Реферат Влияние срока службы автомобилей на интенсивность эксплуатации
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
АННОТАЦИЯ
Данный дипломный проект является исследованием влияния срока службы автомобилей на интенсивность эксплуатации.
Рассмотрены факторы, влияющие на эксплуатацию автомобиля, разработан метод оптимальной замены транспортного средства.
В разделе «Закономерности изменения качества автомобиля» установлен вид математической модели закономерности изменения наработки автомобиля и его затрат по времени.
В разделе «Экономическая эффективность» показана возможная прибыль при использовании метода оптимальной замены автомобиля за 8 лет эксплуатации на примере автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302.
В разделе «Безопасность и экологичность проекта» отражены вопросы безопасности, пожарной профилактики, производственной санитарии и охраны природы. Описаны мероприятия по повышению и соблюдению правил техники безопасности на предприятии.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ТО - Техническое обслуживание.
ТР - Текущий ремонт.
ТЭА – Техническая эксплуатация автомобилей.
АТП – Авто транспортное предприятие.
ГОСТ – Государственный стандарт.
СНиП – Строительные нормы и правила.
ТС – Транспортное средство.
ГСМ – Горюче-смазочные материалы.
ТТК – Тюменская Транспортная Компания.
АТС – Авто транспортное средство.
ГРЛ – Газоразрядная лампа.
ЛН – Лампа накаливая.
ООО – Общество с ограниченной ответственностью.
ВВЕДЕНИЕ
Автомобильный транспорт, являясь неотъемлемым элементом транспортного комплекса страны, играет важнейшую роль в перевозке грузов и пассажиров. Как подсистема различных производственных систем, автомобильный транспорт в значительной степени определяет ритмичность работы и себестоимость продукции основного производства. В то же время он потребляет бóльшую часть ресурсов, приходящихся на долю транспорта в целом. Поэтому эффективности его работы уделялось и уделяется большое внимание.
Эффективность автомобильного транспорта зависит от условий эксплуатации, которые меняются по сезонам года. Особенно сильно варьируют температура воздуха и дорожные условия. Кроме того, по сезонам меняется интенсивность использования автомобилей, что связано как с изменением условий эксплуатации, так и с рядом других объективных причин. При значительной сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации существующие методы планирования, организации и управления технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) не позволяют полностью реализовать потенциальное качество автомобилей, заложенное при проектировании и производстве: нормативы ресурса элементов автомобилей, расхода топлива и смазочных материалов не соответствуют реализуемой долговечности и фактическому расходу; действующая система ТО не обеспечивает заданной технической готовности; расчетные параметры производственно-технической базы не соответствуют потребностям в производственных площадях, постах ТО и Р.
Связано это с тем, что теоретические разработки, лежащие в основе действующих системы ТО и Р, методик корректирования нормативов недостаточно учитывают условия эксплуатации, их переменный характер. Кроме того, в качестве ограничения принимается, что интенсивность эксплуатации не меняется по времени (для предприятий общего назначения это изменение невелико). В то же время, нормирование расхода ресурсов на уровне автомобиля (топливо, шины, смазочные материалы и т. д.) производится по наработке (пробегу), а на уровне предприятия планирование материальных и трудовых ресурсов, потребности в технологическом оборудовании и производственных площадях осуществляется по времени. Это противоречие может оказывать существенное влияние на точность расчетов, причем тем сильнее, чем больше вариация интенсивности эксплуатации автомобилей во времени.
Закономерности, лежащие в основе сформировавшихся теоретических основ технической эксплуатации автомобилей (ТЭА), не позволяют решить перечисленные проблемы. Простое суммирование имеющихся результатов исследований в области ТЭА также не дает возможности устранить указанные недостатки. Следовательно, необходимо пересмотреть существующую систему взглядов на процессы изменения качества автомобилей (и технического состояния в частности) с учетом закономерностей сезонной вариации условий и интенсивности эксплуатации.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
Условия эксплуатации – совокупность факторов, воздействующих на изделие при его эксплуатации /6, с. 205/. Под фактором понимается объективная особенность условий эксплуатации. Таким образом, условия эксплуатации X представляют совокупность факторов x1, x2, ..., называемую факторным пространством. Для количественной характеристики каждый фактор имеет показатели, которые могут принимать различные численные значения.
Условия эксплуатации складываются из категории условий эксплуатации (определяется сочетанием типа дорожного покрытия, рельефа местности и условий движения), организации работы подвижного состава, природно-климатических условий, количества автомобилей, обслуживаемых и ремонтируемых в АТП, количества технологически совместимых групп автомобилей. Необходимо отметить, что эта классификация носит укрупненный характер, что связано с компромиссом между точностью и простотой практического использования.
Предложенная ниже классификация факторов не претендует на абсолютную полноту, а служит только для обеспечения удобства анализа. Перечень основных факторов, влияющих на реализуемое качество автомобилей, сформирован на основе анализа указанных выше литературных источников.
Все факторы можно разбить на две группы. Факторы первой из них определяют номинал качества (потенциальное качество) автомобилей и включают конструкцию, материалы и технологию изготовления. Факторы, входящие во вторую группу, изменяют номинал качества в процессе эксплуатации, то есть определяют реализуемое качество автомобилей.
Вторую группу факторов можно разбить на следующие подгруппы.
Дорожные условия: тип и состояние дорожного покрытия; продольный профиль дороги; поперечный профиль дороги; план дороги; условия движения (интенсивность движения).
Климатические условия: температура окружающего воздуха; наличие снега, влаги, льда на дороге; скорость и направление ветра; запыленность воздуха; солнечная радиация; атмосферное давление; агрессивность среды.
Режим работы: использование грузоподъемности (пассажировместимости); использование пробега; скорость движения (среднее значение и неравномерность); расстояние перевозки; частота и продолжительность остановок; наличие прицепа; интенсивность эксплуатации.
Качество вождения: характер вождения; классность водителя; стаж работы водителя.
Организационно-технологические факторы: размер АТП; разномарочность подвижного состава; квалификация ремонтных рабочих; обеспеченность производственными площадями; обеспеченность технологическим оборудованием; способ межсменного хранения подвижного состава; учет работы автомобилей.
Прочие факторы.
Необходимо отметить, что некоторые факторы, относящиеся к разным группам, тесно связаны. Например, дорожные условия существенно зависят от температуры воздуха и осадков.
В некоторых источниках /7, 8/ отдельно выделены сезонные условия. Они связаны с колебанием температуры окружающего воздуха, изменением дорожных условий по времени года, с появлением ряда дополнительных факторов, влияющих на интенсивность изменения качества автомобиля.
Анализируя закономерности изменения условий эксплуатации можно разделить их на три компоненты:
Например, в соответствии с /3/ изменение температуры воздуха t по времени определяется следующими соотношениями:
, (1.1)
где- средняя температура, соответствующая времени ;
- случайная составляющая, соответствующая времени .
, (1.2)
где А0 - математическое ожидание среднегодовой температуры;
Ai, Bi - амплитуды колебаний математического ожидания температуры, соответствующие частоте i.
Случайная составляющаяраспределена по нормальному закону с математическим ожиданием, равным нулю, и средним квадратическим отклонением .
В ГОСТ 16350-80 отмечается, что распределение температуры воздуха в сумме за год в некоторых районах отличается от нормального /3, с. 4/: «Для климатических районов, где значения коэффициентов асимметрии более минус 0,4, а эксцесса более минус 0,6, рекомендуется использовать закон Грамма-Ширле, учитывающий влияние косости и крутости распределения» /3, с. 6/
Распределение Шарлье (Грамма-Шарлье, Лапласа-Шарлье) получают путем выравнивания распределений, близких к нормальному, но с асимметрией и эксцессом, отличными от нуля. Для выравнивания используют плотности стандартизованного нормального распределения и ее производных. На практике обычно ограничиваются использованием двух производных - 3-го и 4-го порядка, которые представляют собой асимметрию и эксцесс. На использование распределения Шарлье накладывается ограничение, связанное с его недостатком: «… при отрицательном эксцессе (Е<0) могут получаться отрицательные плотности» /1, с. 193/. Кроме того, «… в задачах, где рассматривается поведение распределения на его концах, аппроксимация их конечными рядами может быть крайне неудовлетворительной …» /2, с. 41/.
1.2. Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей и их составных частей
Условия, при которых осуществляется эксплуатация автомобиля, обеспечивают влияние на режимы работы его агрегатов и систем, вызывая ускорение или замедление интенсивности изменения параметров технического состояния. К таким условиям относят природно-климатические условия, дорожные условия, режим работы подвижного состава. В различных условиях эксплуатации реализуемые показатели надежности автомобилей за одинаковую наработку будут различаться, что скажется и на показателях эффективности технической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при определении нормативов ТЭА, потребности в ресурсах (персонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы).
Транспортные условия эксплуатации автомобилей характеризуются условиями маршрутов, которые определяются рядом коэффициентов и показателей:
Совокупное влияние дорожных и транспортных условий эксплуатации автомобилей на нормативы ТЭА учитывается посредством категорий условий эксплуатации. Все эти условия систематизируется согласно табл. 1.1. для разных условий движения.
Таблица 1.1
Категория условий эксплуатации /9/
Категория условий эксплуатации – очень важный фактор, который учитывается при корректировании нормативов технической эксплуатации автомобиля, а именно периодичности технического обслуживания, трудоемкости технического обслуживания и ремонтов, ресурса автомобиля и его агрегатов, потребного количества запасных частей и эксплуатационных материалов и т.д.
Таблица 1.2
Влияние транспортных условий на надежность и производительность автомобилей, % /9/
Это объясняет тот факт, что за рубежом контролю скорости движения автомобилей уделяется большое внимание.
К дорожным условиям относят тип и качество дорожного покрытия, рельеф и изменение радиуса закруглений полотна дороги, а также наличие различных дорожных сооружений (мостов).
Автомобильной дорогой называют комплекс инженерных сооружений (земляное полотно, проезжая часть, мосты, предприятия придорожного сервиса и т.п.), предназначенных для обеспечения движения нерельсовых транспортных средств и пешеходов.
С 1 января 1987 г. введены новые строительные нормы и правила (СНиП 2.05.02-85), распространяющиеся на все вновь строящиеся и реконструируемые автомобильные дороги общего пользования и подъездные дороги к промышленным предприятиям. В соответствии с этим документом, автомобильные дороги в зависимости от расчетной перспективной интенсивности движения и их народнохозяйственного и административного значения подразделяются на 5 основных категорий.
Важным транспортно-эксплуатационным показателем дорог является расчетная скорость и допустимые осевые нагрузки, которые составляют для дорого 1-4 категории - 10 тс, для 5 категории - 6 тс.
Таблица 1.3
Влияние дорожных условий (покрытия) на объем ТР /9/
Таблица 1.4
Средние значения показателей надежности городских автобусов большого класса по сезонам в умеренном климатическом районе, % /9/
Категория 1 имеет две подкатегории 1-а и 1-б. При этом к 1-а отнесены наиболее совершенные магистральные автомобильные дороги общегосударственного значения, в том числе предназначенные для международного сообщения. К остальным категориям относятся прочие дороги общегосударственного, республиканского, краевого и областного, а также местного значения.
Проезжая часть дороги, предназначенная для движения автомобилей, имеет дорожную одежду, состоящую, как правило, из нескольких слоев: покрытия (верхний, наиболее прочный слой дорожной одежды), основания и дополнительного основания. На основе положений СНиП 2.05.02 - 85 дорожная одежда должна отвечать определенным требованиям, предъявляемым к автомобильной дороге как транспортному сооружению.
Применяются следующие четыре основных типа дорожных покрытий:
- усовершенствованные капитальные (цементобетонные монолитные, железобетонные или армобетонные сборные, асфальтобетонные, мостовые из брусчатки и мозаики на бетонном основании) - для дорог 1-3 категорий;
- усовершенствованные облегченные (из щебня, гравия и песка, обработанных вяжущими, из холодного асфальтобетона) - для дорог 3-4 категорий;
- переходные (щебеночные и гравийные, из грунтов и местных малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими, мостовые из булыжника) - для дорог 4-5 категорий;
- низшие (из грунтов, укрепленных или улучшенных добавками) – для дорог 5 категории.
Нормальные условия сцепления шин с дорогой обеспечиваются на чистом сухом или увлажненном дорожном покрытии, имеющем коэффициент сцепления при скорости 60 км/ч для сухого покрытия 0,6, а для увлажненного - от 0,45 до 0,6 в зависимости от условий движения автомобиля, определяемых уклонами дороги, радиусами кривых в плане и расстоянием видимости.
Указанные значения коэффициентов сцепления обеспечиваются в эксплуатации специальной поверхностной обработкой дорожных покрытий.
Для обеспечения бесперебойного движения на автомобильных дорогах организуются службы ремонта и содержания всего комплекса инженерных сооружений дороги.
При оценке вариантов трассы и конструкции автомобильной дороги, следует учитывать ее воздействие на состояние окружающей среды, как в период строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетания с ландшафтом, отдавая предпочтение решениям, оказывающим минимальное вредное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Автомобильные дороги 1-3 категорий должны прокладываться, как правило, в обход населенных пунктов.
Требования безопасности движения к дорогам и другим сооружениям, а также средствам регулирования движения определяются государственными стандартами и строительными нормами и правилами. В соответствии со СНиП 2.05.02-85 проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать:
- организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение
автотранспортных средств с расчетными скоростями;
- соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей;
- удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений; необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части.
Таблица 1.5
Основные технические характеристики автомобильных дорог
/СНиП 2.05.02-85/
Для организации дорожного движения разрабатываются схемы расстановки дорожных знаков с обозначением мест и способов их установки и схемы дорожной разметки. Разметка должна сочетаться с установкой дорожных знаков. Размещение технических средств организации дорожного движения осуществляется в соответствии с ГОСТ 23457-86. Дорожные знаки должны соответствовать ГОСТ 10807-78.
Для выделения пешеходных переходов, остановок автобусов, переходно-скоростных полос, дополнительных полос на подъемах, полос для остановок автомобилей, проезжей части в тоннелях и под путепроводами, на железнодорожных переездах, малых мостах и других участках, где препятствия плохо видны на фоне дорожного покрытия, рекомендуется применять осветленные покрытия.
Стационарное электрическое освещение на автомобильных дорогах предусматривается на участках в пределах населенных пунктов, на больших мостах, автобусных остановках, пересечениях дорог 1 и 2 категорий между собой и с железными дорогами, на всех соединительных ответвлениях узлов пересечений и на подходах к ним. Осветительные установки пересечений автомобильных и железных дорог в одном уровне должны соответствовать нормам искусственного освещения, регламентируемым системой стандартов безопасности труда на железнодорожном транспорте.
Включение освещения участков автомобильных дорог производится при снижении уровня естественной освещенности до 15-20 лк.
На дорогах 1 категории должна быть установлена аварийно-вызывающая связь.
При смешанном составе транспортного потока на участках дорог 2 и 3 категорий предусматриваются дополнительные полосы проезжей части для грузового движения в сторону подъема.
На участках дорог 5 категории при необходимости предусматривается устройство разъездов.
На кривых участках дорог в плане с радиусом менее 2000 м (для 1 категории - менее 3000 м) необходимо предусматривать устройство виражей, исходя из условий обеспечения безопасности движения автомобилей с наибольшими скоростями.
На трудных участках дорог в горной местности предусматриваются площадки для остановки автомобилей. Размеры площадок должны обеспечивать стоянку не менее 3-5 грузовых автомобилей. Независимо от наличия площадок на затяжных спусках следует предусматривать противоаварийные съезды.
Автобусные остановки на дорогах категории 1-а следует располагать вне пределов земляного полотна. Остановочные площадки на дорогах категории 1-б - 3 должны отделяться от проезжей части разделительной полосой.
К обустройству дорог относятся дорожные ограждения, остановочные площадки, технические средства организации дорожного движения, освещение, зеленые насаждения, малые архитектурные формы.
С целью контроля условий движения на маршрутах, учета их при организации перевозочного процесса и проведении профилактических мероприятий с водителями в автотранспортных предприятиях должны проводиться:
- обследования маршрутов перед их открытием м в процессе эксплуатации (в том числе обследование железнодорожных переездов, через которые осуществляются перевозки);
- нормирование скоростей с учетом условий движений;
- подбор водителей для работы на различных маршрутах;
- составление паспортов маршрутов, их схем;
- проведение инструктажей водителей об особенностях движения на маршрутах;
- использование информации об условиях движения на маршрутах для формирования программ совершенствования профессионального мастерства водителей;
- проведение стажировки водителей на маршрутах;
- выбор подвижного состава для работы на маршрутах;
- оперативный контроль за условиями движения (в первую очередь на автобусных маршрутах), принятие в случае необходимости решений о закрытии маршрута или введении определенных ограничений на перевозочный процесс (ограничение скорости движения, отмена графика движения, изменение маршрута, ограничения на время осуществления перевозок и т.д.).
В соответствии с «Положением о ТО и Р ПС АТ» /7/ автомобильные дороги при классификации условий эксплуатации делятся по рельефу местности дороги и от типа дорожного покрытия.
Таблица 1.6
Классификация дорог по рельефу местности /9/
Таблица 1.7
Классификация дорог по типу дорожного покрытия /9/
Таблица 1.8
Влияние типа покрытия дороги на режим работы агрегатов грузового автомобиля большой грузоподъемности /9/
В соответствии с «Положением о ТО и Р ПС РФ» /7/ установлены следующие климатические районы: очень холодный, холодный, умеренно холодный, умеренно теплый (здесь же умеренно теплый влажный, теплый влажный), жаркий сухой, очень жаркий сухой, умеренный. В соответствии с климатическими районами установлено количество летних и зимних месяцев в году.
Климатические условия характеризуются температурой окружающего воздуха, влажностью, ветровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации, количеством выпадающих осадков и т.п.
При увеличении скорости ветра до 10 м/с темп охлаждения смазочных и охлаждающих жидкостей основных агрегатов неподвижного автомобиля увеличивается в среднем 2,5 раза по сравнению с безветрием.
Климатические условия характеризуются среднегодовой температурой окружающего воздуха и ее максимальными и минимальными значениями, количеством осадков, выпадающих в год, а также влажностью воздуха и барометрическим давлением. Известно, что климатические условия оказывают большое влияние на состояние и характер дорожного покрытия. По существующему положению при погоде с жесткостью 45 баллов работы на открытом воздухе прекращаются, а нагрузка на машины снижается на 50% и более.
Более 60% автомобильного парка страны свыше пяти месяцев в году работает в условиях низких температур. Однако опыт показывает, что многие марки так называемых стандартных автомобилей плохо приспособлены для работы в сложных климатических условиях. Например, количество отказов автомобилей на севере в несколько раз больше, чем в условиях средней полосы РФ.
Таблица 1.9
Районирование территории России по природно-климатическим условиям /9/
При эксплуатации автомобилей зимой в средней полосе России по отдельным механизмам и агрегатам автомобиля количество отказов увеличивается в 1,5—2 раза по сравнению с работой летом. Затрудняется техническая эксплуатация стандартных автомобилей и в южной зоне страны, где летом температура окружающего воздуха достигает 40—50° С при высокой солнечной радиации. Поэтому вполне закономерно, что отечественная автомобильная промышленность работает над созданием «северного» и «южного» вариантов автомобилей (на основе базовых моделей).
Таблица 1.10
Сезонные изменения объема текущего ремонта грузового автомобиля /9/
Таблица 1.11
Влияние климатических условий на объем ТР двигателей /9/
Влияние климатических условий на автомобиль обусловливается, прежде всего, тем, что под воздействием как низких, так и высоких температур изменяются физико-механические свойства конструкционных сталей, металлических сплавов, пластических масс, резины и других материалов.
Особенно большое влияние оказывают климатические условия на физико-химические константы масел топлив, тормозной и амортизаторной жидкости, электролита и пр.
Некоторые металлы и металлические сплавы при низких температурах обнаруживают склонность к хрупкому разрушению и повышенную чувствительность к концентраторам напряжений, к быстрому разрушению сварных швов или прилегающих к ним участков.
Понижение температуры снижает величину ударной вязкости ряда металлов и сплавов, что приводит к поломке рам, полуосей, кулаков поворотных цапф и других деталей.
Детали, изготовленные из пластических масс, при низких температурах становятся хрупкими и ломаются от незначительных усилий. При температурах —40° С и ниже наблюдается стеклование резины (подобие кристаллизации), что вызывает повышенную хрупкость и разрушение при нагружении без предварительного подогрева. Высокая температура и воздействие солнечных лучей способствует быстрому старению резины со всеми вытекающими последствиями.
Климатические условия оказывают существенное влияние на протекание рабочих процессов двигателя, агрегатов силовой передачи и ходовой части. С целью уменьшения влияния климатических условий на долговечность автомобиля созданы специальные сезонные сорта топлива и смазочных материалов, охлаждающих жидкостей, морозостойких и теплостойких шин и пр.
Влажность воздуха в сочетании с tо.в существенно влияют на изменение ТС автомобиля с точки зрения коррозии конструкционных металлов. При больших их значениях создаются условия для интенсивной коррозии металлов, быстрого старения резинотехнических изделий, ухудшения свойств эксплуатационных материалов, в первую очередь за счет их деструкции (насыщения водой).
Влажность атмосферного воздуха влияет также на выходные эффективные показатели автомобильного двигателя, а именно на мощность, топливную экономичность, экологичность, напротив, улучшая их. Объясняется это тем, что вокруг капелек воды тонкой пленкой обволакивается топливо, тем самым резко увеличивается поверхность испарения, а значит, полнота его испарения и сгорания.
При движении автомобиля по дорогам различного качества в трущиеся узлы его КЭ попадает кварцевая пыль, являющаяся основным источником абразивного изнашивания. Особый вред оказывают мелкодисперсные частицы пыли, так как они практически не задерживаются фильтрующими элементами. По высоте от уровня земли количество пыли уменьшается, поэтому в практике автостроения и действует тенденция расположения воздухозаборников, как можно выше. Особенно часто это применяется при конструировании и производстве автомобилей с дизельными двигателями.
В среднем при движении автомобилей по асфальтовому шоссе содержание пыли в воздухе составляет в летних условиях примерно 15 мг/м3,а по сельским российским грунтовым дорогам – доходит до 6000 мг/м3. Следует иметь в виду, что видимость практически полностью теряется при содержании пыли в воздухе около 1500 мг/м3.
В зависимости от запыленности района эксплуатации и климатических условий определенное количество пыли попадает в топливные баки автомобилей, достигающее 200-300 г на одну тонну топлива. В особенности это характерно для автомобилей-самосвалов и при работе грузовых автомобилей в карьерах и на грунтовых дорогах в сельской местности.
При выпадении снега и дождя условия движения автомобилей становятся более тяжелыми. Это заставляет водителя двигаться на пониженных передачах и малых скоростях, чаще применять режимы торможения. Кроме того, снижается комфортабельность водителя и пассажиров, повышается коррозия металлов.
