофирмы, завода; достигнутый – обеспеченный ПТС; действительный, выявленный пользователем машинного объекта; критерии оценки ресурса - технический; технико-экономический; экономический.

Другие определения технического сервиса машин: оптимальный (В.М. Михлин, 1965), (А.С. Гальперин, 1970), наивыгоднейший (Р.Н. Колегаев, 1963)– менее удачны, малоинформативны. Более широкое и емкое понятие технического ресурса по разработанной классификации: требуемый, достигнутый, действительный [7]. Это базируется на научных основах, разработанных В.И. Казарцевым еще в 1963г.

Требуемый технический ресурс задается конструкторам и технологам техническим заданием на проектирование машины, он учитывается потребностью объекта для использования по назначению с оценкой ресурсосберегающих факторов и состоянием научно-технического прогресса в области машиностроения. Достигнутый ресурс машин для менеджеров и технологов ПТС – показатель совершенства технологических процессов сервиса машин. Действительный ресурс характеризует фактически сложившуюся сторону технической культуры сервиса, он выявляет - как профессионально, экономно потребитель использует машину. Четкая терминология – правильный путь исследований (Рене Декарт). Износостойкость парка машин, сопротивление его старению – путь развития цивилизованного ТСМ, по В.И. Черноиванову на трех уровнях: макросервисе (заводы, машинофирмы); мезосервисе – технические центры сервиса; микросервисе – ПТС районные [1].

Разработке общих научных направлений развития технического сервиса сейчас уделяется большое внимание [2] [4], [5] [6]. На региональном уровне предлагается следующая программа развития ТСМ: проектирование управляемых параметров системы технического сервиса в целом и его основной производственно-технологической базы в частности. Саморегулирование должно касаться двух ветвей технического сервиса: ремонтно-эксплутационного и ремонтнообслуживающего. Теоретической составляющей технического сервиса машин должны являться доступные для производственников-производителей продовольственной и потребляемой продукции методики расчета и оценки контроля ресурсов использования функционируемых механизмов и машин, а также доступных моделей определения управляемых технологических параметров технического сервиса. Туда же входят показатели распределения технологической загрузки исполнителей сервиса в течении нормируемых периодов деятельности предприятий с использованием компьютерных технологий и с соблюдением ресурсосбережения. Необходимо оценивать расходуемый технический ресурс, как новой машины, так и модернизируемой. Он должен иметь конечное, экономически обоснованное завершение до его момента нормальной цивилизованной утилизации. Такая задача пока практически не реализована; проектирование и сооружение производственных зданий для осуществления технического сервиса машин на основе рациональных схем блочности и модульности составляющих их элементов с соблюдением обоснованных и объективных критериев ресурсосбережения; создание методик планирования технического сервиса объектов на основе накопленных для управления информационнотехнологических данных с использованием для этих целей технологий и диагностических средств для осуществления как текущего, так входного и выходного контроля объектов на сервисном предприятии; возведение в регионах машиностроительных заводов и фирм, которые должны и обязаны свою продукцию сопровождать юридически оформленным, дилерским сервисом как машин первоначального, так и вторичного, т.е. восстановительного производства; подготовка профессиональных кадров для управления, осуществления учета и оценки технического сервиса машин как высшего инженерного, инженерно-менеджерского звена, так и технического персонала среднего звена, обладающего требуемым объемом знаний и навыков для практического обслуживания объектов и технологических процес-175 сов технического сервиса и технологий их осуществления, владеющих в совершенстве методами и методиками выполнения операций сертификации и мониторинга всех объектов сервиса и объектов его окружающей инфраструктуры; создание на территориях регионов широкой сети научноисследовательских, проблемных лабораторий и машинно-испытательных станций на базе ведущих кафедр высших технических учебных заведений. Научно-методическое руководство в регионах следует проводить тем коллективам кафедр учебных заведений, которые имеют научные наработки по техническому сервису механизмов и машин; учреждение и проведение корпоративных профессиональных коллегиальных форумов в виде сессий и конференций специалистов по осуществлению технического сервиса машин АПК РФ как федеральных, так и региональных со всей атрибутикой методического, пропагандистского, юридического сопровождения: принятие программных документов, обмен опытом работы, издание результатов исследований и рекомендаций и т.п.

Разработана современная классификация структуры и базы технического сервиса машин агропромышленного комплекса [7].

