Способы повышения надёжности системы лесозаготовительных машин и их оценка

 

Заикин А.Н., Алексашин В.В. (БГИТА, г. Брянск)

 

Существует несколько способов повысить надёжность системы лесозаготовительных машин, таких как, резервирование внезапно отказавших машин, сокращение времени пребывания машин в ремонте по причинам внезапных отказов и применение организационных мероприятий, позволяющих учесть вероятность возникновения внезапных отказов отдельных машин системы.

Суть первого способа, т.е. резервирования отказавших машин, заключается в том, что на каждую машину находящуюся в работе на лесосеке необходимо иметь запасную, точно такую же, которая вступит в работу в случае внезапного отказа первой машины. Но так как приобретение и содержание дополнительного парка машин, использование которого может понадобиться, а может и нет, вследствие вероятностного характера возникновения внезапных отказов, влечёт за собой большие экономические затраты, то применение этого способа неприемлемо.  

Согласно второму, перечисленному выше способу, ремонтная база, занимающаяся обслуживанием техники, работающей на лесосеке, должна находиться в непосредственной близости от лесосеки и пребывание машин в ремонте по причинам внезапных отказов должно быть близко к нулю. Отсюда следует, что создание мобильной ремонтной базы является так же дорогостоящим мероприятием, и сведение времени пребывания машин в ремонте к нулю невозможно. Эти два фактора говорят о том, что применение данного способа так же невозможно.

Последний способ является наиболее приемлемым из перечисленных выше способов, так как он не требует экономических затрат и может быть быстро внедрён в лесозаготовительный процесс. Методика данного способа сводится к следующему.

Как известно из теории надёжности машин, в зависимости от наработки отдельной машины число отказов в единицу времени будет изменяться по экспоненциальному закону распределения (рис.1). Зная наработку отдельной машины на i-ой операции, определяется количество отказов N, которое может возникнуть в планируемый период времени. Далее, определяется общее время возможного нахождения i-ой машины в ремонте в планируемый период времени по причинам внезапных отказов T_{рем i} по формуле:

T_{рем i}=N_i●T^ср_{рем i} ,         (1)

где T_{рем i} – общее время возможного нахождения i-ой машины в ремонте в планируемый период времени по причинам внезапных отказов, см;

N_i – количество возможных отказов машины на i-ой операции;

T^ср_{рем i} – среднестатистическое время пребывания в ремонте i-ой машины отдельной марки, см.

Рисунок 1 – Зависимость числа отказов от времени наработки

 

Далее необходимо определить объём работы Q_{н i}, который i-я машина может не выполнить по причине нахождения в ремонте из-за внезапных отказов по формуле:

                                    Q_{н i}= T^ср_{рем i}●П_i,                                                     (2)

где                               Q_{н i} – недовыполненный объём работы машины на i-ой операции, по причине внезапных отказов, м³;

                                    П_i – сменная производительность отдельной машины на i-ой операции, м³/см.

Так как машина на последующей операции то же может выходить из строя по причине внезапных отказов, то после вычисления её возможно недовыполненного объёма производится корректировка недовыполненного объёма машины на предыдущей операции, по формуле (3):

                                    Q_нi= Q_нi- Q_нi+1,                                                       (3)

где    Q_нi+1 - недовыполненный объём работы, по причине внезапных отказов машины на последующей операции, м³.

Далее производится уточнение полного объёма межоперационных запасов Q_{П i}, созданного с целью снизить простои лесозаготовительных машин, с учётом возможных внезапных отказов машин по формуле:

                                    Q_{П i}= Q_{П i}+ Q_нi ,                                                     (4)

где Q_{П i} – полный объём межоперационного запаса между i-ой и i+1-ой операциями, м³;

Q_нi – недовыполненный объём работы машины на i-ой операции, по причине внезапных отказов, м³.

Планирование лесозаготовительных процессов с использованием межоперационных запасов, полученных по такой методике, обеспечит наибольшую надёжность системы лесозаготовительных машин, не требуя больших капиталовложений с наименьшим временем внедрения в технологический процесс лесозаготовок.