Интенсивность выпадения осадков на территории умеренного климатического района как правило не превышает 3-3.5 мм/мин (кратковременно) и 1.5-1.6 мм/мин при длительном периоде (более 30 мин).
В процессе разработки автомобилей на заводах-изготовителях при испытании кабины или салона на герметичность в испытательной камере обеспечивается выпадение осадков 5 мм/ мин, при этом попадания воды в кабину (салон) недопустимы.
Ветер влияет на скорость охлаждения двигателя. Например: при увеличении скорости ветра от 0 до 10м/с темп охлаждения деталей увеличивается в 3 раза.
По средним значениям температур и ветров от нагрузки для умеренного климатического района двигатель автомобиля зимой остывает до температуры окружающего воздуха за 25-30 мин, летом – за 3 часа.
Эксплуатация автомобиля на длительных маршрутах с преобладающими ветрами также влияет на выходные показатели и техническое состояние автомобилей. Например, при встречном ветре увеличиваются расходы топлива, при попутном наоборот. При постоянных боковых ветрах для соблюдения прямолинейного движения автомобиля водитель вынужден воздействовать на рулевое колесо в одну сторону, что приводит к изнашиванию деталей рулевого управления автомобиля и шин.
При воздействии солнечных лучей на поверхность автомобиля выгорает лакокрасочное покрытие, размягчаются шины автомобиля. Последнее приводит к ухудшению управляемости автомобиля и ускоряет процессы старения материала шин. Размягчаются также все открытые резиновые уплотнения, чем также нарушается их нормальное функционирование.
Агрессивность окружающей среды связана с повышенной коррозионной активностью воздуха, свойственной прибрежным морским районам. Такие условия вызывают интенсивную коррозию деталей автомобилей, увеличивая трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта, потребность в запасных частях примерно на 10%. При этом ресурс автомобилей также сокращается. Агрессивной окружающей средой для автомобилей является также химический груз. Все это также учитывается при корректировании нормативов ТЭА.
Квалификация ремонтных рабочих и водителей оказывают не малую роль на эффективность технической эксплуатации автомобилей.
Основными показателями, отражающими влияние профессионального мастерства водителей и ремонтных рабочих на эффективность технической эксплуатации автомобилей, являются показатели эксплуатационной надежности, экономичности и другие, такие как наработка на отказ или неисправность, продолжительность простоя в ремонте, расход запасных частей, расход топлива, наработка до капительного ремонта и другие.
По предварительной оценке совокупного влияния водителей и ремонтных рабочих на уровень технической готовности и затрат на ТО и ТР автомобилей на долю водителей приходится примерно 33 - 36 %, а на долю ремонтных рабочих - 64 - 67 %.
Влияние водителей на показатели надежности и ТЭА проявляются в выборе рациональных режимов работы агрегатов и автомобилей в конкретных условиях перевозок, способности своевременно фиксировать признаки приближающихся отказов и неисправностей и принимать меры по их предупреждению, в заинтересованности применять рациональные режимы вождения и работы агрегатов и следить за техническим состоянием автомобиля.
Качество вождения обусловливает соответствие режимов работы автомобиля условиям движения и степень приближения их к оптимальным. Оно определяется методами и мастерством вождения. Из методов вождения (импульсивный: разгон - накат; без применения наката с преимущественным использованием установившейся скорости; комбинированный) наиболее благоприятным является комбинированный в соответствии с реальными условиями движения.
Мастерство вождения заключается в достижении высоких скоростей движения при обеспечении безопасности, плавности хода и установленного расхода топлива. Показателями мастерства вождения могут быть: минимальное число разгонов, торможений, переключений передач; отсутствие частых и резких поворотов; минимально возможный перепад скоростей и нагрузок; поддержание соответствующего теплового режима; обеспечение плавности хода и т. д.
В зависимости от качества вождения изменяются режимы работы механизмов и агрегатов, нагрузки на детали трансмиссии и ходовой части, а значит, и скорость изнашивания деталей, сроки их службы. Например, при резком включении сцепления на механизмах трансмиссии создается динамическая нагрузка в 2 - 3 раза большая, чем при плавном включении. Это является следствием того, что при резком включении сцепления осевое усилие, передаваемое нажимным диском, может в 2 и более раз превышать статические силы сжатия нажимных пружин за счет действия инерционных усилий поступательно движущихся частей сцепления (муфты подшипника включения сцепления с обоймой и педали сцепления). При резком торможении возникают значительные динамические нагрузки в трансмиссии автомобиля, быстро изнашиваются протекторы шин.
При этом эти факторы обеспечиваются в процессе обучения, стажировки, практического вождения и обмена опытом, а также зависят от личностных психофизиологических свойств водителя, системы контроля и оценки деятельности предприятия, моральной и материальной заинтересованности. Главное влияние на показатели надежности автомобилей оказывает профессиональная подготовленность (мастерство) водителя и ее реализация (удельный вес от 65 до 70 %).
Таблица 1.12
Влияние квалификации водителей на режим работы и надежность автобуса ЛАЗ-695 /9/
Примечание: А - водители с высоким профессиональным мастерством, определяемые не только классом, стажем, образованием, но и выполнением плана перевозок, безопасностью движения, надежностью автомобилей; Б - водители с высоким профессиональным мастерством, но с более низким уровнем выполнения плана перевозок, безопасности движения, надежности автомобилей.
Качества технического обслуживания влияет на процесс эксплуатации автомобиля.
Автомобиль является восстанавливаемой системой, может многократно подвергаться различным видам технического обслуживания и ремонтам, т.е. он ремонтопригодный.
Ремонтопригодность – свойство, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технических обслуживании и ремонтов. В зависимости от уровня ремонтопригодности автомобиля изменяется продолжительность простоя при техническом обслуживании и ремонте, а также трудоемкость этих работ. Показателями ремонтопригодности автомобиля могут служить, например, вероятность выполнения ремонта в заданное время, удельная трудоемкость и средняя стоимость технического обслуживания
Рис. 1.1. Зависимость ослабления крепежных соединений автомобиля-самосвала от пробега: 1 — по всем наблюдаемым соединениям; 2— по соединениям агрегатов и механизмов, обеспечивающих безопасность движения /9/.
На рис. 1.1 показано изменение состояния (ослабление) крепежных соединений (в процентах) но мере увеличения пробега автомобилей после выполнения крепежных работ.
Из графика видно, что наибольшее число нарушений состояния крепежных соединений соответствует пробегу 1000 — 2500 км.
Следовательно, выполнение крепежных работ в указанном интервале обеспечивает надежную работу автомобиля и исключает неисправности механизмов и агрегатов, связанные с состоянием крепежных соединений,
Более позднее зажигание или уменьшение угла опережения зажигания на 15 — 20° по отношению к наивыгоднейшему для данного режима работы двигателя приводит к увеличению расхода топлива примерно на 15% и падению мощности двигателя на 10%.
Увеличение зазора между контактами прерывателя до 1 мм
(нормальный зазор 0,4 мм)
повышает расход топлива на 9%, а уменьшение до 0,2 мм
— на
11 % (рис. 2).
Увеличение зазора между электродами свечей более величины, установленной заводом-изготовителем, затрудняет пуск
Изменение интенсивности изнашивания двигателя в зависимости от состава горючей смеси показано на графике (рис. 3). Как видно из графика, при обогащении смеси (уменьшении коэффициента избытка воздуха) интенсивность изнашивании увеличивается в 2 — 3,5 раза.
Увеличение сходимости колес может вызвать увеличение проскальзывания шин в зоне контакта их с дорогой и в результате, повышенный расход топлива и износ шип
Несоблюдение нормального давления воздуха в шинах влечет за собой уменьшение срока их службы и повышение расхода топлива. Указанная зависимость приведена на рис. 4 при движении по дороге с асфальтобетонным покрытием со скоростью 35 — 37 км/ч
и нагрузкой 2,5 т.
Техническое состояние органов управления имеет решающее значение для безопасности движения автомобиля. По условиям безопасности движения допустимый путь торможения автомобиля с полной нагрузкой и начальной скоростью 30 км/ч
должен составлять 11,5 м
что обусловливает предельно допустимый зазор между накладками тормозных колодок и барабаном 1,2—1,3мм,
Небольшое увеличение этого зазора вызывает резкое увеличение тормозного пути (рис.1.2). Так, при увеличении зазора с 0,5 до 1,0 мм тормозной путь груженого автомобиля увеличивается на 20%. Следовательно, регулировкой зазора и своевременной заменой износившихся деталей тормозного механизма можно обеспечить надлежащий путь торможения автомобиля.
Приведенные примеры не исчерпывают всего многообразия случаев влияния качества технического обслуживания на увеличение надежности автомобиля в эксплуатации. Из сказанного видно, что даже незначительная неисправность в агрегатах и механизмах автомобиля при несвоевременном ее устранении может привести к интенсивному изнашиванию и поломкам.
Рис. 1.2. Влияние зазора между накладками тормозных колодок и тормозными барабанами на тормозной путь груженого автомобиля ЗИЛ-164 с начальной скорости 30 км/ч /9/.
Высококачественное и своевременное техническое обслуживание автомобиля, применение соответствующих эксплуатационных материалов и соблюдение правил технической эксплуатации (скорости движения, нагрузки, техники вождения) дают возможность значительно повысить надежность и долговечность автомобиля, а также безопасность его движения.
Влияние режима работы автомобиля на его техническое состояние характеризуется числом дней работы в году (для автобусов городских маршрутов может быть 365, для грузовых автомобилей - 357; 305 или 253); числом смен работы в сутки (1; 1,5; 2 или круглосуточно); продолжительностью работы на линии (время в наряде); использованием грузоподъемности в течении рабочей смены; количеством ездок с грузом и т.п.
Режим работы автомобиля во время эксплуатации будет определять интенсивность изменения его технического состояния.
Конструктивно-технологические факторы оказывают также значимое влияние на техническое состояние автомобилей.
Скорость изменения технического состояния автомобиля в значительной степени зависит от совершенства конструкции автомобиля и уровня технологии его производства. Например, установка воздушного инерционно-масляного фильтра на двигателе позволила увеличить срок его службы в 2 раза. Применение бумажных щелевых масляных фильтров взамен центробежных способствует снижению скорости изнашивания цилиндров в 1,5 раза, шеек коленчатого вала - в 2,5 раза, а диаметра поршневых колец по радиальной толщине - в 4,2 раза. Установка термостата в системе охлаждения двигателя обусловила возможность поддержания оптимального теплового режима двигателя, сокращения времени его разогрева и в результате снижения в 7 - 8 раз общего износа за одно и то же время эксплуатации. Уменьшению скорости изнашивания и количества поломок зубьев шестерен коробки передач способствовало применение в ней шестерен постоянного зацепления и синхронизаторов.
К конструктивным усовершенствованиям, обусловливающим повышение надежности автомобиля, его агрегатов, узлов, можно отнести также: устройство вентиляции картера двигателя; применение тонкостенных вкладышей для шатунных и коренных подшипников коленчатого вала; устройство подогрева впускного трубопровода горячими газами или водой; охлаждение выпускных клапанов двигателя; повышение жесткости блока двигателя и др.
Изменение технического состояния автомобиля в большой мере зависит и от технологических факторов: качества материала деталей, способов механической и термической обработки, качества сборки и регулировки.
Например, при покрытии наружной цилиндрической поверхности верхнего компрессионного кольца пористым хромом улучшается приработка и повышается износостойкость цилиндров и колец в 1,5 - 2 раза; применение в двигателе коротких вставных гильз из легированного чугуна, обладающего высокой коррозионной стойкостью, позволяет уменьшить скорость изнашивания цилиндров в 2 - 2,5 раза.
Применение легированных сталей, обладающих высокой износостойкостью, высоким пределом выносливости и сопротивляемости динамическим нагрузкам, а также применение термической обработки с целью упрочнения деталей из углеродистых сталей способствует повышению надежности агрегатов, узлов автомобиля.
Несоблюдение установленных зазоров, неправильная затяжка деталей подвижных соединений, плохая очистка шлифованных деталей от абразивной пыли могут быть причиной повышенного изнашивания, заеданий, задиров, заклиниваний деталей, их поломок.
Немаловажным фактором при эксплуатации автомобилей, влияющим на их техническое состояние, являются качество и правильный выбор эксплуатационных материалов, к которым относятся автомобильные топлива, моторные и трансмиссионные масла, охлаждающие жидкости и др.
Техническое состояние автомобиля, надежность его работы и срок службы в значительной мере зависят от вида и качества топлива, смазочных материалов и технических жидкостей. Эксплуатационные материалы должны соответствовать требованиям соответствующей НТД, конструкции механизмов, климатическим условиям, режимам эксплуатации автомобилей.
От эксплуатационных качеств автомобильных топлив во многом зависит техническое состояние двигателей. Например, при плохом сгорании бензина часть его остается в жидкой фазе и, проникая в картер двигателя, разжижает масло, что приводит к повышенному изнашиванию деталей цилиндропоршневой группы; при наличии механических примесей в бензине возможно засорение приборов системы питания, нарушение процессов смесеобразования, ухудшение тяговых качеств автомобиля, интенсивное изнашивание деталей топливной системы и цилиндропоршневой группы двигателя; при низком октановом числе бензина в двигателях с высокой степенью сжатия может возникать детонационное сгорание топлива, сопровождающееся резким повышением давления и температуры, вибрациями деталей при ударах детонационной волны о стенки цилиндров и днище поршня. Вследствие этого значительно возрастает интенсивность изнашивания шеек коленчатого вала, деталей цилиндропоршневой группы, подгорают выпускные клапаны, прогорают прокладки головки цилиндров, днища поршней, могут иметь место заклинивание поршней, разрывы шатунов, повреждения блока цилиндров; коррозионная агрессивность бензинов обусловливается в основном наличием в них сернистых соединений, органических и водорастворимых кислот и щелочей (присутствие серы в бензине способствует увеличению склонности его к нагарообразованию, снижению его антидетонационных качеств, усилению изнашивания деталей двигателя, особенно во время его пуска и прогрева); применение дизельного топлива малой вязкости приводит к усиленному изнашиванию плунжерных пар топливной аппаратуры, механические примеси способствуют засорению топливных фильтров тонкой очистки, что вызывает перебои в подаче топлива, а также усиление изнашивания деталей топливных насосов высокого давления и форсунок, низкое цетановое число определяет больший период задержки воспламенения топлива, увеличивает жесткость работы двигателя и, как следствие, повышает интенсивность изнашивания его деталей.
Следует отметить, что условия хранения автомобилей являются определяющим фактором для их технического состояния. Например, при открытом хранении автомобилей вследствие атмосферных влияний, колебаний температуры воздуха, повышенной влажности интенсифицируются различные коррозионные процессы, что приводит к возрастанию скорости изнашивания, уменьшению срока службы деталей, узлов, агрегатов.
Качество автомобилей и их элементов меняется по мере изменения наработки, которая является функцией от времени, а также при отклонении условий эксплуатации от стандартных.
На изменения качества автомобиля влияет большое число факторов такие как:
- дорожные условия;
- климатические условия;
- режим работы;
- качество вождения;
- квалификация ремонтных рабочих и водителей;
- качество ТО и ТР;
- режим работы;
- условия хранения.
Отсюда следует, что чем интенсивнее используется техника, тем сильнее идет износ ее элементов. С каждым годом эксплуатации автомобиль становится требовательней, и как следствие в какой-то момент его содержание становиться накладным для предприятия. Каждый автомобиль имеет свой амортизационный срок, после которого он списывается. Как правило, это 8 лет эксплуатации. Но не всегда эффективно использовать технику максимально выгодно пока ее не спишут. Есть метод, при котором можно увеличить прибыль предприятия путем замены старого автомобиля на более новый раньше чем он пойдет на списание, то есть получить оптимальный срок замены автомобиля. Тем самым прибыль от автомобиля будет максимально высокой и затраты на него снизятся.
На предприятии ООО «ТТК» не велись исследования по данному вопросу, и замены автомобилей осуществлялись только при списании техники.
В настоящее время научными школами проводятся различные исследования в этом направлении, что свидетельствует об актуальности данной проблемы.
На основе выполненного анализа сформулированы следующие задачи исследования.
1. Установить вид математической модели закономерности изменения интенсивности эксплуатации автомобиля от срока службы и оценить численные значение ее параметра.
2. Установить вид математической модели закономерности изменения затрат на эксплуатацию автомобиля в зависимости от срока службы и оценить численные значение ее параметров.
3. Определить оптимальный срок эксплуатации автомобилей, позволяющий достичь максимальной прибыли от их использования.
4. Оценить экономическую эффективность.
Закономерность – объективно существующая, повторяющаяся, существенная связь явлений. Все закономерности, существующие в природе и технике делятся на функциональные (детерминированные) и случайные (вероятностные, стохастические).
В общем виде функциональную зависимость записывают где Y – зависимая переменная (функция отклика); X – независимая переменная (аргумент). Для функциональных закономерностей характерна жесткая связь между функцией отклика и аргументом, то есть определенному значению аргумента соответствует определенное значение функции. Например, зависимость пройденного пути от скорости и времени движения.
Стохастические закономерности существуют тогда, когда зависимая переменная определяется не только независимой переменной, но и рядом случайных факторов. При этом каждому значению Y соответствует ряд значений X с определенным математическим ожиданием и дисперсией. По аналогии с функциональной стохастическую зависимость в общем виде можно записать: где - величина, не зависящая от X.
Качество автомобилей и их элементов, заложенное при проектировании и производстве, меняется по мере изменения наработки, которая является функцией от времени, а также при отклонении условий эксплуатации от стандартных.
Для эффективного функционирования системы технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, рациональной организации материально-технического снабжения необходимо прогнозировать изменение технического состояния как отдельно взятого автомобиля, так и их совокупности во времени. Для решения этих задач необходимо знать закономерности изменения качества автомобилей. Наиболее важные из них вытекают из концепции формирования реализуемого качества автомобилей при эксплуатации:
Кроме этих необходимо знать еще две группы закономерностей:
По мере увеличения наработки большинство показателей свойств автомобилей меняются, то есть существуют закономерности
Типичны следующие случаи (рис. 2.1):
класс 1а – плавное, монотонное изменение;
класс 1б – плавное, немонотонное изменение;
класс 1в – скачкообразное изменение;
класс 1г – независимость показателя от наработки.
При монотонном изменении приращение параметра не меняет знака, то есть либо всегда неотрицательно, либо всегда не положительно. Такая закономерность характерна для интегральных показателей качества, изменяющихся в результате непрерывных процессов. Пример закономерности класса 1а – изменение зазора в подшипнике скольжения h. Величина h постоянно увеличивается, хотя при этом интенсивность изнашивания может меняться.
Плавное немонотонное изменение характерно для дифференциальных показателей качества. Пример второго случая (класс 1б) – изменение интенсивности изнашивания сопряженных деталей. Характерна повышенная интенсивность изнашивания в начальный период эксплуатации, связанная с приработкой. По мере увеличения наработки интенсивность изнашивания снижается, а затем стабилизируется. При значительном износе интенсивность изнашивания начинает расти, что объясняется ухудшением условий смазки и увеличением динамических нагрузок вследствие увеличения зазора.
Рис. 2.1. Типичные закономерности изменения качества автомобилей по наработке /5/
Скачкообразное изменение (класс 1в) характерно для интегральных показателей качества, меняющихся в результате дискретных процессов. Пример – падение давления в шине после прокола. В момент отказа давление практически мгновенно меняется от Рi до 0.
Четвертый случай (класс 1г) достаточно редко встречается на практике. Не меняются в процессе эксплуатации, например, габаритные размеры автомобилей.
Закономерности типа 1 характеризуют тенденцию изменения показателей качества автомобилей (математическое ожидание случайного процесса), а также позволяют определить средние наработки до момента достижения предельного или заданного состояния.
В процессе эксплуатации значения показателей свойств автомобилей меняются. Интенсивность и характер их изменения зависят от интенсивности и условий эксплуатации, квалификации персонала и других случайных факторов. Поэтому моменты достижения предельного (или заданного) состояния у разных автомобилей различны, то есть наработка на отказ – случайная величина с определенной вариацией.
Производство и эксплуатация автомобилей подчиняются законам случайных процессов. Поэтому значения показателей их свойств носят случайный характер, то есть являются случайными величинами. Применительно к новым автомобилям это проявляется в вариации начальных значений показателей качества, что связано с неоднородностью свойств материалов, вариацией размеров и формы деталей в пределах допуска и т. д. При эксплуатации значения показателей свойств автомобилей меняются, причем интенсивность и характер их изменения зависят от многих случайных факторов.
Для того, чтобы своевременно проводить мероприятия, предупреждающие отказы, необходимо знать закономерности и численные характеристики вариации случайных величин.
Важнейшими характеристиками являются следующие.
Среднее значение:
(2.1)
где Y1... Yn – реализации случайной величины Y;
n –число реализаций.
Дисперсия:
(2.2)
Среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации V:
; (2.3)
Дифференциальная функция (закон) распределения f(Y) – характеризует вероятность события за единицу времени. Существует большое число законов распределения случайных величин. Наиболее часто встречаются нормальный, логарифмически нормальный, Вейбулла-Гнеденко и экспоненциальный.
Вид закономерности типа 2 зависит от интервала изменения показателя качества.
Тип 1: (Ymin, +), частный случай (0, +). Здесь под бесконечностью понимается значение Y, далеко выходящее за пределы допустимых значений, то есть если записать строго, то (Ymin, Ymax), (0, Ymax). Возможные формы закономерностей такого типа приведены на рис. 2.2.
Примеры: интенсивность изнашивания, зазор в трущемся сопряжении.
Тип 2: (Ymax, 0). Примеры: линейные размеры изнашиваемых деталей (толщина вкладыша подшипника коленчатого вала, высота рисунка протектора шины), избыточное давление воздуха в шине (рис. 2.3).
Тип 3: (–, +). Примеры: угол опережения зажигания, интенсивность изменения вязкости моторного масла (рис. 2.4).
Рисунки (2.2 – 2.4) взяты с работы Н.С. Захарова /5/.
Рис. 2.2. Возможные формы законов распределения показателей качества типа (Ymin, +)
Рис. 2.3. Возможные формы законов распределения показателей качества типа (Ymax, 0)
Рис. 2.4. Возможные формы законов распределения показателей качества типа (–, +)
Закономерности типа 3 обычно рассматривают на примере процесса возникновения и устранения отказов автомобилей. Но это частный случай. По аналогичным закономерностям формируются потоки требований на проведение ТО, пополнение расходуемых материалов (топлива, моторного масла).
Важно отметить, что эти закономерности не имеют практического применение и рассматриваются как идеализированная модель реального процесса. Обусловлено это следующими причинами.
Во-первых, при рассмотрении указанных процессов в качестве оси координат используется наработка автомобилей. То есть процесс рассматривается в разрезах равных наработок группы автомобилей. На практике же пробеги отдельных автомобилей за один и тот же период времени существенно отличаются. Следовательно, картина, полученная в разрезе равных наработок, в действительности не реализуется.