Она имеет следующие классифицирующие признаки: тип сервиса–массовосложившийся (текущий, ситуационный); модернизационный (вынужденный, промежуточный); фирменно-дилерский (прогрессивный, перспективный); направленность по роли, цели и назначению – информационно-управленческий, научнометодический; монтажно-наладочный; эксплутационно-полевой, стационарный; транспортно-экспедиционный (мобильный); восстановительный. Социальная принадлежность– общественно-государственный; государственный, частный. Направление технологичности функционирования – производственно технологический (основной); обслуживающе-вспомогательный (инфраструктурный); экологическиресурсосберегающий (дополнительный). Вид производственно-технического сервиса – машиноиспользование; машинообслуживание; использование и обслуживание (МТС). Место осуществления сервиса – ремонтноэксплуатационный; ремонтнообслуживающий. База обеспечения ремонтно-эксплуатационного сервиса: стационарные ремонтные мастерские; мобильные авторемонтные мастерские; гаражи машинные; пункты технического обслуживания; мастерские фермеров; модульные блоки фермерских хозяйств; модули личных подсобных хозяйств; машинные дворы топливозаправочные пункты; материальные склады.

База обеспечения ремонтнообслуживающего сервиса – фирменные центры технического сервиса; региональные специализированные мастерские; районные центры сервиса; дилерские мастерские и модули; предприятия материального снабжения и обеспечения энергоносителями; предприятия лизинга, проката и обмена техники; предприятия купли-продажи подержанных машин; предприятия утилизации техники; предприятия регенерации отходов, рекультивации; предприятия экологизации производственно-социальной сферы.

Разработка моделей оценки технического ресурса машин – одна из важнейших задач, способствующая управлению надежностью технического сервиса машин при минимальных затратах. Умение считать эффективно способствует сокращению погрешностей составления бизнес-планов работы машин и предприятий технического сервиса. В соответствии с разработанной классификацией предоставлено три основных вида моделей расчета технического ресурса: требуемый, достигнутый и действительный [7].

• Требуемый ресурс (полный) получен при решении целевой функции, включающий в себя остаточную стоимость машины в момент оценки ее ресурса и прогнозируемую на тот момент, когда по каким либо мотивам должно приниматься решение о целесообразности дальнейшего использования ее по назначению (ремонт, модернизация, утилизация); затраты на оплату труда исполнителей сервиса и энергетический потребляемый машиной материал. Из дифференциального уравнения, составленного по целевой функции получен искомый результат – аналитическая модель оценки требуемого технического ресурса машины. В этой модели имеется постоянный для конкретного объекта коэффициент нормы прогрессирующих затрат на потери потребителя в процессе использования машины, получающийся на основании обработки опытных данных; межремонтный ресурс машины; затраты на сервисно-технологические операции при полной реализации ее доремонтного технического ресурса; угол наклона аппроксимированной прямолинейно кривой, экспериментально определяющий взаимосвязь затрат на сервис от возобновляемого 176 технического ресурса машины. В общем виде аналитическая модель технического ресурса представлена как сумма реализованного и остаточного ресурсов [7]. Доказательством универсальности полученной модели является получение из нее частных моделей оценки полного технического ресурса машины, выведенной докторами наук В.И. Казарцевым, А.И. Селивановым, Ю.А. Конкиным, И.И. Трепененковым, К.М. Кавалерчиком. При расчете требуемого ресурса машин нами использованы критерии минимума удельных затрат и эквивалентные – суммарные затраты потребителем.

• Достигнутый технический ресурс машины на сервисном предприятии получен из исходной функции затрат потребителя на сервис, в зависимости от программы ПТС (И.С. Левитский, 1961 г). Исходная функция содержит: годовую программу сервисного предприятия; удельный показатель сложности сервиса машины, равный отношению стоимости заработной платы оператора сервиса к единице массы объекта; соответственно удельную стоимость запасных частей и ремонтных материалов на машину; массу объекта; накладные расходы. Учитывая определенную связь между техническим ресурсом объекта и программой ПТС, используя исходную предпосылку проектирования, получили диапазон изменения величины программ предприятия от максимума до минимума. В полученной аналитической модели достигнутого ресурса отпускная потребителю стоимость машины прямо пропорциональна балансовой стоимости объекта, процентам отчислений на сервис, текущему значению технического ресурса и обратно пропорциональна полезной выработке машины за исследуемый промежуток времени (год, месяц и др.) [7].

