Моделирование организации и технологии ремонта по техническому состоянию дизелей КамАЗ

УДК 623.437.4

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ ДИЗЕЛЕЙ КАМАЗ

В.С. Гунба, А.О. Власов

Для исследования технологических процессов ремонта дизелей современной автомобильной техники в условиях среднесерийного производства, обоснования специализации рабочих мест, структуры и параметров производственных участков авторемонтных предприятия, определения алгоритма их функционирования, используется имитационное моделирование на ОР88/Р8.

Ключевые слова: ремонт по техническому состоянию, система массового обслуживания, имитационная модель, коэффициент загрузки рабочих мест, длина очереди на обслуживание.

Для описания процессов, происходящих в системе ремонта автомобильной техники (АТ), целесообразно в рамках теории массового обслуживания, использовать имитационное моделирование.

Исследование авторемонтного производства как системы массового обслуживания (СМО) позволит определить его характеристики, обеспечить заданное качество функционирования, уменьшить время обслуживания и затраты на него.

Имитационная модель представляет собой систему, отображающую структуру и функционирование исходного объекта в виде алгоритма, связывающего входные и выходные переменные, принятые в качестве характеристик исследуемого объекта.

Решение задач обслуживания состоит в построении моделей, связывающих заданные условия работы СМО с показателями эффективности системы, описывающими ее способность справляться с потоком заявок.

В этом свете эффективность функционирования такой системы оценивается с помощью показателей, т.е. характеристик, определяющих степень приспособленности системы к решению возложенных на нее задач.

В качестве показателей могут приниматься среднее число заявок; обслуживание в единицу времени; среднее число занятых каналов; среднее число заявок в очереди; среднее время ожидания в очереди; среднее время обслуживания и т.д.

Авторемонтное производство относится к замкнутой СМО, в которой поток требований на обслуживание ограничен, а общее число циркулирующих требований конечно.

В замкнутых системах массового обслуживания [1, 2] потенциальное число требований является величиной постоянной. Интенсивность поступления требований X является характеристикой конкретного объекта.

209

Исследуем систему, в которой возможно изменение состояния объекта: Ек ^ Ек+1; Ек ^ Ек-\; к > 1. Если в момент времени ? система находится в состоянии Ек, то вероятность перехода Ек ^ Ек+1 в интервале времени & равна ХкЖ?.

Вероятность перехода Еп ^ Еп-1 в интервале времени Ж равна цпЖ?. Вероятность перехода Еп ^ Еп+к(-к) к > 2 в интервале длительности Ж - бесконечно малая величина по сравнению с Ж?. Параметры X и ц зависят только от к, где п - число требований в системе. Граф переходов приведен на рис. 1.

Рис. 1. Граф переходов замкнутой системы

Число состояния графов определяется числом элементов в источнике, которое описывается уравнением размножения и гибели

dP0

=-10 H 0

dt

dPk (t )=-(i k + m k ) Рк (t ) +1 к -iP-i (t )+m k+i (t ) Pk+i (t ); k > 1. (2) dt

Информация о вероятности потребности в обслуживании агрегата Ikdt позволяет определить время обслуживания t, t + dt с вероятностью ц kdt.

Если число агрегатов в очереди на обслуживание и обслуживаемых равно k, то число объектов, прикрепленных для обслуживания, равно n - k.

Сущность моделирования технологических процессов централизованного ремонта по техническому состоянию (ЦРТС) на языке GPSS/PC [i, 2] заключается в том, что динамическим объектам - «транзактам» -присвоены различные параметры, которые имитируют создание заявок на обслуживание, ожидание в очереди, накопление очереди, выбор канала обслуживания, занятие канала обслуживания, выполнение работ определенной трудоемкости, перемещение между каналами обслуживания.

Основной принцип имитационного моделирования заключается в определении моментов смены состояний моделируемого процесса.

Неисправные агрегаты после диагностирования занимают соответствующие рабочие места, делая отметку времени занятия. После выполнения ремонтных работ транзакты освобождают устройства с отметкой времени их освобождения. Следовательно, загрузка устройств, используемых в модели, соответствует загрузке рабочих мест в реальной производственной системе, что обеспечивает удобный метод получения статистических данных об использовании ее производственных мощностей.

Продолжительность ремонта изделий в модели определяется как сумма случайных величин продолжительностей выполнения соответствующих видов ремонтных работ.

В качестве исходных данных используется техническое состояние деталей, лимитирующих надежную работу дизеля, и вероятность их замены по интервалам наработки, данные представлены в табл. 1 [3].

Таблица 1

Вероятность сочетания деталей, требующих одновременной замены

деталей дизелей КамАЗ

Интервал Наработки, тыс. км Вероятность сочетания деталей, требующих одновременной замены

ЦПГ, КШМ, ГРМ ЦПГ, ГРМ КШМ, ГРМ ЦПГ, КШМ ЦПГ КШМ Вкладыши

100 - 150 0,077 0,115 0,077 0,000 0,327 0,000 0,019

150 - 200 0,146 0,122 0,024 0,024 0,195 0,000 0,048

200 - 250 0,160 0,080 0,000 0,000 0,520 0,000 0,000

250 - 300 0,125 0,000 0,000 0,125 0,333 0,125 0,000

300 - 350 0,167 0,000 0,057 0,000 0,506 0,000 0,034

В результате моделирования организации и технологии ЦРТС и капитального ремонта (КР) двигателей современных образцов автомобильной техники (на примере дизеля КамАЗ-740.30-260) программой сформирована статистика, представленная в табл. 2.