Во-вторых, устранение отказов и неисправностей, пополнение ресурсов планируется и организуется не по наработке автомобилей, а по времени.
В-третьих, условия и интенсивность эксплуатации циклически меняются во времени, поэтому интенсивность отказов, расходования ресурсов не постоянна и варьирует не только вследствие увеличения наработки, но и имеет циклические колебания, связанные с указанными причинами.
Таким образом, эти закономерности имеют место только при выполнении следующих условий:
(2.4)
При рассмотрении этих закономерностей исходят из следующих аксиом.
Для характеристики закономерностей третьего типа используются следующие показатели.
Средняя наработка до k-го отказа:
(2.5)
где- средняя наработка до первого отказа;
- средняя наработка между первым и вторым отказами и т. Д.
Средняя наработка между (k-1)-ми k-м отказами для n автомобилей:
(2.6)
Коэффициент полноты восстановления ресурса характеризует возможность сокращения ресурса после ремонта:
(2.7)
Ведущая функция потока отказов (функция восстановления) определяет накопленное количество первых и последующих отказов изделия к наработке L:
(2.8)
Параметр потока отказов – это плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого изделия, определяемая для данного момента времени или пробега:
(2.9)
Как отмечает Кузнецов Е.С. и соавторы /9/, при оценке надежности изделия число отказов обычно относят к пробегу, а при оценке потока отказов, поступающих для устранения, - ко времени работы соответствующих производственных подразделений. Здесь необходимо заметить, что при рассмотрении изменения по времени имеет место иная закономерность, которую следует отнести к другому типу. В данной работе изменение потока отказов, а также требований на проведение обслуживаний, пополнение ресурсов отнесены к закономерностям типа 6, которые рассматриваются ниже.
Используя значения параметра потока отказов, можно определить расход запасных частей за определенную наработку и планировать работу системы снабжения. Параметр потока отказов может быть оценен на основе экспериментальных данных следующим образом:
(2.10)
где m1,m2 - суммарное число отказов n автомобилей соответственно к наработке L1 и L2.
В общем случае параметр потока отказов непостоянен по мере изменения наработки. Наблюдаются три основных случая его поведения:
Закономерности типа 3 позволяют корректно решать задачи планирования ТО и Р, материально-технического снабжения только при постоянных интенсивности и условиях эксплуатации. В других случаях необходимо использовать закономерности изменения потока отказов автомобилей во времени (тип 6).
Условия эксплуатации – совокупность факторов, воздействующих на изделие при его эксплуатации /6, с. 205/. Под фактором понимается объективная особенность условий эксплуатации. Таким образом, условия эксплуатации X представляют совокупность факторов x1, x2, ..., называемую факторным пространством. К факторам условий эксплуатации относятся дорожные и транспортные условия, организация работы подвижного состава, природно-климатические условия, квалификация водителей и ремонтного персонала и другие. Для количественной характеристики каждый фактор имеет показатели, которые могут принимать различные численные значения.
В зависимости от интервала изменения факторы можно разбить на три типа:
Вид закономерности влияния условий эксплуатации на изменение показателей качества зависит от типа показателя качества и типа фактора условий эксплуатации. Обобщение результатов ранее выполненных работ, а также итогов настоящих исследований позволило систематизировать закономерности типа 4. Возможный вид этих закономерностей представлен на рис. 2.5…2.10 /5/.
Рис. 2.5. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymax, 0); тип фактора (0, )
Рис. 2.6. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymin, ); тип фактора (0, )
Рис. 2.7. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymin, ); тип фактора (Xmin, )
Рис. 2.8. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymin, ); тип фактора (–, +)
Рис. 2.9. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (0, Ymax); тип фактора (–, +)
Рис. 2.10. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (–, +); тип фактора (–, +)
Закономерности изменения качества автомобилей во времени используются для прогнозирования технического состояния элементов автомобилей, на основе которого производится подготовка производства для выполнения планового текущего ремонта.
Рассматриваемые закономерности полностью совпадают с закономерностями типа 1 при условии:
(2.11)
(2.12)
На практике это условие не соблюдается. Следовательно, существуют зависимости
, (2.13)
. (2.14)
а Y изменяется во времени по определенным закономерностям, отличающимся от закономерностей типа 1 тем заметнее, чем сильнее меняются L и X по T.
Для изучения рассматриваемой зависимости необходимо знать закономерности процессов изменения
Главная задача автомобильного транспорта - выполнять в определенный период времени заданный объем транспортной работы. Для ее решения автомобили обладают рядом свойств, уровень реализации которых существенно зависит от условий эксплуатации. Следовательно, рассматривать автомобиль вне связи с условиями эксплуатации не имеет смысла. Поэтому выделим внутри транспортной системы подсистему “Автомобили - условия эксплуатации” (А-УЭ).
При функционировании указанной подсистемы возникает реакция R, направленная во внешнюю по отношению к ней сторону (рис. 2.11). Для эффективной работы транспортной системы необходимо компенсировать эту реакцию, то есть восстанавливать подсистему А-УЭ. При отсутствии компенсации или недостаточном ее уровне система регрессирует и переходит в состояние отказа. При избыточном восстановлении возрастают затраты и увеличивается себестоимость транспортной работы. Для того, чтобы компенсирующее воздействие соответствовало реакции системы, необходимо знать закономерность ее изменения во времени T
. (2.15)
Существующие методы расчета и нормативные документы не позволяют установить эту закономерность с достаточной точностью, так как планирование технических воздействий, потребности в материальных и трудовых ресурсах обычно связывается не со временем, а с наработкой. При переходе к календарному планированию обычно принимается, что.
Рис. 2.11. Подсистема “Автомобили – условия эксплуатации” в транспортной системе /5/
Многие специалисты и исследователи в своих высказываниях отождествляют понятия времени и наработки, что связано с наличием у них общих свойств (неповторяемость и необратимость). В то же время не все свойства совпадают (табл.).
Анализ свойств времени и наработки показывает, что условие в принципе невыполнимо, то есть . Следовательно, закономерности шестого типа отличаются от закономерностей типа 3, причем тем больше, чем сильнее меняются L и X по T.
Закономерности типа 6 относятся к разряду нестационарных потоков и описывают изменение по времени числа отказов, потребности в ресурсах и технических воздействиях.
Сравнение общих свойств времени и наработки /5/
Интенсивность эксплуатации - это скорость приращения наработки автомобиля во времени:
. (2.16)
Для ее оценки используются следующие показатели.
Индивидуальная интенсивность эксплуатации в i-м интервале времени:
, (2.17)
где Li и Li+1 - наработка автомобиля соответственно в моменты времени Ti и Ti+1.
Групповая интенсивность эксплуатации в i-м интервале времени:
, (2.18)
где А- количество автомобилей в группе.
Средняя интенсивность эксплуатации за определенный период времени:
, (2.19)
где n - количество интервалов времени в рассматриваемом периоде.
Интенсивность эксплуатации автомобилей меняется в течение года, что ведет к изменению потребности в трудовых и материальных ресурсах, неравномерности загрузки постов технического обслуживания и текущего ремонта.
Причины сезонных колебаний интенсивности эксплуатации:
Рис. 2.12. Схема причинно-следственных связей сезонных условий и интенсивности эксплуатации автомобилей /5/
Результатом действия этих причин являются сезонные колебания грузопотока (пассажиропотока), сезонные изменения технической скорости движения, сезонные колебания коэффициента выпуска автомобилей (изменение числа отказов, простоев автомобилей из-за отсутствия спроса или отдыха водителей).
На рис. 2.13 представлен график типичной для автомобилей, используемых в условиях Западно-Сибирского нефтегазового комплекса, закономерности изменения в течение года интенсивности эксплуатации.
Пик интенсивности эксплуатации приходится на зимние месяцы, когда функционируют зимние автодороги. В весенний период она снижается. Летом интенсивность эксплуатации практически постоянна на минимальном уровне. Осенью с понижением температуры воздуха и началом эксплуатации зимников она резко возрастает.
Рис. 2.13. Типичная для Западной Сибири закономерность изменения интенсивности эксплуатации автомобилей в течение года /5/
Знание закономерностей изменения интенсивности эксплуатации во времени позволяет более точно планировать производственные программы автотранспортных предприятий по ТО, материально-техническое снабжение и другие программы.
В общем случае все факторы условий эксплуатации меняются по времени, но при этом одни меняются в широких пределах, другие варьируют в меньшей степени. Наиболее подвержены изменениям климатические условия, циклически меняющиеся по сезонам года.
Климатические условия эксплуатации автомобилей характеризуются температурой окружающего воздуха, атмосферным давлением, скоростью ветра, уровнем солнечной радиации, количеством атмосферных осадков, продолжительностью зимнего периода и другими факторами. Кроме того, от климата зависят дорожные условия. Например, наличие снега или влаги снижает коэффициент сцепления шин с дорогой.
Не все факторы поддаются учету в процессе эксплуатации автомобилей. Коэффициент сцепления, например, значительно изменяется как по ширине, так и по длине проезжей части дороги, а методы измерения, позволяющие быстро и надежно оценить его уровень на значительной по протяженности сети дорог, в настоящее время отсутствуют. Но учитывать все факторы климатических условий нет необходимости, так как показатели многих из них коррелированны друг с другом. Поэтому, учитывая наличие корреляционных связей между климатическими факторами, необходимо выделить независимые друг от друга факторы, оказывающие существенное влияние на изменение качества автомобилей.
Таким образом, для характеристики влияния климатических факторов изменение показателей качества автомобилей достаточно использовать один показатель - температуру окружающего воздуха.
Рис. 2.14. Изменение среднемесячной температуры воздуха в течение года (г. Тюмень) /5/
2.10. Функциональное уравнение Беллмана
В основе метода по оптимизации любого оборудования путем принятия решения по замене его новым, лежит принцип оптимальности Беллмана: на каждом этапе принимается такое решение, которое обеспечивает оптимальность с данного этапа до конца процесса, то есть на каждом этапе необходимо принимать решение, просматривая его последствия до самого конца процесса. Если считать все этапы независимыми друг от друга, то оптимальным будет то решение, которое приносит максимальный выигрыш именно на данном этапе. Но, например, при покупке новой техники в замен устаревшей на ее приобретение затрачиваются определенные средства. Поэтому прибыль от ее эксплуатации вначале может быть небольшой. Однако в следующие годы новая техника будет приносить большую прибыль. И наоборот, если руководитель примет решение оставить старую технику для получения прибыли в текущем году, то в дальнейшем это приведет к значительным убыткам. Данный пример демонстрирует следующий факт: в многошаговых процессах все шаги зависят друг от друга, и, следовательно, управление на каждом конкретном шаге надо выбирать с учетом его будущих воздействий на этот процесс.
Известна стоимость нового оборудования С денежных единиц. Эксплуатация оборудования возраста t лет в течении I года приносит прибыль U(t) денежных единиц. Требуется определить оптимальную политику замены оборудования таким образом, чтобы прибыль, полученная при эксплуатации нового оборудования в течение n лет, была максимальной.
Предположим, что решение – заменить или оставить оборудование принимаем в начале года.
Введем функцию Беллмана fk(t) – максимальная прибыль, которая может быть получена при эксплуатации автомобиля возраста t в течении k лет (при оптимальной политике замены).
Составим первое уравнение Беллмана.
Пусть f1(t) – максимальная прибыль, которая может быть получена при эксплуатации автомобиля возраста t в течение I года.
Если в начале года примем решение сохранить оборудование, то прибыль будет равна U(t). Если в начале года примем решение заменить автомобиль, то должны потратить на покупку нового автомобиля С рублей, а прибыль, которая принесет эксплуатация нового автомобиля в течении года, равнаU(С).
Таким образом, прибыль, полученная в случае замены автомобиля в течение года, равна: - C + U(0).
Отсюда:
f1(t) = max (U(t); - C + U(0)). (2.20)
Выведем функциональное уравнение Беллмана для функции fk+1(t).
Предположим, что в начале первого года эксплуатации автомобиля было принято решение сохранить его, тогда прибыль за I год эксплуатации составит U(t).
По истечении года возраст оборудования будет равен t + I год, а срок оставшейся эксплуатации автомобиля равен k лет.
В соответствии с принципом оптимальности, необходимо постараться получить за оставшиеся k лет максимальных доход, т.е. fk(t + 1).
Итак, если в начале срока эксплуатации сохранить автомобиль, то прибыль за k + 1 год составит сумму:
U(t) + fk(t + 1). (2.21)
Предположим, в начале рассматриваемого срока принято решение заменить автомобиль, тогда, потратив С рублей на покупку нового автомобиля, получим за год эксплуатации прибыль U(0). Через год возраст автомобиля будет равен I году, срок оставшейся эксплуатации k лет и максимальная прибыль, которую можно получить за оставшиеся k лет, составит fk(1). Значит, за k + 1 год в случае «замены» прибыль будет равна:
-С + U(0) + fk(1). (2.22)
Для определения функции fk +1(t) необходимо выбрать наибольшее из чисел: U(t) + fk(t + 1); - C + U(0) + fk(1), т.е.
fk+1(t) = max (U(t) + fk(t + 1); -C + U(0) + fk(1)). (2.23)
Это и есть функциональное уравнение Беллмана.
2.11. Выводы
Все закономерности, существующие в природе и технике делятся на функциональные (детерминированные) и случайные (вероятностные, стохастические).
Для функциональных закономерностей характерна жесткая связь между функцией отклика и аргументом, то есть определенному значению аргумента соответствует определенное значение функции. Случайные закономерности существуют тогда, когда зависимая переменная определяется не только независимой переменной, но и рядом случайных факторов.
Для решения задач дипломного проекта берется 1 тип закономерности класса 1а (закономерности изменения качества автомобилей по наработке). Из книги Н.С. Захарова «Моделирование процессов изменения качества автомобилей» /5, ст.50/ для моделирования закономерностей класса 1а используются аналитические функции следующего вида:
(2.24)
(2.25)
(2.26)
где Yн - начальное значение показателя качества;
a, b - параметры математической модели, характеризующие скорость изменения Y при увеличении L.
И так вид математической модели закономерности изменения интенсивности эксплуатации автомобиля от срока службы:
(2.27)
Такой же вид имеет математическая модель изменения затрат на эксплуатацию автомобиля от срока службы.
Для определения оптимального срока эксплуатации вводится метод функционального уравнения Беллмана.
Для исследования были предоставлены данные компанией ООО «Тюменская Транспортная Компания», занимающейся сдачей автомобилей в аренду муниципальным и частным организациям. Эта компания насчитывает на своем балансе более 600 единиц автомобильной техники различного типа и назначения.
Были выбраны два автомобиля ГАЗ-3302 и ГАЗ-33023. Данный вид транспорта пользуется постоянным спросом со стороны муниципальных организаций. Это позволяет компании эксплуатировать автомобили в течение всего года и тем самым получать постоянный доход. Но с каждым годом эксплуатации автомобиля его ресурс уменьшается, тем самым увеличиваются расходы на поддержания ТС в технически исправном состоянии.
Таблица 3.1
Наработка автомобиля ГАЗ-33023 за восемь лет эксплуатации
По данным из таблицы 3.1 был построен график зависимости наработки от срока эксплуатации на рис. 3.1. Из рисунка видно, что с каждым годом наработка автомобиля ухудшается, вследствие чего доходы от автомобиля тоже уменьшаются. Также можно заметить, что в период кризиса автомобиль работал в почти том же режиме, что и ранее.
Рис. 3.1. Закономерность изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-33023
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 3136,5 × e-0,016x, (3.1)
где y – наработка, км;
x – срок эксплуатации, год.
Таблица 3.2
Наработка автомобиля ГАЗ-3302 за восемь лет эксплуатации
Из рис. 3.2 сразу можно подчеркнуть, что наработка за 2008 и 2009 года отсутствует. Причиной этому послужил кризис, создавший форс-мажорную ситуацию в эти периоды, по этой причине и отсутствует наработка в тот период.
Рис. 3.2. Закономерность изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-3302
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 1999,2 × e-0,017x. (3.2)
С течением времени автомобиль выполняет работу в заданном объеме, и требует затрат на поддержание работоспособного состояния. Во времени эти функции затрат и прибыли соответственно монотонно убывают и возрастают, в зависимости от внешних факторов, системы ТО и Р, износа оборудования. Затраты бывают постоянные и переменные. К постоянным затратам относятся: заработная плата, амортизация, налоги, хранение, ТО и ТР, замена шин, ГСМ. К переменным относятся внеплановые затраты, например – прокол шины, отсутствие водителя и т.п. Для расчета затрат используются формулы:
Зобщ. = Зпост.+Зпер., (3.3)
Зпост.= Зто+За+Ззп+Зн+Зхр+Зш, (3.4)
Зпер = Згсм +Зн + Зр, (3.5)
где Зобщ. – общие затраты на эксплуатацию автомобиля, руб.;
Зпост. – постоянные затраты, руб.;
Зпер. – переменные затраты, руб.;
Зто – затраты на техническое обслуживание ТС, руб.;
Зр – затраты на ремонт ТС, руб.;
За – затраты на амортизацию автомобиля, руб.;
Ззп – затраты на заработную плату водителя, руб.;
Зн – затраты на транспортные налоги, руб.;
Зхр – затраты на хранение автомобиля, руб.;
Зш – затраты на шины, руб.;
Зн – накладные затраты, руб.;
Згсм – затраты на ГСМ, руб.
При исследовании влияния затрат на эксплуатацию автомобиля от времени не учитываются затраты на хранения и накладные расходы.
Затраты на эксплуатацию автомобиля ГАЗ-33023 рассчитываются по формуле:
З1 = (Lб × (Зтоир/ч + За/ч + Ззпб/ч + Зн/ч + Зш/ч+ Згсм)) + (Lв × (Зтоир/ч + За/ч + Ззпв/ч + Зн/ч + Зш/ч + Згсм)), (3.6)
где З1,2,…,8 – затраты за 1,2,…,8 лет эксплуатации автомобиля, руб.;
Lб,Lв – наработка в будние и выходные дни соответственно, м/ч;
Зтоир/ч – затраты на ТО и Р за один м/ч;
За/ч – затраты на амортизацию за один м/ч;
Ззпв/ч,Ззпб/ч – затраты на зараб. плат. в будний и выходной день за один м/ч;
Зн/ч – затраты на транспортный налог за один м/ч;
Зш/ч – затраты на шина за один м/ч;
Згсм – затраты на ГСМ за один м/ч.
З1 = 2205 × (21,18 + 6,43 + 70,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54)) + (900 × (21,18 + 6,43 + 144,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54)) = 547908 руб.;
32 = 554179 руб.;
33 = 575442 руб.;
34 = 642835 руб.;
35 = 657046 руб.;
36 = 670197 руб.;
37 = 701341 руб.;
38 = 731443 руб.
Таблица 3.3
Затраты на автомобиль ГАЗ-33023 за 8 лет эксплуатации
Рис. 3.3. Зависимость затрат от срока эксплуатации ГАЗ-33023
На рис 3.3 видно, что с течением времени затраты на автомобиль растут.
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 518739 × e0,0438x, (3.7)
где y – затраты автомобиля за год, руб.;
x – год эксплуатации.
Затраты на эксплуатацию автомобиля ГАЗ-3302:
З1 = 1760 * (21,18 + 6,43 + 70,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54) ) + (195 * (21,18 + 6,43 + 144,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54)) = 344979 руб.;
32 = 348403 руб.
33 = 412622 руб.;
34 = 419451 руб.;
35 = 428358 руб.;
38 = 446415 руб.
Так же как и наработка из за кризиса затраты за 2008 и 2009 года не учитывается.
Таблица 3.4
Затраты на автомобиль ГАЗ-3302 за 6 лет эксплуатации
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 343235 × e0,0387x. (3.8)
Рис. 3.4 Зависимость затрат от срока эксплуатации ГАЗ-3302
Из исследования зависимости затрат от срока эксплуатации можно сделать вывод о том что с течением времени затраты на автомобиль увеличиваются. Отсюда прибыль от использования этой техники начинает падать и в какой-то момент технику эксплуатировать становится невыгодно. Для оптимизации затрат на эксплуатацию автомобиля вводим свой метод, который основан на замене техники в рациональные сроки, чтобы максимально эффективно пользоваться автопарком и получать от него максимальную прибыль.
3.3. Определение оптимального срока замены автомобиля на протяжении восьми лет эксплуатации
В современных условиях актуальной проблемой производственной деятельности организации является определение экономического срока жизни единичных объектов предприятия, т.е. периода, в рамках которого капитальный ремонт или эксплуатация оборудования приносит предприятию прибыль.
Практические исследования сводятся к тому, как долго можно эксплуатировать технику пока она приносит прибыль предприятию. Такая постановка вопроса имеет место, пока техника не начнет нести убытки или ее будет опасно использовать.
Для определения рационального срока замены автомобиля используется предложенный ранее метод. Этот метод основывается на использовании оборудования предприятия и его замены для максимальной прибыли в ходе эксплуатации.
Для начало внедрения метода надо рассчитать прибыль каждого автомобиля за 8 лет эксплуатации. Для расчета прибыли используем существующую формулу:
Пn = Дn – Зn, (3.9)
где Пn – прибыль за n год эксплуатации, руб.;
Дn – доход за n год эксплуатации, руб.;
Зn – затраты за n год эксплуатации, руб.
Доходы рассчитываются по формуле:
Дn = (Lб × Сб) + (Lв × Св), (3.10)
где Дn – доходы за n год эксплуатации, руб.;
Lб – наработка в будние дни, м/ч;
Lв – наработка в выходные дни, м/ч;
Сб – тарифная ставка в будние дни, руб.;
Св – тарифная ставка в выходные дни, руб.
Доходы автомобиля ГАЗ-33023:
Д1 = (2205 * 544) + (900 * 598) = 1737744 руб.;
Д2 = 1709202 руб.;
Д3 = 1679540 руб.;
Д4 = 1633088 руб.;
Д5 = 1596710 руб.;
Д6 = 1560892 руб.;
Д7 = 1568167 руб.;
Д8 = 1572645 руб.
Для автомобиля ГАЗ-3302 не учитывались 6 и 7 год эксплуатации из-за кризиса, но для построения стратегии замены автомобиля для получения максимальной прибыли нужна прибыль за все 8 лет эксплуатации. Для этого рассчитывается предполагаемая наработка за 6 и 7 год эксплуатации по формуле (3.2):
y6 = 1999,2 × e-0,017 × 6 = 1805 м/ч;
y7 = 1999,2 × e-0,017 × 7 = 1715 м/ч.
По этим данным считаются доходы за 6 и 7 год эксплуатации.
Считаются предполагаемые затраты за 6 и 7 год эксплуатации по формуле (3.8):
y6 = 343235 × e0,0387 × 6 = 432947 руб.;
y7 = 343235 × e0,0387 × 7 = 450030 руб.