• Действительный технический ресурс (ДТР) в полной мере проявляется непосредственно в сфере использования машины по назначению. Рационально определять остаточный межсервисный технический ресурс машины. Исходный вариант оценки ДТР представляет изменение контрольного параметра, зависимого от динамики определенных случайных параметров [7]. Учитывая возможный общий характер изменения контрольного параметра (начальное состояние) получена модель оценки ресурса объекта, зависимая от: величины запаса параметра оценки, стационарных случайных величин, определяемых нестабильностью внутренних и внешних воздействующих факторов, погрешностью измерения, включая выбранный вариант аппроксимации процесса оценки технического ресурса; реализованного ресурса; показателя степени функции, определяющего изменение параметра состояния контрольного элемента оцениваемого параметра машины. Стационарная случайная величина случайное отклонение параметра замера от среднестатистической кривой; вероятностно–случайная величина, в свою очередь, включает в себя показатель вариации ошибки прогнозирования и нормальную величину, зависимую от принимаемой доверительной вероятности [7].

Оптимальные экономикоматематические решения в условиях рыночной экономики, в большинстве своем, становятся дорогостоящим товаром. Представленные модели оценки технических ресурсов учитывают это – они построены на использовании доступного понятийно– математического аппарата и минимальных исходных данных для этого.

Научное развитие организационного обеспечения технического сервиса машин требует разработки классификации разборочно-сборочных технологических линий на предприятиях технического сервиса. Представленная нами подобная классификация содержит следующие классифицирующие признаки: производственный интерьер технологических полей линий – плоская (двухкоординатная), объемная (трехкоординатная); характер расположения рабочих мест – однопостовая (точечная, неподвижная), многопостовая (замкнутая, разомкнутая, подвижно-линейная); вид предприятия технического сервиса- специализированная (одномарочная), общего назначения (многомарочная); ориентация технологических полей сервиса – одноуровневая (двумерная), многоуровневая (трехмерная); геометрическая направленность хода линии сервиса – двумерная (прямоточная, Г-образная, П-образная, круговая, спиральная); (трехмерная-подобная по названию двумерной, но расположенная в объемном пространстве, с технологической связью поэтажных уровней) [7].

При составлении бизнес-планов работы ПТС необходимо иметь данные по количеству сервисного фонда машин. Разработанные нами модели оценки числа сервисных обслуживаний машин разных по сложности проведения содержат информативные составляющие, в числе которых: коэффициент «возраста» машины; коэффициент каче-177ства изготовления машины на машиностроительном предприятии и ее приспособленность к техническому сервису; коэффициент качества проведения капитального сервиса машины; коэффициент качества проведения плановых технических обслуживаний различного уровня сложности; рациональное число сервисных обслуживаний планируемое; число фактически произведенных сервисных обслуживаний. Основной параметр расчетов количества сервисных объектов – величина технического ресурса машины. Для этих целей используются показатели: досервисная наработка машины; межервисная наработка для капитального и текущего сервисов; реализованная наработка машин до начала момента составления бизнес-плана сервисных обслуживаний; планируемая наработка машин от начала момента составления бизнес-плана до окончания планируемого интервала; остаточный технический ресурс машины от момента окончания составления бизнес-плана до момента окончания наработки машины полный технический ресурс машины от начала ее ввода в эксплуатацию до момента естественного исчерпания ресурса плановые номерные капитальные и текущие сервисы машины [7]. Полученные модели информативны, соответствуют укреплению базы информационного обеспечении эффективного использования ТСМ [3].

Организационное обеспечение технического сервиса машин основывается на выборе и проектировании базовых исходных положений: существующих ПТС и проектируемых. Потребитель стоит перед отправкой машин на ПТС каждый раз перед дилеммой – куда отправлять машину на сервис. Сравнительную эффективность труда и средств, затраченных на сервисное обслуживание объекта, рекомендовано нами определять по модели выбора варианта кооперирования потребителя и ПТС по соотношению суммарных затрат на сервис к достигнутому техническому ресурсу. Учитывается при этом, число возможных вариантов формирования затрат на сервисное обслуживание потребителя при конкретной альтернативе выбора кооперируемых ПТС; суммарные затраты на сервис при кооперировании ПТС потребителя со специализированным ПТС по n-ому варианту производственных связей; достигнутый, т.е. послесервисный технический ресурс объекта при соответствующем варианте осуществления связей ПТС. Суммарные затраты на n-ый вариант кооперативных связей включают: остаточную стоимость полнокомплектного объекта сервиса в модуле (мастерской) потребителя (дилера, фермера, арендатора и др.); стоимость монтажнодемонтажных операций при сервисе объекта; стоимость объекта сервиса, осуществляемая при сервисе у потребителя; удельные эксплуатационные затраты; суммарные транспортные затраты времени на транспортировку агрегатов на специализированные ПТС (туда и обратно) при n-ом варианте кооперирования; время простоя объекта на сервисе при n-ом варианте кооперирования; суммарные затраты на сервис агрегатов, осуществленный на специализированных ПТС по n-ому варианту связей.

