Анализ параметров эксплуатации торфяной машины с помощью имитационной модели

- © И.В. Горлов, 2014

УДК 622.331.002.5

И.В. Горлов

АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОРФЯНОЙ МАШИНЫ С ПОМОЩЬЮ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Определение с помощью имитационного моделирования индивидуальной периодичности операций по восстановлению работоспособности торфяных технологических машин с учетом технического состояния и внешних факторов воздействия, дает возможность наиболее полно использовать метеоблагоприятные дни для добычи торфа. Имитационные модели позволяют осуществлять объективный выбор наиболее оптимальных решений по воздействию на машину, что позволит повысить эффективность торфяного производства.

Ключевые слова: восстановление, ремонт, алгоритм, информационные технологии, техническое состояние, имитационные модели.

Эксплуатация торфяных технологических машин (ТТМ) имеет ряд особенностей, наиболее значимые из которых это сезонный характер использования (добыча происходит с середины мая до конца августа в регионах центра России) и влияние осадков. В сезоне добычи обычно бывает от 40 до 60 метеоблагоприятных дней для добычи торфа (дни, когда уборка торфа возможна), поэтому только наиболее полное их использование может обеспечить высокую эффективность эксплуатации ТТМ.

По статистическим данным более половины операций по восстановлению работоспособности проводится в метеоблагоприятные дни, когда оста-

новка торфяных машин приводит к снижению объема добычи торфа.

Повышение эффективности использования торфяных машин возможно на основе анализа условий их функционирования на моделях учитывающих состояние и динамику изменения параметров технического состояния, а так же влияния климатических факторов на технологический процесс.

Методы воздействия на параметры эксплуатации конкретной машины зависят от различных условий, каждое реализуемое мероприятие строго индивидуально, и определяется состоянием ТТМ и внешним воздействием на нее (климатические и организационно-технические факторы). В боль-

Рис. 1. Процесс имитационного моделирования

Рис. 2. Диалоговое окно структуры машины

шинстве случаев выгодно совмещать операции по восстановлению работоспособности с метеонеблагоприятными днями [3], что обеспечивает повышение производительности ТТМ. Решить задачу оценки эффективности принятой стратегии использования ТТМ можно на основе имитационного моделирования эксплуатации технологической машины.

В процессе имитационного моделирования (рис. 1) реализуется взаимосвязь четырех основных объектов участвующих в исследовании:

• реальная система - технологический объект, имеющий набор свойств и выполняющий какие-либо операции в реальной действитетьности;

• логико-математическая модель объекта - структурная модель технологической системы, описывающая его свойства, например, с точки зрения безотказности;

• имитационная модель - набор алгоритмов, обеспечивающий изменение состояния модели объекта в зависимости от внутренний и внешних факторов;

• компьютер, на котором осуществляется имитация - направленный вычислительный эксперимент.

При планировании имитационного исследования на первом этапе необходимо изучить реальную систему и разработать логико-математическую модель конкретной технологической машины - структурную модель безотказности ТТМ [2].

Имитационная модель, отражающая изменение параметров функционирования ТТМ состоит из модулей, отражающих воздействие каких-либо факторов на эксплуатацию. Модель имеет интерфейс, связывающий ее с оператором, позволяющий вводить исходные данные (внешние ус-

Рис. 3. Диалоговое окно выбора обслуживаемых элементов

ловия, влияющие на эксплуатацию ТТМ), которые поступают на входы соответствующих программных модулей - агрегатов. Программные модули обрабатывают внешнюю и/

или внутреннюю (поступающую от других программ системы) информацию, выдавая уведомление в соответствующей форме для формирования задач другим модулям системы или

Рис. 4. Диалоговое окно выбора условий расчета

э (2, | — и ш- "" 1 " ™ "" м форнчмееяик* м»»)А1'с(у• ЩввЦИЧТ" и.'

щи к

в _ _О__ £ т 1 6 д_ в

я а; Преобразаытьи! _г_

то аг Преобранветем энезУШ» АКБ 0,25

п Щ Муфта сиелленнл Подшипникв&шимной имап&авляюкайвтулка 0.-25

яда Рсмг^гнзч ¡перелама Ременм 0,15

71 1

п

75 но*ер пв порчдку Общая неЗзЬстуа кс бгэ.'ае »л ТО Остгвиакя наработка до "0 Проадталагаемеай пэндалп то а:.

1Л! 17» йт-тгрейиси?о6слум1и|мн»4'ещ1П1'( «модоы щсдои кч

77 <од О» стел« Элемент трудоемкости

дайп Нолего поддерживая-цее Подшипник псдзержиыюш^-с- колеса 0,5

«п_ 05

ии

ПВ иску С бшач нсЭ^6с*-га «с вза-у-Ён.» ТО Оставив*:* *арабатиг до то гтрпедпадг гаели/Р депо приедал^ ТО 33

Ж. 1 аааГ _иа анесм?рещ-ое обгггужщмн^е в с*пи * вы«одом из етро* »»

Система Элемент Традоемкость

ы'гга цепн|в передана I Цеп» неудачна 0,5

ш 0,5

Я)____________

Щ Номер ПО порядку Общая наоабот« не бсаме на Тц Оставшаяся •арааат>-а до ТО Г1мщу№»гаелш» ден лмведенне Ш 3

в« Ш 153 Обсутзаме совмещено с плс п< ч и п п^с дчами условиям,!