Доходы автомобиля ГАЗ-3302:
Д1 = (1760 * 500) + (195 * 5554) = 988057 руб.;
Д2 = 970368 руб.;
Д3 = 946614 руб.;
Д4 = 962282 руб.;
Д5 = 940044 руб.;
Д6 = 912417 руб.;
Д7 = 897037 руб.;
Д8 = 866761 руб.
Прибыль автомобиля ГАЗ-33023:
П1 = 1737744 – 547908 = 1189836 руб.;
П2 = 1155023 руб.;
П3 = 1104098 руб.;
П4 = 990252 руб.;
П5 = 939664 руб.;
П6 = 890695 руб.;
П7 = 866827 руб.;
П8 = 841202 руб.
Прибыль автомобиля ГАЗ-3302:
П1 = 988057 – 344979 = 643078 руб.;
П2 = 621965 руб.;
П3 = 533992 руб.;
П4 = 542830 руб.;
П5 = 511686 руб.;
П6 = 479470 руб.;
П7 = 447007 руб.;
П8 = 420347 руб.
Прибыль каждого автомобиля удобно представить в таблице 3.5
Таблице 3.5
Прибыль от автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации
Расчет по уравнению Беллмана автомобиля ГАЗ-33023 удобно представить в рабочей таблице 3.6
Таблица 3.6
Результаты расчета прибыли по уравнению Беллмана ГАЗ-33023 за 8 лет эксплуатации
f1(t) = max (U(t); -C + U(0)), (3.11)
0 ≤ t ≤ 7
f1(t) = max (U(t); -430000+ 1189836) = max (1189836;759836) = 1189836.
Так как прибыль (1189836) от старого оборудования больше, то принимаем в начале года решение сохранить оборудование и записываем в таблицу 3.5 результат f1(0) = 1189836 и С (сохранить).
f1(t=1) = max (U(t); -430000 +1155023)= max (1155023;725023) =1155023.
Результат f1(1) = 1155023 и решение «сохранить», т.к. снова прибыль от старого автомобиля больше.
f1(t=2) = max (U(t); -430000 +1104098)= max (1104098;674098) =1104098.
Результат f1(2) = 1104098 и решение «сохранить».
f1(t=3) = max (U(t); -430000 +990252)= max (990252;560252) =990252.
Результат f1(3) = 990252 и решение «сохранить».
f1(t=4) = max (U(t); -430000 +939664)= max (939664;509664) =939664.
Результат f1(4) = 939664 и решение «сохранить».
f1(t=5) = max (U(t); -430000 +890695)= max (890695;460695) =890695.
Результат f1(5) = 890695 и решение «сохранить».
f1(t=6) = max (U(t); -430000 +866827)= max (866827;436827) =866827.
Результат f1(6) = 866827 и решение «сохранить».
f1(t=7) = max (U(t); -430000 +841202)= max (841202;411202) =841202.
Результат f1(7) = 841202 и решение «сохранить».
Затем записываем функциональное уравнение Беллмана для f2(t):
f2(t) = max (U(t) + f1(t+1); -C + U(0) + f1(1)), (3.12)
Сумма: -С + U(0) + f1(1) = -430000 + 1189836 + 1104098 = 1914859 - доход от нового оборудования.
Вычисляя по формуле (3.1) f2(t), принимаем решение и записываем в рабочую таблицу. При t = 7 ставим прочерк, так как счет по формуле прекращен – оборудование имеет возраст вне рассматриваемого срока.
Аналогично вычисляем f3(t), f4(t), f5(t), f6(t), f7(t), f8(t) по представленным формулам:
f3(t) = max (U(t) + f2(t+1); -C + U(0) + f2(1)), (3.13)
f4(t) = max (U(t) + f3(t+1); -C + U(0) + f3(1)), (3.14)
f5(t) = max (U(t) + f4(t+1); -C + U(0) + f4(1)), (3.15)
f6(t) = max (U(t) + f5(t+1); -C + U(0) + f5(1)), (3.16)
f7(t) = max (U(t) + f6(t+1); -C + U(0) + f6(1)), (3.17)
f8(t) = max (U(t) + f7(t+1); -C + U(0) + f7(1)). (3.18)
Для выбора ответа составим таблицу 3.6 в лексикографическом стиле (построчно).
Таблица 3.7
Оптимальная политика замены автомобиля ГАЗ-33023
Выбор ответа, т.е. оптимальная политика замены автомобиля, определяется следующим образом (см. табл. 3.7). Таблица заполняется по строкам. В начале первого года эксплуатации возраст автомобиля составляет 0 лет, срок оставшейся эксплуатации – 8 лет, функция Беллмана f8(0). В таблице 3.6 найдено решение – сохранить. Эта информация записывается в первой строке.
Так как принято решение сохранить автомобиль в начале года, то возраст его в начале второго года эксплуатации составит 1 год, срок оставшейся эксплуатации – 7 лет, функция Беллмана f7(1), соответствующее решение в таблице 3.6 – сохранить. Так продолжаем заполнять каждую строчку, учитывая решение предыдущей. При такой политике замены автомобиля прибыль за 8 лет эксплуатации составит в среднем 8363918р.
Аналогичным методом рассчитываем второй автомобиль ГАЗ-3302.
Таблица 3.8
Результаты расчета прибыли по уравнению Беллмана ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации
Для выбора ответа составим таблицу 3.9 в лексикографическом стиле (построчно).
Таблица 3.9
Оптимальная политика замены автомобиля ГАЗ-3302
При такой политике замены автомобиля прибыль за 8 лет эксплуатации составит в среднем 4322858.
3.4. Экономическая эффективность
На основе результатов выполненных исследований разработана методика оптимальной замены автомобилей для получения максимальной прибыли на протяжении 8 лет эксплуатации. Указанная методика учитывает влияние всех затрат на эксплуатацию автомобиля. Использование разработанной методики позволяет снизить затраты на автомобиль и увеличить прибыль предприятия.
В расчетах для сравнения с предлагаемой методикой используется метод оптимальной замены автомобилей (вариант 1) и без замены (2 вариант) за восемь лет эксплуатации. Расчеты показали (табл. 3.10), что прибыль за восемь лет эксплуатации в сумме обоих автомобилей (ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302) составила 12686776. Экономический эффект составил 508804 руб., что в расчете на ГАЗ-33023 составляет 386321 руб., а на ГАЗ-3302 составил 122483 руб.
Таблица 3.10
Изменение прибыли от ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 при использовании методики оптимальной замены автомобилей
4. Безопасность жизнедеятельности
4.1.
Характеристика условий труда
4.1.1. Вентиляция производственных помещений
Микроклиматические условия на рабочем месте, в производственных помещениях ООО «ТТК» является важнейшим санитарно-гигиенический фактором, от которого во многом зависит состояние здоровья и работоспособность трудящихся.
Вентиляция - это организованный и регулируемый воздухообмен в помещениях, в процессе которого загрязненный или нагретый воздух удаляется и на его место подается свежий чистый воздух. По принципу действия различают вытяжную, приточную и приточно-вытяжную вентиляции. Последняя наиболее полно обеспечивает санитарно-гигиенический эффект.
Потребности в чистом наружном воздухе для помещений регламентируются СНиП 2. 04.05-91, в частности, обязательными приложениями 17 и 19. Минимальный расход наружного воздуха для помещений: 1) общественных и админстративно-бытовых - 60 или 20 м3/ч на 1 чел. при отсутствии естественного проветривания (последняя цифра установлена для зрительных залов, залов совещаний и других помещений, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно), и при естественном проветривании - расход установлен СНиП 2.08.02-89 и СНиП 2.09.04-87; 2) производственных - 30 или 20 м3/ч при объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. менее 20 или 20 м3 и более при естественном проветривании, а при отсутствии последнего - 60 или 60...120 м3/ч на 1 чел. соответственно без и с рециркуляцией при кратности К≥10 обменов/ч или с последней при К<10 обменов/ч. При этом расход наружного воздуха в этих помещениях определяют по расходу воздуха, удаляемого наружу системами вытяжной вентиляции и технологическим оборудованием, с учетом нормируемого дисбаланса не менее 20...10% общего воздухообмена при наличия приточной системы с рециркуляцией при К <10 обменов/ч. Дисбаланс общего воздухообмена не устанавливается в других случаях.
Помещения хранения, технического обслуживания, ремонта и проверки технического состояния АТС имеют естественное проветривание и общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию с механическим побуждением, обеспечивающую удаление воздуха из верхней и нижней зон поровну. В нерабочее время в производственных помещениях разрешается использовать приточную вентиляцию для рециркуляции с выключением ее не менее чем за 30 минут до начала работы.
Во всех помещениях для технического обслуживания, ремонта и проверки технического состояния АТС на видном месте и расстоянии 5-10 м от ворот или входных дверей установлены термометры. Также в помещениях, где возможно быстрое повышение концентрации токсичных веществ в воздухе, оборудованы системой автоматического контроля за состоянием воздушной среды в рабочей зоне и сигнализаторами.
Помещения для мойки АТС оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией.
Помещение аккумуляторных отделений должны оборудоваться приточно-вытяжной вентиляцией.
Основными производственными вредностями являются:
в зарядных отделениях кислотных и щелочных аккумуляторов – водород, пары серной кислоты, пары щелочей;
в ремонтных отделениях – свинцовая пыль, пары паяльных флюсов и др.;
в кислотных и щелочных помещениях – пары серной кислоты и щелочи.
Подачу воздуха в помещение осуществляется в верхнюю зону. Удаление воздуха производится у мест образования вредностей местными отсосами и из верхней зоны помещения. В нерабочее время из помещений зарядной и кислотной предусмотрена естественная вытяжка в однократном размере. Вентиляционные камеры выполнены из несгораемых материалов. На приточных воздуховодах после вентилятора, в пределах вентиляционных камер применена установка автоматических воздушных заслонок.
Для экономии тепла на нагрев наружного воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции предусматривают частичный (до 90%) возврат удаляемого воздуха, т.е. рециркуляцию. Вентиляционные установки работают по утвержденному графику, составляемому с учетом времени прибытия и убытия автомобилей. График должен находиться возле пульта управления вентиляционной установкой. За эксплуатацию вентиляционных установок отвечает работник (специалист), назначаемый приказом начальника службы.
4.1.2. Обеспечение параметров микроклимата воздуха
Для функционирования оборудования и успешного выполнения производственного процесса необходимо поддержание определенного температурного режима в производственном помещении.
Отопление - это система поддержания в закрытых помещениях нормируемой t воздуха не ниже установленной ГОСТ 12.1.005-88 и СНиП 2.04.05-91. Выбор систем отопления (в том числе отопительных приборов, теплоносителя, предельной его t или теплоотдающие поверхности) осуществлялся по приложению 11 СНиП 2.04.05-91 в зависимости от назначения помещения, а в производственных помещениях - и с учетом категории их по взрывопожароопасности, наличия/отсутствия пыли, аэрозолей, влаговыделений или возгоняемых ядовитых веществ в них.
Помещения для хранения АТС являются отапливаемыми. В отапливаемых помещениях расчетную температуру воздуха составляет 5°C. Система отопления обеспечивает равномерный нагрев воздуха в помещении, возможность местного регулирования и выключения, удобство эксплуатации, а также доступ для ремонта.
При эксплуатации отопительных устройств не допускается:
загромождать (загораживать) приборы отопления какими-либо предметами или материалами;
сушить материалы, ветошь и т.п. на отопительных приборах и трубопроводах;
сушить дрова, уголь, одежду и другие горючие материалы на печах и около них;
растапливать печи легковоспламеняющимися и горючими жидкостями;
эксплуатировать неисправные печи.
Печное отопление допускается только в зданиях, указанных в приложении 15 данного СниПа. Однако отраслевые нормы и правила иногда уточняют применение тех или иных систем отопления. Например, СН 512-78 и правила предусматривают в помещениях ВЦ (т.е. с электронно-вычислительной техникой или ЭВТ) центральное водяное отопление в сочетании с приточной вентиляцией или КВ при одно- и двухсменном режимах работы, а при трехсменном - только воздушное отопление.
В помещениях категорий А, Б и В СНиП 2.04.05-91 рекомендует применять отопительные приборы с гладкой поверхностью, допускающей легкую очистку (например, радиаторы секционные или панельные одинарные, спаренные; приборы из гладких стальных труб). Ребристые трубы в таких помещениях накаливают осевшую пыль, которая пригорает, и появляется неприятный запах.
4.1.3. Освещение помещений транспортного цеха
Через глаза человек получает около 90% всей информации. Качество ее поступления во многом зависит от освещения. При неудовлетворительном освещении человек напрягает зрительный аппарат, что ведет к утомлению зрения и организма в целом. Одновременно человек теряет ориентацию среди оборудования, что повышает опасность его травмирования.
При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.
В большинстве в производственных участках применяют общее искусственное освещение. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).
Осветительные условия определяются количественными и качественными характеристиками. Первыми являются световой поток (F, лм), сила света ( I, кд), освещенность (Е, лк), яркость (Lα, кд/м2) и коэффициент отражения (ρ , %), а вторые - фон, контраст объекта различения с фоном, видимость, показатель слепимости и коэффициент пульсации.
Рабочее освещение обязательно для всех помещений и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение устраивают в помещениях и на открытых площадках для продолжения работы в производствах, где отключение рабочего освещения (при аварии) может вызвать взрыв, пожар, отравление или длительное нарушение технологического процесса. Эвакуационное освещение предусматривают в местах, опасных для прохода людей, в основных проходах и на лестницах зданий с числом эвакуирующихся более 50 чел.
Выбор искусственных источников света производят по приложению 6 СНиП II-4-79 в зависимости от характера зрительной работы по цветоразличению. При этом в помещениях без или с недостаточным естественным освещением применяют эритемные (ультрафиолетовые) лампы для компенсации солнечной недостаточности. ЛН и ГРЛ с пускорегулирующим аппаратом заключаются в специальную арматуру, предохраняющую глаза от действия ярких частей лампы, обеспечивающую требуемое распределение светового потока и предохраняющую лампу от перегревания, осевшей пыли и влаги, механических повреждений. Такая арматура с источником света составляет светильник. Он характеризуется типом оболочки и, защитным углом, а также степенью защиты от воздействия ОС по ГОСТ 14254-80 и 17677-82*.
Расчет искусственного освещения слесарного участка находится по формуле (4.1)
N= (E* K* S* Z) / (Ф* n* u), шт., (4.1)
где: E - средняя освещенность, Е= 300лк.;
S - площадь участка, S= 24м2;
Z - коэффициент минимальной освещенности, Z=1,2;
Ф - световой поток каждого светильника, Ф= 5220лм.;
n - количество ламп в светильнике, n=2шт.;
u - коэффициент использования светового потока, u= 0,5
N= (300* 1,5* 24* 1,2) / (5220* 2* 0,5) = 3 шт.
Принимаем 3 светильника.
Уровень освещенности нормируется СНиП II-4-79 раздельно для различных помещений, мест работ вне зданий и наружного освещения городов, поселков и пунктов. Для производственных помещений при этом устанавливается рабочая (ГРЛ) минимальная освещенность (Емин) в зависимости от точности зрительной работы и системы освещения. Для искусственного освещения также предусмотрено восемь разрядов зрительной работы, но первые пять разрядов разделены на четыре подразряда (а, б, в, г) в зависимости от соотношений "контраст объекта различения с фоном - характеристика фона". При использовании ЛН рабочую освещенность по СНиП II-4-79 следует снижать по шкале освещенности на 1 или 2 ступени в зависимости от системы освещения и разряда зрительных работ. Она не должна превышать 300 лк.
4.1.4. Средства индивидуальной защиты
В соответствии с Трудовым кодексом Российской Федерации с целью защиты работника от возможных травм и профессиональных заболеваний на работах с вредными и опасными условиями труда, а также на работах, связанных с загрязнениями окружающей среды и тела человека, за счет работодателя выдаются средства индивидуальной защиты (СиЗ).
Условия обеспечения работников спецодеждой закреплены в коллективном трудовом договоре ООО «ТТК». Ежегодно проводится инструктаж работников с Правилами обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты, утвержденными постановлением Минтруда России от 18 декабря 1998 г. № 51.
В соответствии с установленными нормами ООО «ТТК» обеспечивает: своевременную выдачу, хранение, стирку, сушку, ремонт, замену СИЗ. Выдача осуществляется после подписание договора с предприятием непосредственно в день выхода на должность работником. Одежда храниться в отдельных шкафчиках под определённым номером закреплённым за работником в договоре. Выдаваемые работникам средства индивидуальной защиты соответствуют их полу, росту, размерам, характеру и условиям выполняемой работы. СИЗ обеспечивают полную безопасность труда и являются сертифицированными, то есть иметь сертификат соответствия. Выдаваемые СИЗ заносятся в личную карточку работника учета выдачи средств индивидуальной защиты. Нормы выдачи спецодежды механику участка, машинисту бульдозера, трактористу, водителю указаны в таблице 4.1
Таблица 4.1
Нормы выдачи спецодежды
Выбор набора дерматологических СИЗ зависит от комплекса производственных факторов, воздействующих на работающих на данном предприятии, в данном цехе или на рабочем месте. Оптимальным является комплекс дерматологических СИЗ, в состав которого входят:
1) защитный крем;
2) очищающее средство;
3) регенерирующий крем.
В зависимости от степени выраженности и характера производственных загрязнений кожи рекомендуются различные моющие и очищающие средства.
При локальном загрязнении, например, кожи кистей легко удаляемыми веществами может быть достаточно применения жидкого или твердого туалетного мыла. В случае загрязнения трудноудаляемыми веществами и материалами (смолы, краски, клеи и т. д.) должны использоваться специальные очищающие средства – очищающие пасты, кремы, эмульсии и др. Ряд работ проводится при воздействии ультрафиолетового излучения или на открытом воздухе при одновременном контакте с веществами фотосенсибилизирующего действия. В таком случае должны использоваться защитные средства, содержащие УФ-фильтры. Проведение работ в условиях воздействия охлаждающего
4.2.
Оценка экологичности проекта
4.2.1. Общие требования безопасности к ТС и технологическим процессам
Общие требования безопасности к ТС и технологическим процессам содержат: 1) инженерные (технические) требования, обеспечивающие надежность и безаварийность ТС и процессов; 2) гигиенические требования, обеспечивающие необходимые (или комфортные) условия жизнедеятельности и сохранения высокой работоспособности работающих; 3) антропометрические требования, определяющие соответствие оборудования, машин, механизмов и РМ антропометрическим характеристикам человека (размерам и формам тела человека и его отдельных частей); они учитываются при установлении рациональной позы работника, разработке рабочего кресла, проходов и т.д.; 4) психофизиологические требования, обеспечивающие соответствие СОИ и особенностей функционирования органов чувств человека (их порогов, диапазона воспринимаемых сигналов, продолжительности адаптации и т.д.); 5) психологические требования, учитывающие объем памяти человека, характеристики его внимания и т.д.
Общие требования безопасности и экологичности к ТС. К ним в целом, а также к их конструкции, отдельным частям, РМ, системам управления (СУ), СЗ, входящим в конструкцию, сигнальным устройствам и к конструкциям, обеспечивающим безопасность при монтаже, транспортировке, хранении а ремонте, установлены общие требования безопасности ГОСТ 12.2.003-91. На базе этих требований и результатов испытаний определяют требования безопасности на конкретные группы, виды и модели (марки) ТС в стандартах подсистемы 2 ССБТ, других стандартах, ТУ, эксплуатационных и иных конструкторских документах. Как правило, в этих документах отражают требования безопасности к основным элементам конструкции, СУ, устройству С3, входящих в конструкцию, а также методы контроля (испытаний) выполнения этих требований. Так же эти документы учитывают все повышения качества безопасности. В требования безопасности обязательно включают допустимые значения опасных и вредных факторов, которые устанавливаются стандартами подсистемы 1 ССБТ, межотраслевыми и отраслевыми правилами и нормами.
4.2.2. Общие требования безопасности к конструкции и отдельным частям ее оборудования
Общие требования безопасности к конструкции и отдельным частям ее оборудования состоят в следующем.
1. Принятые материалы не должны оказывать опасное и вредное воздействие на организм человека на всех заданных режимах работы и предусмотренных условиях эксплуатации, а такие создавать пожаровзрывоопасные ситуации.
2. Сама конструкция оборудования должна исключать на всех предусмотренных режимах работы нагрузки на детали и сборочные единицы (узлы), способные вызвать разрушения, представляющие опасность для работающих. Если возникновение таких нагрузок возможно, то оборудование должно быть оснащено устройствами, предотвращающими возникновение разрушающих нагрузок. Детали и сборочные единицы при этом должны быть ограждены или расположены так, чтобы их разрушающиеся части не создавали травмоопасных ситуаций. Если движущиеся части не допускают использования ограждений или других средств, то конструкция оборудования должна предусматривать сигнализацию, предупреждающую о пуске оборудования, а также использование сигнальных цветов и знаков безопасности. В непосредственной близости от движущихся частей, находящихся вне поля видимости оператора, должны быть установлены ОУ аварийным остановом или торможением, если в опасной зоне могут находиться работающие.
3. Конструкция оборудования и его отдельных частей должна исключать возможность их падения, опрокидывания и самопроизвольного смещения при эксплуатации и монтаже (демонтаже). В противном случае должны быть предусмотрены средства и методы закрепления, а эксплуатационная документация должна иметь соответствующие требования. Трубопроводы гидро-, паро- и пневмосистем, предохранительные клапаны, кабели и другие части оборудования, механическое повреждение которых может вызвать возникновение опасности, должны быть ограждены или расположены так, чтобы предотвратить их случайное повреждение работающими или средствами технического обслуживания.
4. Конструкция зажимных, захватывающих, подъемных и загрузочных устройств или их приводов должна исключать возможность возникновения опасности при полном или частичном самопроизвольном прекращении подачи энергии, а также исключать самопроизвольное изменение состояния этих устройств при восстановлении подачи энергии.
5. Элементы конструкции оборудования не должны иметь острых углов, кромок, заусениц и поверхностей с неровностями, представляющих опасность травмирования работающих, если их наличие не определяется назначением этих элементов. В последнем случае должны быть предусмотрены меры защиты работающих.
6. Конструкция оборудования, использующего электроэнергию, должна включать устройства (средства) для обеспечения электробезопасности. При этом любое оборудование должно быть выполнено так, чтобы исключить накопление зарядов статического электричества в количестве, опасном для работающего или в отношении возникновения пожара и взрыва. Для оборудования, действующего с помощью неэлектрической энергии (например, гидравлической, пневматической, энергии пара), предусматривается исключение всех опасностей, вызываемых этими видами энергии.
7. Конструкция оборудования должна исключать ошибки при монтаже, если они могут явиться источником опасности. При частичном выполнении данного требования в эксплуатационной документации должны содержаться порядок выполнения монтажа, объем проверок и испытаний, исключающих возможность появления таких ошибок.
4.2.3. Общие требования безопасности и экологичности к технологическим процессам.