• Производственная программа предприятий технического сервиса нами рассматривается не как константа, а как мощность, изменяющая во времени в зависимости от спроса на продукцию и услуги. В общем случае экономически эффективная годовая программа определяется по предложенной нам модели, исходящей из дифференциального уравнения, в котором фигурирует программа ПТС, функция собственно технологических затрат на объекты сервиса; функция транспортных затрат на объект сервиса в зависимости от величины формируемой программы ПТС. Алгоритм расчета программы ПТС основан на вероятностной основе, содержащий коэффициенты регрессионных уравнений, показатели степени формируемых показателей функции. Для малого бизнеса необходимо иметь более рациональные компоновочнотехнологические формы ПТС. Для оценки выбранного при проектировании трехмерного пространства нами предложен универсальный показатель, в который входит объем пространства модуля; площадь поверхности модуля до контура его горизонтальной технологической площади [7].

• Рациональная загрузка ПТС осуществляется с использованием компьютерной программы, по которой определяются три основных показателя бизнес-плана ПТС: число объектов сервиса, их трудоемкость и число операторов сервиса.

• Обеспечение ресурсосберегающими технологиями технического сервиса способствует повышению его устойчивости проведения и надежности. Стержневой основой повышения эффективности ТСМ, в первую очередь, становятся технологии восстановления ресурса деталей [6].

При техническом сервисе путем обработки изношенных деталей восстанавлива-178ется годность детали, которая управляется по продолженной нами модели [7]. Зависимость восстановления показателя годности от времени технологической обработки определяется опытным путем. Формирующими показателями математической модели при этом являются конструктивно-технологические параметры детали (размеры, площади обработки, длина образующих линий рабочих поверхностей). Наплавка, наращивание изношенных рабочих поверхностей деталей, последующее восстановление проектной геометрии сборочных единиц и деталей ведет к восстановлению годности и технического ресурса. В этой части нами разрабатываются новые конкурентноспособные технологии восстановления годности и ресурса конструктивных элементов машин.

Таким образом, предложены варианты решений базовых задач повышения надежности технического сервиса машин агропромышленного комплекса, пригодные для непосредственного практического использования.

Список литературы

1. Черноиванов В.И. Стратегия развития технического сервиса в сельском хозяйстве России / В.И. Черноиванов //Сб.: «Научно-техн. прогресс в инж. сфере АПК России» / Ред. В.П. Лялякин. – М.: ГОСНИТИ, 2006. – С. 9-17. 

2. Пучин Е.А. Методические основы разработки и внедрение ресурсосберегающих технологий технического обслуживания сельскохозяйственной техники: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Е.А. Пучин; ГОСНИТИ. – М., 1998. – 46 с. 

3. Федоренко В.Ф. Информационное обеспечение эффективного использования техники и ее технического сервиса в сельском хозяйстве / В.Ф. Федоренко // Сб.: «Научно-техн. прогресс в инж. сфере АПК России» / Ред. В.П. Лялякин. – М.: ГОСНИТИ.– 2006. – С. 49–58. 

4. Конкин М.Ю. Концептуальные основы и научное обеспечение технологической утилизации сельскохозяйственной техники: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук / М.Ю. Конкин; ГОСНИТИ. – М., 2004.– 38 с.

5. Кушнарев Л.И. Основные направления развития системы технического сервиса в АПК / Л.И. Кушнарев, Е.А. Пучин //Сб.: «Агроинженерия». – М.: МГАУ, 2006. – С.68–72. – №1 (16). 

6. Лялякин В.П. Программа работ по восстановлению изношенных деталей для машин и оборудования / В.П. Лялякин //Сб.: «Научные проблемы и перспективы развития, ремонта, обслуживания машин и восстановления деталей» – М.: ГОСНИТИ. – 2003. – С. 16-18. 

7. Жуленков В.И. Основы научно-методического обеспечения технического сервиса машин сельскохозяйственного производства / В.И. Жуленков. Монография. – Казань, Изд-во Казан. ун-та., – 2006. – 216с.