89 ЙОД Стена Г{Зу£0вММК№

МЛШ Опорная каретка Ету'ка и опорная с :г 0,25

5Г01 Преобразователи дшчтглу лшле а

аз лкк 0,35

53/213 Муфта СЦЕПЛВ»»* Подшипник выжимной л направляя: щэ* етул -л ОДЬ

«ГШ Ре.уг-гнач передка Ремень 0,15

55 1 1

Рис. 5. Результаты расчета обслуживания торфяной машины

выдачи результата вычисления оператору [3].

Для проведения имитационного исследования после запуска модели технического состояния торфяной машины необходимо перейти на вкладку «Редактирование структуры», загрузить данные о машине (рис. 2), далее выбрать вкладку «Расчет обслуживания» и ввести наработку машины.

В представленном диалоговом окне система выводит элементы требующие обслуживание в соответствии с текущей наработкой машины. Оператор выбирает один из трех вариантов проведения обслуживания («Обслужить сейчас», «Обслужить позже», «Обслужить при следующем ТО»), и система формирует перечень обслуживаемых элементов (рис. 3).

Далее требуется перейти на вкладку «Прогнозирование обслуживания» (рис. 4) и выбрать стратегию организации системы обслуживания, поставив отметку в одном из трех возможных вариантов расчета («Без учета совпадений» дней ТО с метеонеблаго-

приятными днями, «С учетом метеонеблагоприятных дней», «С учетом метеонеблагоприятных дней и смещением ТО на 10%»).

Для моделирования эксплуатации в выбранный период необходимо в открывшемся диалоге указать погодные условия. Для этого требуется нажать кнопку «Погода» и на вкладке установить галочки в соответствующие ячейки в зависимости от прогноза погоды на десять дней. После нажатия кнопки «ОК» нужно в открытую вкладку установить количество метеонеблагоприятных дней в текущем месяце, еще раз нажать кнопку «ОК» и кнопку «Рассчитать».

После выполнения указанных операций в диалоговом окне отображаются результаты расчета в виде файла с расширение xls (рис. 5). В результатах расчета представлены обслуживаемые элементы, трудоемкость их обслуживания и день проведения соответствующих операций ТО. Так же выводится общее число часов работы машины и времени нахождения в ремонте и обслуживании.

Определив количество часов работы машины и времени нахождения в обслуживании и ремонте можно провести оценку эффективности использования ТТМ для выбранной стратегии эксплуатации.

Определение с помощью имитационного моделирования индивидуальной периодичности операций по восстановлению работоспособности торфяных

технологических машин с учетом технического состояния и внешних факторов воздействия, дает возможность наиболее полно использовать метеоблагоприятные дни для добычи торфа. Разработанные алгоритмы позволяют осуществлять объективный выбор наиболее оптимальных решений по воздействию на машину, что позволит повысить эффективность торфяного производства.

1. Горлов И.В., Болотов А.Н. Информационная составляющая системы управления работоспособностью торфяных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. - № 1. - С. 216-221.

2. Горлов И.В., Полетаева Е.В. Управление безотказностью технологической машины на основе анализа структурной модели // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. - № 9. - С. 223-226.

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Горлов И.В., Полетаева Е.В. Прогнозирование эксплуатации технологической машины на основе агрегативной модели // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. - № 10. - С. 218-222.

4. Горлов И.В., Полетаева Е.В. Анализ состояния технологического объекта на основе структурной модели // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2014. - № 1. - С. 146-149. [¡233

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_

Горлов Игорь Васильевич - кандидат технических наук, доцент, e-mail: gorloviv@yandex.ru, Тверской государственный технический университет.

UDC 622.331.002.5

ANALYSIS EXPLOITATION OPTIONS OF PEAT MACHINES USING THE SIMULATION MODEL

Gorlov I.V., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, e-mail: gorloviv@yandex.ru, Tver State Technical University.

Simulation modeling allows you to define your own frequency of operations on restoration of peat technological machines taking into account the technical condition and external factors. This allows the full use auspicious days for peat extraction. Simulation models allow for an objective selection of the most optimal solutions for the impact on the machine that will allow to raise efficiency of peat production.

Key words: the restoration, repair, algorithm, information technology, technical condition, simulation models.

REFERENCES

1. Gorlov I.V., Bolotov A.N. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten', 2013, no 1, pp. 216-221.

2. Gorlov I.V., Poletaeva E.V. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten', 2013, no 9, pp. 223-226.

3. Gorlov I.V., Poletaeva E.V. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten', 2013, no 10, pp. 218-222.

4. Gorlov I.V., Poletaeva E.V. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten', 2014, no 1, pp. 146-149.