Общие требования безопасности установлены ГОСТ 12.3.002-75*. На базе их и с учетом анализа данных производственного травматизма и профзаболеваемости, прогноза возможности предупреждения возникновения НФ во вновь разрабатываемых или модернизируемых процессах разрабатывают требования безопасности к группам и отдельным процессам. Эти требования излагают в стандартах подсистемы 3 ССБТ, нормах технологического проектирования, текстовой части технологических карт, правилах, инструкциях и других документах, а также в стандартах любых видов на конкретные процессы.
Общие требования безопасности и экологичности к технологическим (производственным) процессам (видам работ) реализуются при проектировании, организации и осуществлении данных процессов. Они заключаются в следующем:
1. Использование исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, комплектующих изделий (узлов, элементов) и т.п., не оказывающих опасного и вредного воздействия на работающих. При невозможности выполнения этого требования должны быть приняты меры по устранению непосредственного контакта работающих или защита их с помощью С3.
2. Замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением НФ, процессами и операциями с отсутствием этих факторов или с их значениями, не превышающими ПДУ, ПДК, ПДВ и ПДС.
3. Применение комплексной механизации, автоматизации, дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии НФ, а также оборудования, не являющегося источником травматизма и профзаболеваний, и СЗ работающих.
4. Герметизация оборудования или создание в оборудовании повышенного или пониженного (фиксируемого по прибору) давления по сравнению с атмосферным.
5. Разработка обеспечивающих безопасность СУ и контроля процесса, включая их автоматизацию внешней и внутренней диагностики на базе ЭВМ.
6. Применение быстродействующей отсекающей арматуры, устройств противоаварийной защиты и средств локализации НФ в случае аварии.
7. Использование или разработка безотходных технологий замкнутого цикла производств, а если это невозможно, то своевременное удаление, обезвреживание и захоронение отходов, являющихся источником вредных факторов. Применение системы оборотного водоснабжения.
8. Применение сигнальных цветов и знаков безопасности в соответствии о ГОСТ 12.4.026-76*; рациональных режимов труда и отдыха с целью предотвращения монотонности, гиподинамии, чрезмерных физических и нервно-психических перегрузок.
9. Защита от возможных отрицательных воздействий природного характера (землетрясений и др.) и погодных условий.
10. При использования новых исходных материалов, полуфабрикатов и образовании промежуточных веществ, обладающих негативными свойствами, работающие должны быть заранее информированы о правилах безопасного поведения, обучены работе с этими веществами и обеспечены соответствующими СЗ. Места хранения этих веществ и процесс их транспортировки должны быть тщательно организованы с точки зрения безопасности и экологичности. При этом должны быть использованы средства автоматического контроля и диагностики для предотвращения образования взрывоопасной среды.
4.3.
Пожаробезопасность транспортного цеха
Территория должна быть ограждена сплошным забором, в котором устраивают специальные пожарные въезды (ворота).
План эвакуации автомобилей на случай пожара разрабатывают для каждой стоянки. В этом плане даются описание порядка и очередности эвакуации, дежурство водителей в межсменное время и выходные дни, порядок хранения ключей зажигания.
На площадках открытого хранения автомобилей при числе их более 200 в одной группе противопожарный разрыв между группами должен быть не менее 20м. Расстояния до производственных зданий принимают равными 15...20 м в зависимости от степени огнестойкости зданий, а до зданий, где производят техническое обслуживание автомобилей, не менее 10м. Между автомобилями и забором должен оставаться разрыв не менее 2м. Неисправные автомобили и прицепы, ожидающие ремонта, хранят отдельно от исправных. Автомобили-цистерны, перевозящие топливо и другие, горючие или взрывоопасные вещества, хранят отдельно от других автомобилей.
Помещения для технического обслуживания и ремонта автомобилей отделяют от помещений для хранения автомобилей несгораемыми стенами и перекрытиями.
Территорию стоянки нельзя загромождать предметами, которые могут помешать рассредоточению автомобилей в случае пожара. Против запасных ворот должны стоять только исправные автомобили, готовые к немедленному выезду.
На стоянках автомобилей во избежание пожара не разрешается курить, работать с открытым огнём и хранить горючие и легковоспламеняющиеся материалы. Нельзя прогревать холодные двигатели, картеры коробок передач и редукторы мостов, топливные баки дизельных двигателей и другие узлы автомобилей открытым огнем, оставлять в автомобиле промасленные обтирочные концы и спецодежду по окончании работы, а также оставлять автомобиль с включенным зажиганием.
В помещениях для хранения автомобилей нельзя курить, пользоваться открытым огнем, переносными кузнечными горнами, паяльными лампами, сварочными аппаратами, хранить бензин, дизельное топливо, баллоны с газом (за исключением топлива в баках и газа в баллонах, смонтированных на автомобилях), хранить тару из-под горючих легковоспламеняющихся жидкостей. Нельзя оставлять на местах стоянки груженые автомобили.
При организации временных стоянок автомобилей в полевых и лесных условиях во избежание пожаров рекомендуется очищать площадки стоянок от сухой травы, стерни и валежника, вспахивать вокруг полосу шириной 1 м и располагать стоянки не ближе 100 м от построек, стогов соломы, токов, хлеба на корню, лесоразработок. Места стоянки автомобилей должны быть обеспечены буксирными тросами и штангами из расчета один трос (штанга)на 10 автомобилей.
Топливо и смазочные материалы для автомобилей необходимо хранить на очищенных от растительности земляных площадках на расстоянии не менее 100 м от лесозаготовок, мест уборки и обмолота хлебов, стогов сена и соломы, хлеба на корню, стоянок автомобилей и тракторов и не менее 50 м от трудносгораемых и сгораемых построек. Площадки следует опахивать полосой шириной не менее 1 м.
Лестницы и чердаки производственных и служебных помещений должны быть всегда свободны. Запрещается их использование под производственные или складские помещения. Чердаки должны быть постоянно заперты, а ключи от них храниться в проходной или у дежурного персонала.
Специальные места для курения рекомендуется оборудовать на видных местах. Там устанавливают урну для окурков, вешают огнетушитель. Желательно поблизости организовать уголок пожарной безопасности, обязательно вывешивать объявления типа «Место для курения», «Курить только здесь». В других местах вывешиваются объявления «Не курить», «Курить воспрещается».
Для создания повышенной пожарной безопасности керосинные ванны для мойки деталей желательно располагать в отдельном помещении с индивидуальной вентиляцией. На время перерывов ванны следует закрывать плотными крышками, а после окончания работы запирать. Детали после мойки керосином следует просушивать, протирать на столах, обитых железом, или в су шильных шкафах. Часто причиной пожара в производственном помещении является неправильное применение бензина и керосина, например для стирки спецодежды. Спецодежду следует очищать только в химчистках или специальных прачечных.
Нельзя применять жидкое топливо для мытья полов и стен помещений и канав, так как при этом образуется большое количество легковоспламеняющихся паров.
Аккумуляторные батареи автомобилей, находящихся в ТО-2, а также в длительном, более одной смены, ремонте следует отключать.
Промасленные обтирочные материалы и спецодежда при определенных условиях самовозгораются. Поэтому обтирочные материалы в течение рабочей смены собирают в стальные ящики с плотными крышками, а в конце смены выносят на специально оборудованные свалки, откуда их отправляют на уничтожение. Спецодежда между сменами должна храниться в расправленном состоянии, а главное, ее следует своевременно очищать от замасливания.
Одной из наиболее частых причин возникновения пожара является неправильное устройство и эксплуатация электроустановок. Необходимо следить, чтобы к отдельным группам кабелей не было произвольно присоединено больше электропотребителей, чем позволяют эти кабели. В противном случае в электрических щитах произойдут перегрев и разрушение изоляции проводов, возникнут короткое замыкание и пожар.
Небрежное обращение с легковоспламеняющимися жидкостями, несоблюдение элементарных правил техники безопасности чреваты серьезными последствиями. Жидкое топливо нельзя хранить в наземных резервуарах на территории предприятия. Порожнюю тару следует хранить отдельно. На складах легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, на площадках хранения порожней тары и в радиусе не менее 20 м от них воспрещается выполнять работы, связанные с применением открытого огня.
Крышки люков на резервуарах снабжают прокладками, исключающими образование искр. Для сообщения с атмосферой устанавливают дыхательные клапаны. Нельзя закрывать отверстия металлических бочек деревянными пробками или тряпками, перекатывать их при помощи стальных ломов, от соударения которых могут возникнуть искры, вынимать или отвинчивать пробки металлическими предметами.
Легковоспламеняющиеся жидкости должны выдаваться со складов в производство в количествах, удовлетворяющих сменную потребность в них. На местах потребления их хранят в специально оборудованных запирающихся емкостях. Разлитые легковоспламеняющиеся жидкости немедленно засыпают песком и убирают из помещения.
Хранение баллонов с газами допускается только в отдельно стоящих складах при условии защиты баллонов от источников тепловой энергии (отопительных приборов, солнечных лучей и т. п.). Печное отопление в таких складах не допускается. До 10 баллонов разрешается хранить в шкафах или под навесом, пристроенным к зданию.
В производственных и складских помещениях при наличии в них горючих материалов а также изделий в сгораемой упаковке электрические светильники должны быть в закрытом или. защищенном исполнении (со стеклянным колпаком, препятствующим выпадению колб электроламп). Светильники не должны соприкасаться со сгораемыми конструкциями зданий и горючими материалами.
При обычном выделении пыли электроустановки очищают от нее 2 раза в месяц, а при значительных выделениях еженедельно.
Запрещается использовать электроустановки, поверхностный нагрев которых при работе превышает температуру окружающего воздуха на 40°С (если к ним не предъявляются другие требования); электронагревательные приборы без огнестойких подставок, а также оставлять их длительное время включенными в сеть без присмотра; применять для отопления помещений нестандартные (самодельные) нагревательные электропечи или электролампы накаливания; оставлять под напряжением электрические провода или кабели с неизолированными концами; пользоваться поврежденными розетками, осветительными приборами и соединительными коробками, рубильниками и другими электроустановочными изделиями. Светильники аварийного освещения присоединяют к независимому источнику питания.
Электроаппараты и приборы, искрящие по условиям работы, устанавливаемые в пожароопасных помещениях, в зависимости от зоны класса помещений должны быть закрытыми, пыленепроницаемыми или масло-, наполненными, а светильники закрытыми. Допускается установка открытых аппаратов, если их устанавливают в закрытых шкафах. Щитки и выключатели во всех случаях следует располагать вне пожароопасных помещений.
Во избежание пожаров необходимо осуществлять надзор за пожарными устройствами и производственным оборудованием. На участке не разрешается хранить порожнюю тару из-под топлива и смазочных материалов. В помещении необходимо проводить тщательную уборку после окончания работ каждой смены, разлитое масло и топливо убирать при помощи песка, собирать использованные обтирочные материалы, после окончания работы выносить их в отведенное и безопасное в пожарном отношении место. Участок должен быть, в полном объеме, оборудован средствами первичного пожаротушения: ведрами, топорами, баграми, ящиком с песком, огнетушителями ОП-5, ОП-10. На видном месте должна быть закреплена табличка с телефоном аварийной пожарной команды.
4.4
Выводы
В разделе БЖД были рассмотрены следующие темы: характеристика условий труда; анализ экологичности проекта; правила пожарной безопасности транспортного цеха.
В ООО «ТТК» большое внимание уделяется охране труда и окружающей среды, внедрению современных средств механизации трудоемких работ и улучшению санитарно-бытовых условий. Рабочие своевременно обеспечиваются спецодеждой, спецобувью, средствами индивидуальной защиты. Из всего выше рассмотренного можно сделать выводы, что все требования по вышеперечисленным темам соблюдены. Так же был проведен расчет искусственного освещения слесарного участка, в котором было выявлено не рациональное использование количества светильников. Расчет показал, что применяемое количество светильников было недостаточно для оптимального рабочего освещения. На предприятие проводится работа по предотвращению пожаров; выполняются пожарно-профилактические мероприятия. Кроме этого, в производственных помещениях имеются необходимые средства пожаротушения.
Стоит отметить, что в результате взаимодействия человека со средой обитания наблюдаются: рост числа травмируемых и погибших, как на производстве, так и в быту (и Тюменская область здесь не исключение); сокращается продолжительность жизни, особенно среди мужчин (сегодня нередки случаи, когда человек не доживает до выхода на пенсию); возрастает материальный ущерб, как на производства, так и в быту от несчастных случаев и чрезвычайных ситуаций. Поэтому приоритетными задачами ООО «ТТК» является обеспечение безопасности трудящихся, а также повышения качества работы.
ВЫВОДЫ
В дипломном проекте были рассмотренные факторы, влияющие на техническое состояние автомобиля. Проведены исследования зависимости интенсивности эксплуатации и затрат на автомобили от срока их службы. Отсюда:
1. Установлен вид математической модели закономерности изменения интенсивности эксплуатации автомобиля от срока службы.
2. Установлен вид математической модели закономерности изменения затрат на эксплуатацию автомобиля от срока службы.
3. Разработан метод оптимальной замены автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации для получения максимальной прибыли.
Экспериментальные исследования подтвердили экономическую эффективность данного метода. Можно подчеркнуть, что метод оптимальной замены подвижного состава не учитывает выручку от продажи старого автомобиля. Эту выручку можно использовать либо на приобретение нового автомобиля либо на другие нужды предприятия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
9. http://otherreferats.allbest.ru/transport/00007116_0.html .
105
Данный дипломный проект является исследованием влияния срока службы автомобилей на интенсивность эксплуатации.
Рассмотрены факторы, влияющие на эксплуатацию автомобиля, разработан метод оптимальной замены транспортного средства.
В разделе «Закономерности изменения качества автомобиля» установлен вид математической модели закономерности изменения наработки автомобиля и его затрат по времени.
В разделе «Экономическая эффективность» показана возможная прибыль при использовании метода оптимальной замены автомобиля за 8 лет эксплуатации на примере автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302.
В разделе «Безопасность и экологичность проекта» отражены вопросы безопасности, пожарной профилактики, производственной санитарии и охраны природы. Описаны мероприятия по повышению и соблюдению правил техники безопасности на предприятии.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
| Задание на дипломное проектирование .................................................... | 5 |
| Перечень сокращений и условных обозначений .................................... | 6 |
| Перечень листов графической части ........................................................ | 7 |
| Введение ...................................................................................................... | 9 |
| Глава 1. Анализ состояния вопроса .......................................................... | 11 |
| 1.1. Условия эксплуатации и закономерности их изменения ........... | 11 |
| 1.2. Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей и их составных частей...................................... | 14 |
| 1.3. Выводы ............................................................................................... | 38 |
| 1.4. Задачи исследования ......................................................................... | 39 |
| Глава 2. Закономерности изменения качества автомобилей ............. | 40 |
| 2.1. Классификация закономерностей..................................................... | 40 |
| 2.2. Закономерности изменения качества автомобилей по наработке 2.3. Закономерности случайных процессов изменения качества автомобилей (тип 2).................................................................................... 2.4. Закономерности изменения показателей группового поведения автомобилей по наработке (тип 3)............................................................. 2.5. Закономерности влияния условий эксплуатации на интенсивность изменения качества автомобилей (тип 4)...................... 2.6. Закономерности изменения качества автомобилей во времени(тип 5).......................................................................................................2.7. Закономерности изменения показателей группового поведения автомобилей по времени (тип 6)................................................................ 2.8. Закономерности изменения наработки по времени...................... 2.9. Закономерности изменения условий эксплуатации по времени 2.10. Функциональное уравнение Беллмана ........................................ 2.11. Выводы.............................................................................................. | 41 43 46 49 52 53 55 58 60 62 |
| Глава 3. Экспериментальные исследования ........................................... | 64 |
| 3.1. Определение параметров математической модели закономерность изменения наработки по времени ............................... | 64 |
| 3.2. Определение параметров математической модели закономерность изменения затрат по времени ...................................... | 66 |
| 3.3. Определение оптимального срока замены автомобиля на протяжении восьми лет эксплуатации..................................................... 3.4. Экономическая эффективность ....................................................... | 71 80 |
| Глава 4. Безопасности жизнедеятельности ............................................ | 82 |
| Выводы.............................................................................................. | 103 |
| Список литературы .................................................................................... | 104 |
Перечень сокращений и условных обозначений
ТО - Техническое обслуживание.
ТР - Текущий ремонт.
ТЭА – Техническая эксплуатация автомобилей.
АТП – Авто транспортное предприятие.
ГОСТ – Государственный стандарт.
СНиП – Строительные нормы и правила.
ТС – Транспортное средство.
ГСМ – Горюче-смазочные материалы.
ТТК – Тюменская Транспортная Компания.
АТС – Авто транспортное средство.
ГРЛ – Газоразрядная лампа.
ЛН – Лампа накаливая.
ООО – Общество с ограниченной ответственностью.
Перечень листов графической части
| Лист 1. Цель и задачи дипломного проекта. |
| Лист 2. Вид математической модели закономерности изменения наработки автомобиля и его затрат по времени. |
| Лист 3. Наработка автомобиля ГАЗ-33023 за 8 лет эксплуатации. |
| Лист 4. Закономерность изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-33023. |
| Лист 5. Модель закономерности изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-33023. |
| Лист 6. Наработка автомобиля ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации. |
| Лист 7. Закономерность изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-3302. |
| Лист 8. Модель закономерности изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-3302. |
| Лист 9. Зависимость затрат от срока эксплуатации ГАЗ-33023. |
| Лист 10. Модель закономерности изменения затрат от срока эксплуатации ГАЗ-33023. Лист 11. Зависимость затрат от срока эксплуатации ГАЗ-3302. Лист 12. Модель закономерности изменения затрат от срока эксплуатации ГАЗ-3302. Лист 13. Прибыль от автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации. Лист 14. Функциональное уравнение Беллмана. Лист 15. Результаты расчета прибыли по уравнению Беллмана ГАЗ-33023 за 8 лет эксплуатации. Лист 16. Оптимальная политика замены автомобиля ГАЗ-33023. Лист 17. Результаты расчета прибыли по уравнению Беллмана ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации. Лист 18. Оптимальная политика замены автомобиля ГАЗ-3302. Лист 19. Изменение прибыли от ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 в сумме при использовании методики оптимальной замены автомобилей. Лист 20. Выводы. |
ВВЕДЕНИЕ
Автомобильный транспорт, являясь неотъемлемым элементом транспортного комплекса страны, играет важнейшую роль в перевозке грузов и пассажиров. Как подсистема различных производственных систем, автомобильный транспорт в значительной степени определяет ритмичность работы и себестоимость продукции основного производства. В то же время он потребляет бóльшую часть ресурсов, приходящихся на долю транспорта в целом. Поэтому эффективности его работы уделялось и уделяется большое внимание.
Эффективность автомобильного транспорта зависит от условий эксплуатации, которые меняются по сезонам года. Особенно сильно варьируют температура воздуха и дорожные условия. Кроме того, по сезонам меняется интенсивность использования автомобилей, что связано как с изменением условий эксплуатации, так и с рядом других объективных причин. При значительной сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации существующие методы планирования, организации и управления технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) не позволяют полностью реализовать потенциальное качество автомобилей, заложенное при проектировании и производстве: нормативы ресурса элементов автомобилей, расхода топлива и смазочных материалов не соответствуют реализуемой долговечности и фактическому расходу; действующая система ТО не обеспечивает заданной технической готовности; расчетные параметры производственно-технической базы не соответствуют потребностям в производственных площадях, постах ТО и Р.
Связано это с тем, что теоретические разработки, лежащие в основе действующих системы ТО и Р, методик корректирования нормативов недостаточно учитывают условия эксплуатации, их переменный характер. Кроме того, в качестве ограничения принимается, что интенсивность эксплуатации не меняется по времени (для предприятий общего назначения это изменение невелико). В то же время, нормирование расхода ресурсов на уровне автомобиля (топливо, шины, смазочные материалы и т. д.) производится по наработке (пробегу), а на уровне предприятия планирование материальных и трудовых ресурсов, потребности в технологическом оборудовании и производственных площадях осуществляется по времени. Это противоречие может оказывать существенное влияние на точность расчетов, причем тем сильнее, чем больше вариация интенсивности эксплуатации автомобилей во времени.
Закономерности, лежащие в основе сформировавшихся теоретических основ технической эксплуатации автомобилей (ТЭА), не позволяют решить перечисленные проблемы. Простое суммирование имеющихся результатов исследований в области ТЭА также не дает возможности устранить указанные недостатки. Следовательно, необходимо пересмотреть существующую систему взглядов на процессы изменения качества автомобилей (и технического состояния в частности) с учетом закономерностей сезонной вариации условий и интенсивности эксплуатации.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1. Условия эксплуатации и закономерности их изменения
Условия эксплуатации – совокупность факторов, воздействующих на изделие при его эксплуатации /6, с. 205/. Под фактором понимается объективная особенность условий эксплуатации. Таким образом, условия эксплуатации X представляют совокупность факторов x1, x2, ..., называемую факторным пространством. Для количественной характеристики каждый фактор имеет показатели, которые могут принимать различные численные значения.
Условия эксплуатации складываются из категории условий эксплуатации (определяется сочетанием типа дорожного покрытия, рельефа местности и условий движения), организации работы подвижного состава, природно-климатических условий, количества автомобилей, обслуживаемых и ремонтируемых в АТП, количества технологически совместимых групп автомобилей. Необходимо отметить, что эта классификация носит укрупненный характер, что связано с компромиссом между точностью и простотой практического использования.
Предложенная ниже классификация факторов не претендует на абсолютную полноту, а служит только для обеспечения удобства анализа. Перечень основных факторов, влияющих на реализуемое качество автомобилей, сформирован на основе анализа указанных выше литературных источников.
Все факторы можно разбить на две группы. Факторы первой из них определяют номинал качества (потенциальное качество) автомобилей и включают конструкцию, материалы и технологию изготовления. Факторы, входящие во вторую группу, изменяют номинал качества в процессе эксплуатации, то есть определяют реализуемое качество автомобилей.
Вторую группу факторов можно разбить на следующие подгруппы.
Дорожные условия: тип и состояние дорожного покрытия; продольный профиль дороги; поперечный профиль дороги; план дороги; условия движения (интенсивность движения).
Климатические условия: температура окружающего воздуха; наличие снега, влаги, льда на дороге; скорость и направление ветра; запыленность воздуха; солнечная радиация; атмосферное давление; агрессивность среды.
Режим работы: использование грузоподъемности (пассажировместимости); использование пробега; скорость движения (среднее значение и неравномерность); расстояние перевозки; частота и продолжительность остановок; наличие прицепа; интенсивность эксплуатации.
Качество вождения: характер вождения; классность водителя; стаж работы водителя.
Организационно-технологические факторы: размер АТП; разномарочность подвижного состава; квалификация ремонтных рабочих; обеспеченность производственными площадями; обеспеченность технологическим оборудованием; способ межсменного хранения подвижного состава; учет работы автомобилей.
Прочие факторы.
Необходимо отметить, что некоторые факторы, относящиеся к разным группам, тесно связаны. Например, дорожные условия существенно зависят от температуры воздуха и осадков.