Для различных вариантов структуры производственных участков сформированная статистика показывает значение коэффициентов загрузки рабочих мест, длину очереди на обслуживание, среднее содержание очереди на обслуживание, количество объектов ремонта, прошедших через каналы обслуживания.

Модель предусматривает проведения КР дизеля в случае выявления дефектов у базовой детали, обоснование структуры и параметров производственных участков ЦРТС и КР, на которых возможна реализация обезличенного и необезличенного методов ремонта.

Таблица 2

Результаты имитационного моделирования технологического процесса ЦРТС и КР дизеля КамАЗ-740.30-260

Номер Количество Коэффициент Средняя Трудоем- Количество

рабочего рабочих загрузки ра- длина оче- кость работ, выполненных

места мест бочего места реди, ед. чел.-ч ремонтов, ед.

1 2 0,82 0 0,9 1000

2 3 0,86 0 1,42 1000

3 2 0,81 2 3,53 253

4 2 0,84 1 3,64 253

5 4 0,44 0 7,64 253

6 2 0,91 5 2,09 239

7 2 0,85 0 3,92 239

8 3 0,93 2 6,37 239

9 2 0,85 0 1,62 574

10 1 0,80 1 5,34 82

11 1 0,82 0 5,46 82

12 2 0,76 1 3,93 426

13 5 0,95 7 9,8 426

14 7 0,83 0 14,9 426

15 6 0,91 0 7,01 426

16 4 0,88 0 1,93 1000

Для лучшего варианта структуры производственного участка ЦРТС и КР дизеля КамАЗ-740.30-260 значение коэффициентов загрузки находится в пределах от 0,44 (рабочее место № 5) до 0,95 (рабочее место № 13), а длина очереди достигает на рабочем месте № 13 семи двигателей.

Структура производственных участков ремонта по техническому состоянию и КР дизелей КамАЗ-740.30-260, полученная в результате имитационного моделирования их технологических процессов, представленная на рис. 2, имеет шестнадцать групп рабочих мест (номера обозначены цифрами) различной специализации.

Технологические процессы ЦРТС, выполняемые на специализированных рабочих местах, включают следующие работы:

- диагностирование на стенде и определение специализированных мест ремонта (рабочие места № 1);

- снятие навесного оборудования и подразборка двигателя (рабочие места № 2);

- разборка двигателя на узлы (рабочие места № 3, 6, 10);

- замена изношенных (поврежденных) деталей (рабочие места № 4 -детали КШМ, ЦПГ и ГРМ, № 7 - детали ЦПГ и КШМ, № 10 - детали КШМ, ГРМ и вкладыши коленчатого вала);

- общая сборка двигателя (рабочие места № 5, 8, 11);

- обкатка двигателя после ЦРТС (рабочие места № 9).

Рис.2. Структура производственного участка ремонта дизелей

КамАЗ-740.30-260

Технологический процесс КР, выполняемый на специализированных рабочих местах, включает следующие работы:

- полная разборка и мойка деталей (рабочие места № 12);

- дефектация деталей (рабочие места № 12);

- сборка узлов (рабочие места № 13);

- общая сбора двигателей (рабочие места № 14);

- обкатка после КР (рабочие места № 15);

- доукомплектование двигателей (рабочее место № 16).

Сформированная статистика позволила определить специализацию

рабочих мест, выполняемые на них технологические операции, прогнозировать изменение структуры и параметров производственных участков в случае изменения производственной программы.

Экономическая эффективность такой организации ремонта обусловлена переходом от преждевременного КР к ЦРТС по предложенной технологии, более полному использованию ресурса дорогостоящих деталей, сокращению объемов разборочно-сборочных работ и контрольных операций, необходимых для устранений неисправностей, а при использовании комбинированного метода значительно снижается время нахождения агрегата в ремонте.

Список литературы

1. Антонов, А.В. Системный анализ. М.: Высшая школа, 2004.

454 с.

2. Рыжков, Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. М.: Альтекс-А, 2004. 384 с.

3. Карагодин, В.И. Централизованный ремонт автомобильных двигателей по техническому состоянию. М.: МАДИ, 2011. 94 с.

Гунба Валерий Сергеевич, канд. техн. наук, доц., vs_gunba@,mail.ru, Россия, Рязань, Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (Военный институт) имени генерала армии В. Ф. Маргелова,

Власов Андрей Олегович, аспирант, avlasov18 7@gmail.com, Россия, Рязань, Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (Военный институт) имени генерала армии В. Ф. Маргелова.

MODELING THE ORGANIZATION AND TECHNOLOGY OF THE TECHNICAL REPAIR

OF KAMAZ DIESEL ENGINES

V.S. Gunba, A.O. Vlasov

For the study of technological processes of modern diesel vehicles repair in conditions of medium production quantities, justification of jobs specialization, the structure and parameters of production stations of auto-repair enterprises, determining the algorithm of their operation, GPSS/PS simulation is used.

Key words: technical repair, queueing system, simulation model, the jobs load ratio, queue length for the service.

Gunba Valery Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, vs_gunba@mail. ru, Russia, Ryazan, Ryazan Higher Airborne Command School (Military Institute) named after the Army General C. F. Margelov,

Vlasov Andrey Olegovich, postgraduate, avlasov18 7@gmail. com, Russia, Ryazan, Ryazan Higher Airborne Command School (Military Institute) named after the Army General C. F. Margelov