В некоторых источниках /7, 8/ отдельно выделены сезонные условия. Они связаны с колебанием температуры окружающего воздуха, изменением дорожных условий по времени года, с появлением ряда дополнительных факторов, влияющих на интенсивность изменения качества автомобиля.
Анализируя закономерности изменения условий эксплуатации можно разделить их на три компоненты:
закономерности изменения средних значений показателей факторов;
закономерности циклических (сезонных) изменений;
закономерности случайных изменений.
Например, в соответствии с /3/ изменение температуры воздуха t по времени определяется следующими соотношениями:
, (1.1)где
- средняя температура, соответствующая времени ; - случайная составляющая, соответствующая времени ., (1.2)где А0 - математическое ожидание среднегодовой температуры;
Ai, Bi - амплитуды колебаний математического ожидания температуры, соответствующие частоте i.
Случайная составляющая
распределена по нормальному закону с математическим ожиданием, равным нулю, и средним квадратическим отклонением .В ГОСТ 16350-80 отмечается, что распределение температуры воздуха в сумме за год в некоторых районах отличается от нормального /3, с. 4/: «Для климатических районов, где значения коэффициентов асимметрии более минус 0,4, а эксцесса более минус 0,6, рекомендуется использовать закон Грамма-Ширле, учитывающий влияние косости и крутости распределения» /3, с. 6/
Распределение Шарлье (Грамма-Шарлье, Лапласа-Шарлье) получают путем выравнивания распределений, близких к нормальному, но с асимметрией и эксцессом, отличными от нуля. Для выравнивания используют плотности стандартизованного нормального распределения и ее производных. На практике обычно ограничиваются использованием двух производных - 3-го и 4-го порядка, которые представляют собой асимметрию и эксцесс. На использование распределения Шарлье накладывается ограничение, связанное с его недостатком: «… при отрицательном эксцессе (Е<0) могут получаться отрицательные плотности» /1, с. 193/. Кроме того, «… в задачах, где рассматривается поведение распределения на его концах, аппроксимация их конечными рядами может быть крайне неудовлетворительной …» /2, с. 41/.
1.2. Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей и их составных частей
Условия, при которых осуществляется эксплуатация автомобиля, обеспечивают влияние на режимы работы его агрегатов и систем, вызывая ускорение или замедление интенсивности изменения параметров технического состояния. К таким условиям относят природно-климатические условия, дорожные условия, режим работы подвижного состава. В различных условиях эксплуатации реализуемые показатели надежности автомобилей за одинаковую наработку будут различаться, что скажется и на показателях эффективности технической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при определении нормативов ТЭА, потребности в ресурсах (персонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы).
Транспортные условия эксплуатации автомобилей характеризуются условиями маршрутов, которые определяются рядом коэффициентов и показателей:
l – длина груженой ездки, км;
- – коэффициент использования пробега;
γ – коэффициент использования грузоподъемности;
i – средняя величина уклона дороги на маршруте, %;
Kпр – коэффициент использования прицепов;
П – коэффициент помехонасыщенности маршрута (отношение скорости автомобиля на данном маршруте к скорости автомобиля на загородном участке дороги 1 категории);
род перевозимого груза;
и прочие.
Совокупное влияние дорожных и транспортных условий эксплуатации автомобилей на нормативы ТЭА учитывается посредством категорий условий эксплуатации. Все эти условия систематизируется согласно табл. 1.1. для разных условий движения.
Таблица 1.1
Категория условий эксплуатации /9/
| Условия движения | Тип рельефа местности | Тип дорожного покрытия | ||||||||||
| Д1 | Д2 | Д3 | Д4 | Д5 | Д6 | |||||||
| За пределами пригородной зоны (более 50 км от границы города) |
| 1 | 1 | 5 | ||||||||
| ||||||||||||
| Р1 | ||||||||||||
| В малых городах (до | Р2 | 3 | 4 | |||||||||
| 100 тыс. жителей) и | Р3 | Z | ||||||||||
| пригородной зоне | Р4 | |||||||||||
| Р5 | ||||||||||||
| Р1 | ||||||||||||
| В больших городах | Р2 | |||||||||||
| (более 100 тыс. | Р3 | |||||||||||
| жителей) | Р4 | |||||||||||
| Р5 | ||||||||||||
Категория условий эксплуатации – очень важный фактор, который учитывается при корректировании нормативов технической эксплуатации автомобиля, а именно периодичности технического обслуживания, трудоемкости технического обслуживания и ремонтов, ресурса автомобиля и его агрегатов, потребного количества запасных частей и эксплуатационных материалов и т.д.
Таблица 1.2
Влияние транспортных условий на надежность и производительность автомобилей, % /9/
| Параметр | Коэффициент использования | |||
| пробега β | грузоподъемности γ | |||
| 0,7 | 0,9 | 0,8 | 0,9 | |
| Производительность | 120 | 122 | 114 | 132 |
| Число отказов и неисправностей | 109 | 119 | 104 | 112 |
| Число замен деталей и агрегатов | 105 | 114 | 102 | 105 |
| Примечание. Для β = 0,5 и γ = 0,7 значения параметров приняты за 100% | ||||
Это объясняет тот факт, что за рубежом контролю скорости движения автомобилей уделяется большое внимание.
К дорожным условиям относят тип и качество дорожного покрытия, рельеф и изменение радиуса закруглений полотна дороги, а также наличие различных дорожных сооружений (мостов).
Автомобильной дорогой называют комплекс инженерных сооружений (земляное полотно, проезжая часть, мосты, предприятия придорожного сервиса и т.п.), предназначенных для обеспечения движения нерельсовых транспортных средств и пешеходов.
С 1 января 1987 г. введены новые строительные нормы и правила (СНиП 2.05.02-85), распространяющиеся на все вновь строящиеся и реконструируемые автомобильные дороги общего пользования и подъездные дороги к промышленным предприятиям. В соответствии с этим документом, автомобильные дороги в зависимости от расчетной перспективной интенсивности движения и их народнохозяйственного и административного значения подразделяются на 5 основных категорий.
Важным транспортно-эксплуатационным показателем дорог является расчетная скорость и допустимые осевые нагрузки, которые составляют для дорого 1-4 категории - 10 тс, для 5 категории - 6 тс.
Таблица 1.3
Влияние дорожных условий (покрытия) на объем ТР /9/
| Наименование работ | % от количества ТР автомобиля | Средняя периодичность, тыс. км | ||||
| асфальтобетонное | булыжное | грунтовое | асфальтобетонное | булыжное | грунтовое | |
| Замена шпилек | 5-10 | - | 17-26 | 7,5-11,5 | - | 1,7-5,8 |
| Крепление фланца полуоси | 1,5-2,5 | - | 5-16 | до 33,5 | - | 5,7-17,5 |
| ТР подвески | 4-6 | 16-18 | 24-26 | 7-10 | 2,6-3,8 | 2,6-3,8 |
Таблица 1.4
Средние значения показателей надежности городских автобусов большого класса по сезонам в умеренном климатическом районе, % /9/
| Параметр | Осень | Зима | Весна |
| Наработка на случай ремонта | 97 | 81 | 94 |
| Наработка на линейный отказ | 88 | 77 | 88 |
| Потери линейного времени по техническим причинам: - число случаев -ч | 114 112 | 128 125 | 115 112 |
| Примечание. Показатели для лета за 100% | |||
Категория 1 имеет две подкатегории 1-а и 1-б. При этом к 1-а отнесены наиболее совершенные магистральные автомобильные дороги общегосударственного значения, в том числе предназначенные для международного сообщения. К остальным категориям относятся прочие дороги общегосударственного, республиканского, краевого и областного, а также местного значения.
Проезжая часть дороги, предназначенная для движения автомобилей, имеет дорожную одежду, состоящую, как правило, из нескольких слоев: покрытия (верхний, наиболее прочный слой дорожной одежды), основания и дополнительного основания. На основе положений СНиП 2.05.02 - 85 дорожная одежда должна отвечать определенным требованиям, предъявляемым к автомобильной дороге как транспортному сооружению.
Применяются следующие четыре основных типа дорожных покрытий:
- усовершенствованные капитальные (цементобетонные монолитные, железобетонные или армобетонные сборные, асфальтобетонные, мостовые из брусчатки и мозаики на бетонном основании) - для дорог 1-3 категорий;
- усовершенствованные облегченные (из щебня, гравия и песка, обработанных вяжущими, из холодного асфальтобетона) - для дорог 3-4 категорий;
- переходные (щебеночные и гравийные, из грунтов и местных малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими, мостовые из булыжника) - для дорог 4-5 категорий;
- низшие (из грунтов, укрепленных или улучшенных добавками) – для дорог 5 категории.
Нормальные условия сцепления шин с дорогой обеспечиваются на чистом сухом или увлажненном дорожном покрытии, имеющем коэффициент сцепления при скорости 60 км/ч для сухого покрытия 0,6, а для увлажненного - от 0,45 до 0,6 в зависимости от условий движения автомобиля, определяемых уклонами дороги, радиусами кривых в плане и расстоянием видимости.
Указанные значения коэффициентов сцепления обеспечиваются в эксплуатации специальной поверхностной обработкой дорожных покрытий.
Для обеспечения бесперебойного движения на автомобильных дорогах организуются службы ремонта и содержания всего комплекса инженерных сооружений дороги.
При оценке вариантов трассы и конструкции автомобильной дороги, следует учитывать ее воздействие на состояние окружающей среды, как в период строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетания с ландшафтом, отдавая предпочтение решениям, оказывающим минимальное вредное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Автомобильные дороги 1-3 категорий должны прокладываться, как правило, в обход населенных пунктов.
Требования безопасности движения к дорогам и другим сооружениям, а также средствам регулирования движения определяются государственными стандартами и строительными нормами и правилами. В соответствии со СНиП 2.05.02-85 проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать:
- организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение
автотранспортных средств с расчетными скоростями;
- соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей;
- удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений; необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части.
Таблица 1.5
Основные технические характеристики автомобильных дорог
/СНиП 2.05.02-85/
| Категория дороги | ||||||
| Показатели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1-а | 1-б | |||||
| Перспективная среднесуточная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях, авт./сут. | более 7000 | более 7000 | 3000-7000 | 1000-3000 | 100-1000 | менее 100 |
| Расчетная скорость движения, км/ч: основная для трудных участков пересеченной местности для трудных участков горной местности | 150 120 80 | 120 100 60 | 120 100 60 | 100 80 50 | 80 60 40 | 60 40 30 |
| Число полос движения | 4;6;8 | 4;6;8 | 2 | 2 | 2 | 1 |
| Ширина полосы движения, м | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 3,5 | 3,0 | HP |
| Ширина проезжей части (в обоих направлениях), м | 15,0; 22,5; 30,0 | 15,0; 22,5; 30,0 | 7,5 | 7,0 | 6,0 | 4,5 |
| Ширина обочин, м | 3,75 | 3,75 | 3,75 | 2,5 | 2,0 | 1,75 |
| Наименьшая ширина разд. полосы м/у напр-ми движения, м | 6,0 | 5,0 | HP | HP | HP | HP |
| Ширина земляного полотна, м | 28,5; 36; 43,5 | 27,5; 35; 42,5 | 15 | 12 | 10 | 8 |
| Продолжение табл. 1.5 | ||||||
| Показатели | Категория дороги | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1-а | 1-б | |||||
| Наибольшие продольные уклоны, %: основные для трудных участков пересеченной местности для трудных участков горной местности | 3,0 4,0 6,0 | 4,0 5,0 7,0 | 4,0 5,0 7,0 | 5,0 6,0 8,0 | 6,0 7,0 9,0 | 7,0 9,0 10,0 |
| Перспективная среднесуточная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях, авт/сут | более 7000 | более 7000 | 3000-7000 | 1000-3000 | 100-1000 | менее 100 |
| Наименьшее расстояние видимости встречного автомобиля, м: основные для трудных участков пересеченной местности для трудных участков горной местности | не регл. 450 250 | 450 350 170 | 450 350 170 | 350 250 130 | 250 170 ПО | 170 ПО 90 |
Для организации дорожного движения разрабатываются схемы расстановки дорожных знаков с обозначением мест и способов их установки и схемы дорожной разметки. Разметка должна сочетаться с установкой дорожных знаков. Размещение технических средств организации дорожного движения осуществляется в соответствии с ГОСТ 23457-86. Дорожные знаки должны соответствовать ГОСТ 10807-78.
Для выделения пешеходных переходов, остановок автобусов, переходно-скоростных полос, дополнительных полос на подъемах, полос для остановок автомобилей, проезжей части в тоннелях и под путепроводами, на железнодорожных переездах, малых мостах и других участках, где препятствия плохо видны на фоне дорожного покрытия, рекомендуется применять осветленные покрытия.
Стационарное электрическое освещение на автомобильных дорогах предусматривается на участках в пределах населенных пунктов, на больших мостах, автобусных остановках, пересечениях дорог 1 и 2 категорий между собой и с железными дорогами, на всех соединительных ответвлениях узлов пересечений и на подходах к ним. Осветительные установки пересечений автомобильных и железных дорог в одном уровне должны соответствовать нормам искусственного освещения, регламентируемым системой стандартов безопасности труда на железнодорожном транспорте.
Включение освещения участков автомобильных дорог производится при снижении уровня естественной освещенности до 15-20 лк.
На дорогах 1 категории должна быть установлена аварийно-вызывающая связь.
При смешанном составе транспортного потока на участках дорог 2 и 3 категорий предусматриваются дополнительные полосы проезжей части для грузового движения в сторону подъема.
На участках дорог 5 категории при необходимости предусматривается устройство разъездов.
На кривых участках дорог в плане с радиусом менее 2000 м (для 1 категории - менее 3000 м) необходимо предусматривать устройство виражей, исходя из условий обеспечения безопасности движения автомобилей с наибольшими скоростями.
На трудных участках дорог в горной местности предусматриваются площадки для остановки автомобилей. Размеры площадок должны обеспечивать стоянку не менее 3-5 грузовых автомобилей. Независимо от наличия площадок на затяжных спусках следует предусматривать противоаварийные съезды.
Автобусные остановки на дорогах категории 1-а следует располагать вне пределов земляного полотна. Остановочные площадки на дорогах категории 1-б - 3 должны отделяться от проезжей части разделительной полосой.
К обустройству дорог относятся дорожные ограждения, остановочные площадки, технические средства организации дорожного движения, освещение, зеленые насаждения, малые архитектурные формы.
С целью контроля условий движения на маршрутах, учета их при организации перевозочного процесса и проведении профилактических мероприятий с водителями в автотранспортных предприятиях должны проводиться:
- обследования маршрутов перед их открытием м в процессе эксплуатации (в том числе обследование железнодорожных переездов, через которые осуществляются перевозки);
- нормирование скоростей с учетом условий движений;
- подбор водителей для работы на различных маршрутах;
- составление паспортов маршрутов, их схем;
- проведение инструктажей водителей об особенностях движения на маршрутах;
- использование информации об условиях движения на маршрутах для формирования программ совершенствования профессионального мастерства водителей;
- проведение стажировки водителей на маршрутах;
- выбор подвижного состава для работы на маршрутах;
- оперативный контроль за условиями движения (в первую очередь на автобусных маршрутах), принятие в случае необходимости решений о закрытии маршрута или введении определенных ограничений на перевозочный процесс (ограничение скорости движения, отмена графика движения, изменение маршрута, ограничения на время осуществления перевозок и т.д.).
В соответствии с «Положением о ТО и Р ПС АТ» /7/ автомобильные дороги при классификации условий эксплуатации делятся по рельефу местности дороги и от типа дорожного покрытия.
Таблица 1.6
Классификация дорог по рельефу местности /9/
| Наименование | Обозначение | Высота над уровнем моря, м |
| Равнинные | Р1 | до 200 |
| Слабохолмистые | Р2 | свыше 200 до 300 |
| Холмистые | Р3 | свыше 300 до 1000 |
| Гористые | Р4 | свыше 1000 до 2000 |
| Горные | Р5 | свыше 2000 |
Таблица 1.7
Классификация дорог по типу дорожного покрытия /9/
| Обозначение | Наименование материала |
| Д1 | усовершенствованные капитальные (цементобетонные монолитные, железобетонные или армированные сборные, асфальтобетонные, мостовые из брусчатки и мозаики на битумном основании) |
| Д2 | усовершенствованные облегченные (битумоминеральные смеси - щебень, гравий и песок, обработанные битумом; из холодного асфальтобетона) |
| Д3 | переходные (щебень (гравий) без обработки, дегтебетон) |
| Д4 | переходные (из грунтов и местных каменных материалов, обработанные вяжущими материалами, мостовые из булыжника, зимники) |
| Д5 | низкие (грунт, укрепленный или улучшенный местными материалами; лежневое и бревенчатое покрытия) |
| Д6 | естеств. грунтовые дороги; врем. внутрикарьерные и отвальные дороги; подъездные пути, не имеющие твердого покрытия |
Таблица 1.8
Влияние типа покрытия дороги на режим работы агрегатов грузового автомобиля большой грузоподъемности /9/
| Параметр | Цементобетон, асфальтобетон | Битумоминеральные смеси | Щебень, гравий | Булыжник, грун укрепленный | Естественный грунт |
| Коэффициент сопротивления качения | 0,014 | 0,020 | 0,032 | 0,040 | 0,08 |
| Среднетехническая скорость, км/ч | 66 | 56 | 36 | 27 | 20 |
| Среднее число оборотов коленчатого вала двигателя на 1 км пути | 2228 | 2561 | 2628 | 3185 | 4822 |
| Среднеквадратическое отклонение угла поворота рул. колеса, град | 8 | 9,5 | 12 | 15 | 18 |
| Продолжение табл. 1.8 | |||||
| Параметр | Цементобетон, асфальтобетон | Битумоминеральные смеси | Щебень, гравий | Булыжник, грун укрепленный | Естественный грунт |
| Число торможений на 1 км | 0,24 | 0,25 | 0,34 | 0,42 | 0,90 |
| Число переключений передач на 1 км пути | 0,52 | 0,62 | 1,24 | 2,10 | 3,20 |
| Число колебаний подвески с амплитудой более 30 мм на 100 км | 68 | 128 | 214 | 352 | 625 |
В соответствии с «Положением о ТО и Р ПС РФ» /7/ установлены следующие климатические районы: очень холодный, холодный, умеренно холодный, умеренно теплый (здесь же умеренно теплый влажный, теплый влажный), жаркий сухой, очень жаркий сухой, умеренный. В соответствии с климатическими районами установлено количество летних и зимних месяцев в году.
Климатические условия характеризуются температурой окружающего воздуха, влажностью, ветровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации, количеством выпадающих осадков и т.п.
При увеличении скорости ветра до 10 м/с темп охлаждения смазочных и охлаждающих жидкостей основных агрегатов неподвижного автомобиля увеличивается в среднем 2,5 раза по сравнению с безветрием.
Климатические условия характеризуются среднегодовой температурой окружающего воздуха и ее максимальными и минимальными значениями, количеством осадков, выпадающих в год, а также влажностью воздуха и барометрическим давлением. Известно, что климатические условия оказывают большое влияние на состояние и характер дорожного покрытия. По существующему положению при погоде с жесткостью 45 баллов работы на открытом воздухе прекращаются, а нагрузка на машины снижается на 50% и более.
Более 60% автомобильного парка страны свыше пяти месяцев в году работает в условиях низких температур. Однако опыт показывает, что многие марки так называемых стандартных автомобилей плохо приспособлены для работы в сложных климатических условиях. Например, количество отказов автомобилей на севере в несколько раз больше, чем в условиях средней полосы РФ.
Таблица 1.9
Районирование территории России по природно-климатическим условиям /9/
| Административно-территориальная единица | Климатический район |
| Республика - Саха (Якутия) Область - Магаданская | Очень холодный |
| Республики: Алтай, Бурятия, Карелия, Коми, Тува, Хакасия Края: Алтайский, Красноярский, Приморский, Хабаровский Области: Амурская, Архангельская, Иркутская, Камчатская, Кемеровская, Мурманская, Новосибирская, Омская, Сахалинская, Томская, Тюменская, Читинская | Холодный |
| Республики: Башкортостан, Удмуртская Области: Пермская, Свердловская, Курганская, Челябинская | Умеренно-холодный |
| Республики: Северо-Осетинская, Адыгея, Дагестан, Ингушская, Карачаево-Черкесская, Кабардино-Балкарская, Чеченская Края: Краснодарский, Ставропольский Области: Калининградская, Ростовская | Умеренно-теплый, умеренно-теплый влажный, теплый влажный |
| Остальные регионы России | Умеренный |
При эксплуатации автомобилей зимой в средней полосе России по отдельным механизмам и агрегатам автомобиля количество отказов увеличивается в 1,5—2 раза по сравнению с работой летом. Затрудняется техническая эксплуатация стандартных автомобилей и в южной зоне страны, где летом температура окружающего воздуха достигает 40—50° С при высокой солнечной радиации. Поэтому вполне закономерно, что отечественная автомобильная промышленность работает над созданием «северного» и «южного» вариантов автомобилей (на основе базовых моделей).
Таблица 1.10
Сезонные изменения объема текущего ремонта грузового автомобиля /9/
| Наименование работ | Поправочный коэффициент к объему ТР | ||
| зима | лето | осень-весна | |
| Замена рессор | 0,65-0,8 | 1,0 | 2,5-3,0 |
| Замена шпилек полуосей и дисков колес | 0,6-0,7 | 1,0 | 1,35-1,75 |
| Ремонт и регулировка сцепления | 2,0-2,5 | 1,0 | 1,0-1,1 |
Таблица 1.11
Влияние климатических условий на объем ТР двигателей /9/
| Агрегат или система | Всего случаев ТР, % | В том числе за время пребывания на линии | ||
| зима | лето | зима | лето | |
| Двигатель | 100 | 54 | 67 | 23 |
| Система питания | 100 | 60 | 34 | 54 |
| Система охлаждения | 100 | 75 | 28 | 44 |
| Электрооборудование | 100 | 89 | 37 | 19 |
Влияние климатических условий на автомобиль обусловливается, прежде всего, тем, что под воздействием как низких, так и высоких температур изменяются физико-механические свойства конструкционных сталей, металлических сплавов, пластических масс, резины и других материалов.
Особенно большое влияние оказывают климатические условия на физико-химические константы масел топлив, тормозной и амортизаторной жидкости, электролита и пр.
Некоторые металлы и металлические сплавы при низких температурах обнаруживают склонность к хрупкому разрушению и повышенную чувствительность к концентраторам напряжений, к быстрому разрушению сварных швов или прилегающих к ним участков.
Понижение температуры снижает величину ударной вязкости ряда металлов и сплавов, что приводит к поломке рам, полуосей, кулаков поворотных цапф и других деталей.
Детали, изготовленные из пластических масс, при низких температурах становятся хрупкими и ломаются от незначительных усилий. При температурах —40° С и ниже наблюдается стеклование резины (подобие кристаллизации), что вызывает повышенную хрупкость и разрушение при нагружении без предварительного подогрева. Высокая температура и воздействие солнечных лучей способствует быстрому старению резины со всеми вытекающими последствиями.
Климатические условия оказывают существенное влияние на протекание рабочих процессов двигателя, агрегатов силовой передачи и ходовой части. С целью уменьшения влияния климатических условий на долговечность автомобиля созданы специальные сезонные сорта топлива и смазочных материалов, охлаждающих жидкостей, морозостойких и теплостойких шин и пр.
Влажность воздуха в сочетании с tо.в существенно влияют на изменение ТС автомобиля с точки зрения коррозии конструкционных металлов. При больших их значениях создаются условия для интенсивной коррозии металлов, быстрого старения резинотехнических изделий, ухудшения свойств эксплуатационных материалов, в первую очередь за счет их деструкции (насыщения водой).
Влажность атмосферного воздуха влияет также на выходные эффективные показатели автомобильного двигателя, а именно на мощность, топливную экономичность, экологичность, напротив, улучшая их. Объясняется это тем, что вокруг капелек воды тонкой пленкой обволакивается топливо, тем самым резко увеличивается поверхность испарения, а значит, полнота его испарения и сгорания.
При движении автомобиля по дорогам различного качества в трущиеся узлы его КЭ попадает кварцевая пыль, являющаяся основным источником абразивного изнашивания. Особый вред оказывают мелкодисперсные частицы пыли, так как они практически не задерживаются фильтрующими элементами. По высоте от уровня земли количество пыли уменьшается, поэтому в практике автостроения и действует тенденция расположения воздухозаборников, как можно выше. Особенно часто это применяется при конструировании и производстве автомобилей с дизельными двигателями.
В среднем при движении автомобилей по асфальтовому шоссе содержание пыли в воздухе составляет в летних условиях примерно 15 мг/м3,а по сельским российским грунтовым дорогам – доходит до 6000 мг/м3. Следует иметь в виду, что видимость практически полностью теряется при содержании пыли в воздухе около 1500 мг/м3.
В зависимости от запыленности района эксплуатации и климатических условий определенное количество пыли попадает в топливные баки автомобилей, достигающее 200-300 г на одну тонну топлива. В особенности это характерно для автомобилей-самосвалов и при работе грузовых автомобилей в карьерах и на грунтовых дорогах в сельской местности.
При выпадении снега и дождя условия движения автомобилей становятся более тяжелыми. Это заставляет водителя двигаться на пониженных передачах и малых скоростях, чаще применять режимы торможения. Кроме того, снижается комфортабельность водителя и пассажиров, повышается коррозия металлов.
Интенсивность выпадения осадков на территории умеренного климатического района как правило не превышает 3-3.5 мм/мин (кратковременно) и 1.5-1.6 мм/мин при длительном периоде (более 30 мин).
В процессе разработки автомобилей на заводах-изготовителях при испытании кабины или салона на герметичность в испытательной камере обеспечивается выпадение осадков 5 мм/ мин, при этом попадания воды в кабину (салон) недопустимы.
Ветер влияет на скорость охлаждения двигателя. Например: при увеличении скорости ветра от 0 до 10м/с темп охлаждения деталей увеличивается в 3 раза.
По средним значениям температур и ветров от нагрузки для умеренного климатического района двигатель автомобиля зимой остывает до температуры окружающего воздуха за 25-30 мин, летом – за 3 часа.
Эксплуатация автомобиля на длительных маршрутах с преобладающими ветрами также влияет на выходные показатели и техническое состояние автомобилей. Например, при встречном ветре увеличиваются расходы топлива, при попутном наоборот. При постоянных боковых ветрах для соблюдения прямолинейного движения автомобиля водитель вынужден воздействовать на рулевое колесо в одну сторону, что приводит к изнашиванию деталей рулевого управления автомобиля и шин.
При воздействии солнечных лучей на поверхность автомобиля выгорает лакокрасочное покрытие, размягчаются шины автомобиля. Последнее приводит к ухудшению управляемости автомобиля и ускоряет процессы старения материала шин. Размягчаются также все открытые резиновые уплотнения, чем также нарушается их нормальное функционирование.
Агрессивность окружающей среды связана с повышенной коррозионной активностью воздуха, свойственной прибрежным морским районам. Такие условия вызывают интенсивную коррозию деталей автомобилей, увеличивая трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта, потребность в запасных частях примерно на 10%. При этом ресурс автомобилей также сокращается. Агрессивной окружающей средой для автомобилей является также химический груз. Все это также учитывается при корректировании нормативов ТЭА.
Квалификация ремонтных рабочих и водителей оказывают не малую роль на эффективность технической эксплуатации автомобилей.
Основными показателями, отражающими влияние профессионального мастерства водителей и ремонтных рабочих на эффективность технической эксплуатации автомобилей, являются показатели эксплуатационной надежности, экономичности и другие, такие как наработка на отказ или неисправность, продолжительность простоя в ремонте, расход запасных частей, расход топлива, наработка до капительного ремонта и другие.
По предварительной оценке совокупного влияния водителей и ремонтных рабочих на уровень технической готовности и затрат на ТО и ТР автомобилей на долю водителей приходится примерно 33 - 36 %, а на долю ремонтных рабочих - 64 - 67 %.
Влияние водителей на показатели надежности и ТЭА проявляются в выборе рациональных режимов работы агрегатов и автомобилей в конкретных условиях перевозок, способности своевременно фиксировать признаки приближающихся отказов и неисправностей и принимать меры по их предупреждению, в заинтересованности применять рациональные режимы вождения и работы агрегатов и следить за техническим состоянием автомобиля.
Качество вождения обусловливает соответствие режимов работы автомобиля условиям движения и степень приближения их к оптимальным. Оно определяется методами и мастерством вождения. Из методов вождения (импульсивный: разгон - накат; без применения наката с преимущественным использованием установившейся скорости; комбинированный) наиболее благоприятным является комбинированный в соответствии с реальными условиями движения.
Мастерство вождения заключается в достижении высоких скоростей движения при обеспечении безопасности, плавности хода и установленного расхода топлива. Показателями мастерства вождения могут быть: минимальное число разгонов, торможений, переключений передач; отсутствие частых и резких поворотов; минимально возможный перепад скоростей и нагрузок; поддержание соответствующего теплового режима; обеспечение плавности хода и т. д.
В зависимости от качества вождения изменяются режимы работы механизмов и агрегатов, нагрузки на детали трансмиссии и ходовой части, а значит, и скорость изнашивания деталей, сроки их службы. Например, при резком включении сцепления на механизмах трансмиссии создается динамическая нагрузка в 2 - 3 раза большая, чем при плавном включении. Это является следствием того, что при резком включении сцепления осевое усилие, передаваемое нажимным диском, может в 2 и более раз превышать статические силы сжатия нажимных пружин за счет действия инерционных усилий поступательно движущихся частей сцепления (муфты подшипника включения сцепления с обоймой и педали сцепления). При резком торможении возникают значительные динамические нагрузки в трансмиссии автомобиля, быстро изнашиваются протекторы шин.
При этом эти факторы обеспечиваются в процессе обучения, стажировки, практического вождения и обмена опытом, а также зависят от личностных психофизиологических свойств водителя, системы контроля и оценки деятельности предприятия, моральной и материальной заинтересованности. Главное влияние на показатели надежности автомобилей оказывает профессиональная подготовленность (мастерство) водителя и ее реализация (удельный вес от 65 до 70 %).
Таблица 1.12
Влияние квалификации водителей на режим работы и надежность автобуса ЛАЗ-695 /9/
| Класс водителей | Скорость движения, км/ч | Средняя частота вращения колен.вала, тыс. об./мин | Число тормо жений на 1 км | Путь при торможении, % от общего пути | Количество отказов, % | Ресурс агрегатов, % |
| А | 35,3 | 1780 | 1,7 | 2,1 | 100 | 100 |
| Б | 33,6 | 2220 | 2,6 | 3,8 | 140 | от 47 до 70 |
Примечание: А - водители с высоким профессиональным мастерством, определяемые не только классом, стажем, образованием, но и выполнением плана перевозок, безопасностью движения, надежностью автомобилей; Б - водители с высоким профессиональным мастерством, но с более низким уровнем выполнения плана перевозок, безопасности движения, надежности автомобилей.
Качества технического обслуживания влияет на процесс эксплуатации автомобиля.
А
втомобиль является восстанавливаемой системой, может многократно подвергаться различным видам технического обслуживания и ремонтам, т.е. он ремонтопригодный.Ремонтопригодность – свойство, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технических обслуживании и ремонтов. В зависимости от уровня ремонтопригодности автомобиля изменяется продолжительность простоя при техническом обслуживании и ремонте, а также трудоемкость этих работ. Показателями ремонтопригодности автомобиля могут служить, например, вероятность выполнения ремонта в заданное время, удельная трудоемкость и средняя стоимость технического обслуживания
Рис. 1.1. Зависимость ослабления крепежных соединений автомобиля-самосвала от пробега: 1 — по всем наблюдаемым соединениям; 2— по соединениям агрегатов и механизмов, обеспечивающих безопасность движения /9/.
На рис. 1.1 показано изменение состояния (ослабление) крепежных соединений (в процентах) но мере увеличения пробега автомобилей после выполнения крепежных работ.
Из графика видно, что наибольшее число нарушений состояния крепежных соединений соответствует пробегу 1000 — 2500 км.
Следовательно, выполнение крепежных работ в указанном интервале обеспечивает надежную работу автомобиля и исключает неисправности механизмов и агрегатов, связанные с состоянием крепежных соединений,
Более позднее зажигание или уменьшение угла опережения зажигания на 15 — 20° по отношению к наивыгоднейшему для данного режима работы двигателя приводит к увеличению расхода топлива примерно на 15% и падению мощности двигателя на 10%.
Увеличение зазора между контактами прерывателя до 1 мм
(нормальный зазор 0,4 мм)
повышает расход топлива на 9%, а уменьшение до 0,2 мм
— на
11 % (рис. 2).
Увеличение зазора между электродами свечей более величины, установленной заводом-изготовителем, затрудняет пуск
Изменение интенсивности изнашивания двигателя в зависимости от состава горючей смеси показано на графике (рис. 3). Как видно из графика, при обогащении смеси (уменьшении коэффициента избытка воздуха) интенсивность изнашивании увеличивается в 2 — 3,5 раза.
Увеличение сходимости колес может вызвать увеличение проскальзывания шин в зоне контакта их с дорогой и в результате, повышенный расход топлива и износ шип
Несоблюдение нормального давления воздуха в шинах влечет за собой уменьшение срока их службы и повышение расхода топлива. Указанная зависимость приведена на рис. 4 при движении по дороге с асфальтобетонным покрытием со скоростью 35 — 37 км/ч
и нагрузкой 2,5 т.
Техническое состояние органов управления имеет решающее значение для безопасности движения автомобиля. По условиям безопасности движения допустимый путь торможения автомобиля с полной нагрузкой и начальной скоростью 30 км/ч
должен составлять 11,5 м
что обусловливает предельно допустимый зазор между накладками тормозных колодок и барабаном 1,2—1,3мм,
Небольшое увеличение этого зазора вызывает резкое увеличение тормозного пути (рис.1.2). Так, при увеличении зазора с 0,5 до 1,0 мм тормозной путь груженого автомобиля увеличивается на 20%. Следовательно, регулировкой зазора и своевременной заменой износившихся деталей тормозного механизма можно обеспечить надлежащий путь торможения автомобиля.
Приведенные примеры не исчерпывают всего многообразия случаев влияния качества технического обслуживания на увеличение надежности автомобиля в эксплуатации. Из сказанного видно, что даже незначительная неисправность в агрегатах и механизмах автомобиля при несвоевременном ее устранении может привести к интенсивному изнашиванию и поломкам.
Рис. 1.2. Влияние зазора между накладками тормозных колодок и тормозными барабанами на тормозной путь груженого автомобиля ЗИЛ-164 с начальной скорости 30 км/ч /9/.
Высококачественное и своевременное техническое обслуживание автомобиля, применение соответствующих эксплуатационных материалов и соблюдение правил технической эксплуатации (скорости движения, нагрузки, техники вождения) дают возможность значительно повысить надежность и долговечность автомобиля, а также безопасность его движения.
Влияние режима работы автомобиля на его техническое состояние характеризуется числом дней работы в году (для автобусов городских маршрутов может быть 365, для грузовых автомобилей - 357; 305 или 253); числом смен работы в сутки (1; 1,5; 2 или круглосуточно); продолжительностью работы на линии (время в наряде); использованием грузоподъемности в течении рабочей смены; количеством ездок с грузом и т.п.
Режим работы автомобиля во время эксплуатации будет определять интенсивность изменения его технического состояния.
Конструктивно-технологические факторы оказывают также значимое влияние на техническое состояние автомобилей.
Скорость изменения технического состояния автомобиля в значительной степени зависит от совершенства конструкции автомобиля и уровня технологии его производства. Например, установка воздушного инерционно-масляного фильтра на двигателе позволила увеличить срок его службы в 2 раза. Применение бумажных щелевых масляных фильтров взамен центробежных способствует снижению скорости изнашивания цилиндров в 1,5 раза, шеек коленчатого вала - в 2,5 раза, а диаметра поршневых колец по радиальной толщине - в 4,2 раза. Установка термостата в системе охлаждения двигателя обусловила возможность поддержания оптимального теплового режима двигателя, сокращения времени его разогрева и в результате снижения в 7 - 8 раз общего износа за одно и то же время эксплуатации. Уменьшению скорости изнашивания и количества поломок зубьев шестерен коробки передач способствовало применение в ней шестерен постоянного зацепления и синхронизаторов.
К конструктивным усовершенствованиям, обусловливающим повышение надежности автомобиля, его агрегатов, узлов, можно отнести также: устройство вентиляции картера двигателя; применение тонкостенных вкладышей для шатунных и коренных подшипников коленчатого вала; устройство подогрева впускного трубопровода горячими газами или водой; охлаждение выпускных клапанов двигателя; повышение жесткости блока двигателя и др.
Изменение технического состояния автомобиля в большой мере зависит и от технологических факторов: качества материала деталей, способов механической и термической обработки, качества сборки и регулировки.
Например, при покрытии наружной цилиндрической поверхности верхнего компрессионного кольца пористым хромом улучшается приработка и повышается износостойкость цилиндров и колец в 1,5 - 2 раза; применение в двигателе коротких вставных гильз из легированного чугуна, обладающего высокой коррозионной стойкостью, позволяет уменьшить скорость изнашивания цилиндров в 2 - 2,5 раза.
Применение легированных сталей, обладающих высокой износостойкостью, высоким пределом выносливости и сопротивляемости динамическим нагрузкам, а также применение термической обработки с целью упрочнения деталей из углеродистых сталей способствует повышению надежности агрегатов, узлов автомобиля.
Несоблюдение установленных зазоров, неправильная затяжка деталей подвижных соединений, плохая очистка шлифованных деталей от абразивной пыли могут быть причиной повышенного изнашивания, заеданий, задиров, заклиниваний деталей, их поломок.
Немаловажным фактором при эксплуатации автомобилей, влияющим на их техническое состояние, являются качество и правильный выбор эксплуатационных материалов, к которым относятся автомобильные топлива, моторные и трансмиссионные масла, охлаждающие жидкости и др.
Техническое состояние автомобиля, надежность его работы и срок службы в значительной мере зависят от вида и качества топлива, смазочных материалов и технических жидкостей. Эксплуатационные материалы должны соответствовать требованиям соответствующей НТД, конструкции механизмов, климатическим условиям, режимам эксплуатации автомобилей.
От эксплуатационных качеств автомобильных топлив во многом зависит техническое состояние двигателей. Например, при плохом сгорании бензина часть его остается в жидкой фазе и, проникая в картер двигателя, разжижает масло, что приводит к повышенному изнашиванию деталей цилиндропоршневой группы; при наличии механических примесей в бензине возможно засорение приборов системы питания, нарушение процессов смесеобразования, ухудшение тяговых качеств автомобиля, интенсивное изнашивание деталей топливной системы и цилиндропоршневой группы двигателя; при низком октановом числе бензина в двигателях с высокой степенью сжатия может возникать детонационное сгорание топлива, сопровождающееся резким повышением давления и температуры, вибрациями деталей при ударах детонационной волны о стенки цилиндров и днище поршня. Вследствие этого значительно возрастает интенсивность изнашивания шеек коленчатого вала, деталей цилиндропоршневой группы, подгорают выпускные клапаны, прогорают прокладки головки цилиндров, днища поршней, могут иметь место заклинивание поршней, разрывы шатунов, повреждения блока цилиндров; коррозионная агрессивность бензинов обусловливается в основном наличием в них сернистых соединений, органических и водорастворимых кислот и щелочей (присутствие серы в бензине способствует увеличению склонности его к нагарообразованию, снижению его антидетонационных качеств, усилению изнашивания деталей двигателя, особенно во время его пуска и прогрева); применение дизельного топлива малой вязкости приводит к усиленному изнашиванию плунжерных пар топливной аппаратуры, механические примеси способствуют засорению топливных фильтров тонкой очистки, что вызывает перебои в подаче топлива, а также усиление изнашивания деталей топливных насосов высокого давления и форсунок, низкое цетановое число определяет больший период задержки воспламенения топлива, увеличивает жесткость работы двигателя и, как следствие, повышает интенсивность изнашивания его деталей.
Следует отметить, что условия хранения автомобилей являются определяющим фактором для их технического состояния. Например, при открытом хранении автомобилей вследствие атмосферных влияний, колебаний температуры воздуха, повышенной влажности интенсифицируются различные коррозионные процессы, что приводит к возрастанию скорости изнашивания, уменьшению срока службы деталей, узлов, агрегатов.
1.3. Выводы
Качество автомобилей и их элементов меняется по мере изменения наработки, которая является функцией от времени, а также при отклонении условий эксплуатации от стандартных.
На изменения качества автомобиля влияет большое число факторов такие как:
- дорожные условия;
- климатические условия;
- режим работы;
- качество вождения;
- квалификация ремонтных рабочих и водителей;
- качество ТО и ТР;
- режим работы;
- условия хранения.
Отсюда следует, что чем интенсивнее используется техника, тем сильнее идет износ ее элементов. С каждым годом эксплуатации автомобиль становится требовательней, и как следствие в какой-то момент его содержание становиться накладным для предприятия. Каждый автомобиль имеет свой амортизационный срок, после которого он списывается. Как правило, это 8 лет эксплуатации. Но не всегда эффективно использовать технику максимально выгодно пока ее не спишут. Есть метод, при котором можно увеличить прибыль предприятия путем замены старого автомобиля на более новый раньше чем он пойдет на списание, то есть получить оптимальный срок замены автомобиля. Тем самым прибыль от автомобиля будет максимально высокой и затраты на него снизятся.
На предприятии ООО «ТТК» не велись исследования по данному вопросу, и замены автомобилей осуществлялись только при списании техники.
В настоящее время научными школами проводятся различные исследования в этом направлении, что свидетельствует об актуальности данной проблемы.
1.4. Задачи исследований
На основе выполненного анализа сформулированы следующие задачи исследования.
1. Установить вид математической модели закономерности изменения интенсивности эксплуатации автомобиля от срока службы и оценить численные значение ее параметра.
2. Установить вид математической модели закономерности изменения затрат на эксплуатацию автомобиля в зависимости от срока службы и оценить численные значение ее параметров.
3. Определить оптимальный срок эксплуатации автомобилей, позволяющий достичь максимальной прибыли от их использования.
4. Оценить экономическую эффективность.
2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЕЙ
2.1. Классификация закономерностей
Закономерность – объективно существующая, повторяющаяся, существенная связь явлений. Все закономерности, существующие в природе и технике делятся на функциональные (детерминированные) и случайные (вероятностные, стохастические).
В общем виде функциональную зависимость записывают
где Y – зависимая переменная (функция отклика); X – независимая переменная (аргумент). Для функциональных закономерностей характерна жесткая связь между функцией отклика и аргументом, то есть определенному значению аргумента соответствует определенное значение функции. Например, зависимость пройденного пути от скорости и времени движения.Стохастические закономерности существуют тогда, когда зависимая переменная определяется не только независимой переменной, но и рядом случайных факторов. При этом каждому значению Y соответствует ряд значений X с определенным математическим ожиданием и дисперсией. По аналогии с функциональной стохастическую зависимость в общем виде можно записать:
где - величина, не зависящая от X.Качество автомобилей и их элементов, заложенное при проектировании и производстве, меняется по мере изменения наработки, которая является функцией от времени, а также при отклонении условий эксплуатации от стандартных.
Для эффективного функционирования системы технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, рациональной организации материально-технического снабжения необходимо прогнозировать изменение технического состояния как отдельно взятого автомобиля, так и их совокупности во времени. Для решения этих задач необходимо знать закономерности изменения качества автомобилей. Наиболее важные из них вытекают из концепции формирования реализуемого качества автомобилей при эксплуатации:
закономерности изменения качества автомобилей по наработке (тип 1);
закономерности случайных процессов изменения качества автомобилей (тип 2);
закономерности изменения показателей группового поведения автомобилей по наработке (тип 3);
закономерности влияния условий эксплуатации на изменение качества автомобилей (тип 4);
закономерности изменения качества автомобилей по времени (тип 5);
закономерности изменения показателей группового поведения автомобилей по времени (закономерности процесса восстановления) (тип 6).
Кроме этих необходимо знать еще две группы закономерностей:
закономерности изменения наработки по времени;
закономерности изменения условий эксплуатации по времени.
2.2. Закономерности изменения качества автомобилей по наработке (тип 1)
По мере увеличения наработки большинство показателей свойств автомобилей меняются, то есть существуют закономерности
Типичны следующие случаи (рис. 2.1):
класс 1а – плавное, монотонное изменение;
класс 1б – плавное, немонотонное изменение;
класс 1в – скачкообразное изменение;
класс 1г – независимость показателя от наработки.
При монотонном изменении приращение параметра
не меняет знака, то есть либо всегда неотрицательно, либо всегда не положительно. Такая закономерность характерна для интегральных показателей качества, изменяющихся в результате непрерывных процессов. Пример закономерности класса 1а – изменение зазора в подшипнике скольжения h. Величина h постоянно увеличивается, хотя при этом интенсивность изнашивания может меняться. Плавное немонотонное изменение характерно для дифференциальных показателей качества. Пример второго случая (класс 1б) – изменение интенсивности изнашивания сопряженных деталей. Характерна повышенная интенсивность изнашивания в начальный период эксплуатации, связанная с приработкой. По мере увеличения наработки интенсивность изнашивания снижается, а затем стабилизируется. При значительном износе интенсивность изнашивания начинает расти, что объясняется ухудшением условий смазки и увеличением динамических нагрузок вследствие увеличения зазора.
Рис. 2.1. Типичные закономерности изменения качества автомобилей по наработке /5/
Скачкообразное изменение (класс 1в) характерно для интегральных показателей качества, меняющихся в результате дискретных процессов. Пример – падение давления в шине после прокола. В момент отказа давление практически мгновенно меняется от Рi до 0.
Четвертый случай (класс 1г) достаточно редко встречается на практике. Не меняются в процессе эксплуатации, например, габаритные размеры автомобилей.
Закономерности типа 1 характеризуют тенденцию изменения показателей качества автомобилей (математическое ожидание случайного процесса), а также позволяют определить средние наработки до момента достижения предельного или заданного состояния.
2.3. Закономерности случайных процессов изменения качества автомобилей (тип 2)
В процессе эксплуатации значения показателей свойств автомобилей меняются. Интенсивность и характер их изменения зависят от интенсивности и условий эксплуатации, квалификации персонала и других случайных факторов. Поэтому моменты достижения предельного (или заданного) состояния у разных автомобилей различны, то есть наработка на отказ – случайная величина с определенной вариацией.
Производство и эксплуатация автомобилей подчиняются законам случайных процессов. Поэтому значения показателей их свойств носят случайный характер, то есть являются случайными величинами. Применительно к новым автомобилям это проявляется в вариации начальных значений показателей качества, что связано с неоднородностью свойств материалов, вариацией размеров и формы деталей в пределах допуска и т. д. При эксплуатации значения показателей свойств автомобилей меняются, причем интенсивность и характер их изменения зависят от многих случайных факторов.
Для того, чтобы своевременно проводить мероприятия, предупреждающие отказы, необходимо знать закономерности и численные характеристики вариации случайных величин.
Важнейшими характеристиками являются следующие.
Среднее значение:
(2.1)где Y1... Yn – реализации случайной величины Y;
n –число реализаций.
Д
исперсия: (2.2)Среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации V:
; (2.3)Дифференциальная функция (закон) распределения f(Y) – характеризует вероятность события за единицу времени. Существует большое число законов распределения случайных величин. Наиболее часто встречаются нормальный, логарифмически нормальный, Вейбулла-Гнеденко и экспоненциальный.
Вид закономерности типа 2 зависит от интервала изменения показателя качества.
Тип 1: (Ymin, +), частный случай (0, +). Здесь под бесконечностью понимается значение Y, далеко выходящее за пределы допустимых значений, то есть если записать строго, то (Ymin, Ymax), (0, Ymax). Возможные формы закономерностей такого типа приведены на рис. 2.2.
Примеры: интенсивность изнашивания, зазор в трущемся сопряжении.
Тип 2: (Ymax, 0). Примеры: линейные размеры изнашиваемых деталей (толщина вкладыша подшипника коленчатого вала, высота рисунка протектора шины), избыточное давление воздуха в шине (рис. 2.3).
Тип 3: (–, +). Примеры: угол опережения зажигания, интенсивность изменения вязкости моторного масла (рис. 2.4).
Рисунки (2.2 – 2.4) взяты с работы Н.С. Захарова /5/.
Рис. 2.2. Возможные формы законов распределения показателей качества типа (Ymin, +)
Рис. 2.3. Возможные формы законов распределения показателей качества типа (Ymax, 0)
Рис. 2.4. Возможные формы законов распределения показателей качества типа (–, +)
2.4. Закономерности изменения показателей группового поведения автомобилей по наработке (тип 3)
Закономерности типа 3 обычно рассматривают на примере процесса возникновения и устранения отказов автомобилей. Но это частный случай. По аналогичным закономерностям формируются потоки требований на проведение ТО, пополнение расходуемых материалов (топлива, моторного масла).
Важно отметить, что эти закономерности не имеют практического применение и рассматриваются как идеализированная модель реального процесса. Обусловлено это следующими причинами.
Во-первых, при рассмотрении указанных процессов в качестве оси координат используется наработка автомобилей. То есть процесс рассматривается в разрезах равных наработок группы автомобилей. На практике же пробеги отдельных автомобилей за один и тот же период времени существенно отличаются. Следовательно, картина, полученная в разрезе равных наработок, в действительности не реализуется.
Во-вторых, устранение отказов и неисправностей, пополнение ресурсов планируется и организуется не по наработке автомобилей, а по времени.
В-третьих, условия и интенсивность эксплуатации циклически меняются во времени, поэтому интенсивность отказов, расходования ресурсов не постоянна и варьирует не только вследствие увеличения наработки, но и имеет циклические колебания, связанные с указанными причинами.
Таким образом, эти закономерности имеют место только при выполнении следующих условий:
(2.4)При рассмотрении этих закономерностей исходят из следующих аксиом.
Наработки на отказы, во-первых, случайны для каждого автомобиля и описываются соответствующей функцией f(L).
Наработки независимы для разных автомобилей.
При устранении отказа в зоне ремонта безразлично, какой автомобиль отказал или какой отказ по счету.
Для характеристики закономерностей третьего типа используются следующие показатели.
Средняя наработка до k-го отказа:
(2.5)где
- средняя наработка до первого отказа;- средняя наработка между первым и вторым отказами и т. Д.Средняя наработка между (k-1)-ми k-м отказами для n автомобилей:
(2.6)Коэффициент полноты восстановления ресурса характеризует возможность сокращения ресурса после ремонта:
(2.7)Ведущая функция потока отказов (функция восстановления) определяет накопленное количество первых и последующих отказов изделия к наработке L:
(2.8)Параметр потока отказов – это плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого изделия, определяемая для данного момента времени или пробега:
(2.9)Как отмечает Кузнецов Е.С. и соавторы /9/, при оценке надежности изделия число отказов обычно относят к пробегу, а при оценке потока отказов, поступающих для устранения, - ко времени работы соответствующих производственных подразделений. Здесь необходимо заметить, что при рассмотрении изменения по времени имеет место иная закономерность, которую следует отнести к другому типу. В данной работе изменение потока отказов, а также требований на проведение обслуживаний, пополнение ресурсов отнесены к закономерностям типа 6, которые рассматриваются ниже.
Используя значения параметра потока отказов, можно определить расход запасных частей за определенную наработку и планировать работу системы снабжения. Параметр потока отказов может быть оценен на основе экспериментальных данных следующим образом:
(2.10)где m1,m2 - суммарное число отказов n автомобилей соответственно к наработке L1 и L2.
В общем случае параметр потока отказов непостоянен по мере изменения наработки. Наблюдаются три основных случая его поведения:
полное восстановление ресурса;
неполное, но постоянное восстановление ресурса после первого отказа;
последовательное снижение полноты восстановления ресурса.
Закономерности типа 3 позволяют корректно решать задачи планирования ТО и Р, материально-технического снабжения только при постоянных интенсивности и условиях эксплуатации. В других случаях необходимо использовать закономерности изменения потока отказов автомобилей во времени (тип 6).
2.5. Закономерности влияния условий эксплуатации на интенсивность изменения качества автомобилей (тип 4)
Условия эксплуатации – совокупность факторов, воздействующих на изделие при его эксплуатации /6, с. 205/. Под фактором понимается объективная особенность условий эксплуатации. Таким образом, условия эксплуатации X представляют совокупность факторов x1, x2, ..., называемую факторным пространством. К факторам условий эксплуатации относятся дорожные и транспортные условия, организация работы подвижного состава, природно-климатические условия, квалификация водителей и ремонтного персонала и другие. Для количественной характеристики каждый фактор имеет показатели, которые могут принимать различные численные значения.
В зависимости от интервала изменения факторы можно разбить на три типа:
тип 1: (Xmin, ); примеры: коэффициент сопротивления качению, среднее расстояние между остановками на маршруте;
частный случай: (0, ); пример: расстояние перевозки груза;
тип 2: (0, Xmax); примеры: скорость движения, использование грузоподъемности;
тип 3: (–, +); примеры: температура воздуха, скорость ветра.
Вид закономерности влияния условий эксплуатации на изменение показателей качества зависит от типа показателя качества и типа фактора условий эксплуатации. Обобщение результатов ранее выполненных работ, а также итогов настоящих исследований позволило систематизировать закономерности типа 4. Возможный вид этих закономерностей представлен на рис. 2.5…2.10 /5/.
Рис. 2.5. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymax, 0); тип фактора (0, )
Рис. 2.6. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymin, ); тип фактора (0, )
Рис. 2.7. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymin, ); тип фактора (Xmin, )
Рис. 2.8. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (Ymin, ); тип фактора (–, +)
Рис. 2.9. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (0, Ymax); тип фактора (–, +)
Рис. 2.10. Возможный вид закономерностей влияния условий эксплуатации на показатели качества автомобилей: тип показателя качества (–, +); тип фактора (–, +)
2.6. Закономерности изменения качества автомобилей во времени
(тип 5)
Закономерности изменения качества автомобилей во времени используются для прогнозирования технического состояния элементов автомобилей, на основе которого производится подготовка производства для выполнения планового текущего ремонта.
Рассматриваемые закономерности полностью совпадают с закономерностями типа 1 при условии:
(2.11) (2.12)На практике это условие не соблюдается. Следовательно, существуют зависимости
, (2.13). (2.14)а Y изменяется во времени по определенным закономерностям, отличающимся от закономерностей типа 1 тем заметнее, чем сильнее меняются L и X по T.
Для изучения рассматриваемой зависимости необходимо знать закономерности процессов изменения
наработки по времени,
условий эксплуатации по времени,
показателей качества по наработке,
качества автомобилей в зависимости от условий эксплуатации.
2.7. Закономерности изменения показателей группового поведения автомобилей по времени (тип 6)
Главная задача автомобильного транспорта - выполнять в определенный период времени заданный объем транспортной работы. Для ее решения автомобили обладают рядом свойств, уровень реализации которых существенно зависит от условий эксплуатации. Следовательно, рассматривать автомобиль вне связи с условиями эксплуатации не имеет смысла. Поэтому выделим внутри транспортной системы подсистему “Автомобили - условия эксплуатации” (А-УЭ).
При функционировании указанной подсистемы возникает реакция R, направленная во внешнюю по отношению к ней сторону (рис. 2.11). Для эффективной работы транспортной системы необходимо компенсировать эту реакцию, то есть восстанавливать подсистему А-УЭ. При отсутствии компенсации или недостаточном ее уровне система регрессирует и переходит в состояние отказа. При избыточном восстановлении возрастают затраты и увеличивается себестоимость транспортной работы. Для того, чтобы компенсирующее воздействие соответствовало реакции системы, необходимо знать закономерность ее изменения во времени T
. (2.15)Существующие методы расчета и нормативные документы не позволяют установить эту закономерность с достаточной точностью, так как планирование технических воздействий, потребности в материальных и трудовых ресурсах обычно связывается не со временем, а с наработкой. При переходе к календарному планированию обычно принимается, что
.Рис. 2.11. Подсистема “Автомобили – условия эксплуатации” в транспортной системе /5/
Многие специалисты и исследователи в своих высказываниях отождествляют понятия времени и наработки, что связано с наличием у них общих свойств (неповторяемость и необратимость). В то же время не все свойства совпадают (табл.).
Анализ свойств времени и наработки показывает, что условие
в принципе невыполнимо, то есть . Следовательно, закономерности шестого типа отличаются от закономерностей типа 3, причем тем больше, чем сильнее меняются L и X по T.Закономерности типа 6 относятся к разряду нестационарных потоков и описывают изменение по времени числа отказов, потребности в ресурсах и технических воздействиях.
Сравнение общих свойств времени и наработки /5/
| Свойства | Наличие (+) или отсутствие (–) свойств | |
| у времени | у наработки | |
| Неповторяемость | + | + |
| Необратимость | + | + |
| Непрерывность | + | – |
| Неограниченнось | + | – |
| Объективность | + | – |
2.8. Закономерности изменения наработки по времени
Интенсивность эксплуатации - это скорость приращения наработки автомобиля во времени:
. (2.16)Для ее оценки используются следующие показатели.
Индивидуальная интенсивность эксплуатации в i-м интервале времени:
, (2.17)где Li и Li+1 - наработка автомобиля соответственно в моменты времени Ti и Ti+1.
Групповая интенсивность эксплуатации в i-м интервале времени:
, (2.18)где А- количество автомобилей в группе.
Средняя интенсивность эксплуатации за определенный период времени:
, (2.19)где n - количество интервалов времени в рассматриваемом периоде.
Интенсивность эксплуатации автомобилей меняется в течение года, что ведет к изменению потребности в трудовых и материальных ресурсах, неравномерности загрузки постов технического обслуживания и текущего ремонта.
Причины сезонных колебаний интенсивности эксплуатации:
сезонные изменения объемов работ в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве (рис. 2.12);
сезонность отпусков рабочих (водителей);
сезонные изменения условий эксплуатации (дорожные условия: весенняя и осенняя распутица в сельской местности, сезонность работы зимников, снежные заносы, гололед; низкая температура воздуха).
Рис. 2.12. Схема причинно-следственных связей сезонных условий и интенсивности эксплуатации автомобилей /5/
Результатом действия этих причин являются сезонные колебания грузопотока (пассажиропотока), сезонные изменения технической скорости движения, сезонные колебания коэффициента выпуска автомобилей (изменение числа отказов, простоев автомобилей из-за отсутствия спроса или отдыха водителей).
На рис. 2.13 представлен график типичной для автомобилей, используемых в условиях Западно-Сибирского нефтегазового комплекса, закономерности изменения в течение года интенсивности эксплуатации.
Пик интенсивности эксплуатации приходится на зимние месяцы, когда функционируют зимние автодороги. В весенний период она снижается. Летом интенсивность эксплуатации практически постоянна на минимальном уровне. Осенью с понижением температуры воздуха и началом эксплуатации зимников она резко возрастает.
Рис. 2.13. Типичная для Западной Сибири закономерность изменения интенсивности эксплуатации автомобилей в течение года /5/
Знание закономерностей изменения интенсивности эксплуатации во времени позволяет более точно планировать производственные программы автотранспортных предприятий по ТО, материально-техническое снабжение и другие программы.
2.9. Закономерности изменения условий эксплуатации по времени
В общем случае все факторы условий эксплуатации меняются по времени, но при этом одни меняются в широких пределах, другие варьируют в меньшей степени. Наиболее подвержены изменениям климатические условия, циклически меняющиеся по сезонам года.
Климатические условия эксплуатации автомобилей характеризуются температурой окружающего воздуха, атмосферным давлением, скоростью ветра, уровнем солнечной радиации, количеством атмосферных осадков, продолжительностью зимнего периода и другими факторами. Кроме того, от климата зависят дорожные условия. Например, наличие снега или влаги снижает коэффициент сцепления шин с дорогой.
Не все факторы поддаются учету в процессе эксплуатации автомобилей. Коэффициент сцепления, например, значительно изменяется как по ширине, так и по длине проезжей части дороги, а методы измерения, позволяющие быстро и надежно оценить его уровень на значительной по протяженности сети дорог, в настоящее время отсутствуют. Но учитывать все факторы климатических условий нет необходимости, так как показатели многих из них коррелированны друг с другом. Поэтому, учитывая наличие корреляционных связей между климатическими факторами, необходимо выделить независимые друг от друга факторы, оказывающие существенное влияние на изменение качества автомобилей.
Таким образом, для характеристики влияния климатических факторов изменение показателей качества автомобилей достаточно использовать один показатель - температуру окружающего воздуха.
Рис. 2.14. Изменение среднемесячной температуры воздуха в течение года (г. Тюмень) /5/
2.10. Функциональное уравнение Беллмана
В основе метода по оптимизации любого оборудования путем принятия решения по замене его новым, лежит принцип оптимальности Беллмана: на каждом этапе принимается такое решение, которое обеспечивает оптимальность с данного этапа до конца процесса, то есть на каждом этапе необходимо принимать решение, просматривая его последствия до самого конца процесса. Если считать все этапы независимыми друг от друга, то оптимальным будет то решение, которое приносит максимальный выигрыш именно на данном этапе. Но, например, при покупке новой техники в замен устаревшей на ее приобретение затрачиваются определенные средства. Поэтому прибыль от ее эксплуатации вначале может быть небольшой. Однако в следующие годы новая техника будет приносить большую прибыль. И наоборот, если руководитель примет решение оставить старую технику для получения прибыли в текущем году, то в дальнейшем это приведет к значительным убыткам. Данный пример демонстрирует следующий факт: в многошаговых процессах все шаги зависят друг от друга, и, следовательно, управление на каждом конкретном шаге надо выбирать с учетом его будущих воздействий на этот процесс.
Известна стоимость нового оборудования С денежных единиц. Эксплуатация оборудования возраста t лет в течении I года приносит прибыль U(t) денежных единиц. Требуется определить оптимальную политику замены оборудования таким образом, чтобы прибыль, полученная при эксплуатации нового оборудования в течение n лет, была максимальной.
Предположим, что решение – заменить или оставить оборудование принимаем в начале года.
Введем функцию Беллмана fk(t) – максимальная прибыль, которая может быть получена при эксплуатации автомобиля возраста t в течении k лет (при оптимальной политике замены).
Составим первое уравнение Беллмана.
Пусть f1(t) – максимальная прибыль, которая может быть получена при эксплуатации автомобиля возраста t в течение I года.
Если в начале года примем решение сохранить оборудование, то прибыль будет равна U(t). Если в начале года примем решение заменить автомобиль, то должны потратить на покупку нового автомобиля С рублей, а прибыль, которая принесет эксплуатация нового автомобиля в течении года, равнаU(С).
Таким образом, прибыль, полученная в случае замены автомобиля в течение года, равна: - C + U(0).
Отсюда:
f1(t) = max (U(t); - C + U(0)). (2.20)
Выведем функциональное уравнение Беллмана для функции fk+1(t).
Предположим, что в начале первого года эксплуатации автомобиля было принято решение сохранить его, тогда прибыль за I год эксплуатации составит U(t).
По истечении года возраст оборудования будет равен t + I год, а срок оставшейся эксплуатации автомобиля равен k лет.
В соответствии с принципом оптимальности, необходимо постараться получить за оставшиеся k лет максимальных доход, т.е. fk(t + 1).
Итак, если в начале срока эксплуатации сохранить автомобиль, то прибыль за k + 1 год составит сумму:
U(t) + fk(t + 1). (2.21)
Предположим, в начале рассматриваемого срока принято решение заменить автомобиль, тогда, потратив С рублей на покупку нового автомобиля, получим за год эксплуатации прибыль U(0). Через год возраст автомобиля будет равен I году, срок оставшейся эксплуатации k лет и максимальная прибыль, которую можно получить за оставшиеся k лет, составит fk(1). Значит, за k + 1 год в случае «замены» прибыль будет равна:
-С + U(0) + fk(1). (2.22)
Для определения функции fk +1(t) необходимо выбрать наибольшее из чисел: U(t) + fk(t + 1); - C + U(0) + fk(1), т.е.
fk+1(t) = max (U(t) + fk(t + 1); -C + U(0) + fk(1)). (2.23)
Это и есть функциональное уравнение Беллмана.
2.11. Выводы
Все закономерности, существующие в природе и технике делятся на функциональные (детерминированные) и случайные (вероятностные, стохастические).
Для функциональных закономерностей характерна жесткая связь между функцией отклика и аргументом, то есть определенному значению аргумента соответствует определенное значение функции. Случайные закономерности существуют тогда, когда зависимая переменная определяется не только независимой переменной, но и рядом случайных факторов.
Для решения задач дипломного проекта берется 1 тип закономерности класса 1а (закономерности изменения качества автомобилей по наработке). Из книги Н.С. Захарова «Моделирование процессов изменения качества автомобилей» /5, ст.50/ для моделирования закономерностей класса 1а используются аналитические функции следующего вида:
(2.24) (2.25) (2.26)где Yн - начальное значение показателя качества;
a, b - параметры математической модели, характеризующие скорость изменения Y при увеличении L.
И так вид математической модели закономерности изменения интенсивности эксплуатации автомобиля от срока службы:
(2.27)Такой же вид имеет математическая модель изменения затрат на эксплуатацию автомобиля от срока службы.
Для определения оптимального срока эксплуатации вводится метод функционального уравнения Беллмана.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Определение параметров математической модели закономерность изменения наработки по времени
Для исследования были предоставлены данные компанией ООО «Тюменская Транспортная Компания», занимающейся сдачей автомобилей в аренду муниципальным и частным организациям. Эта компания насчитывает на своем балансе более 600 единиц автомобильной техники различного типа и назначения.
Были выбраны два автомобиля ГАЗ-3302 и ГАЗ-33023. Данный вид транспорта пользуется постоянным спросом со стороны муниципальных организаций. Это позволяет компании эксплуатировать автомобили в течение всего года и тем самым получать постоянный доход. Но с каждым годом эксплуатации автомобиля его ресурс уменьшается, тем самым увеличиваются расходы на поддержания ТС в технически исправном состоянии.
Таблица 3.1
Наработка автомобиля ГАЗ-33023 за восемь лет эксплуатации
| Год | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
| Наработка, м/ч | 3105 | 3054 | 3001 | 2918 | 2853 | 2789 | 2802 | 2810 |
По данным из таблицы 3.1 был построен график зависимости наработки от срока эксплуатации на рис. 3.1. Из рисунка видно, что с каждым годом наработка автомобиля ухудшается, вследствие чего доходы от автомобиля тоже уменьшаются. Также можно заметить, что в период кризиса автомобиль работал в почти том же режиме, что и ранее.
Рис. 3.1. Закономерность изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-33023
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 3136,5 × e-0,016x, (3.1)
где y – наработка, км;
x – срок эксплуатации, год.
Таблица 3.2
Наработка автомобиля ГАЗ-3302 за восемь лет эксплуатации
| Год | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
| Наработка, м/ч | 1955 | 1920 | 1873 | 1904 | 1860 | 1643 | 1672 | 1755 |
Из рис. 3.2 сразу можно подчеркнуть, что наработка за 2008 и 2009 года отсутствует. Причиной этому послужил кризис, создавший форс-мажорную ситуацию в эти периоды, по этой причине и отсутствует наработка в тот период.
Рис. 3.2. Закономерность изменения наработки от срока эксплуатации ГАЗ-3302
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 1999,2 × e-0,017x. (3.2)
3.2. Определение параметров математической модели закономерность изменения затрат по времени
С течением времени автомобиль выполняет работу в заданном объеме, и требует затрат на поддержание работоспособного состояния. Во времени эти функции затрат и прибыли соответственно монотонно убывают и возрастают, в зависимости от внешних факторов, системы ТО и Р, износа оборудования. Затраты бывают постоянные и переменные. К постоянным затратам относятся: заработная плата, амортизация, налоги, хранение, ТО и ТР, замена шин, ГСМ. К переменным относятся внеплановые затраты, например – прокол шины, отсутствие водителя и т.п. Для расчета затрат используются формулы:
Зобщ. = Зпост.+Зпер., (3.3)
Зпост.= Зто+За+Ззп+Зн+Зхр+Зш, (3.4)
Зпер = Згсм +Зн + Зр, (3.5)
где Зобщ. – общие затраты на эксплуатацию автомобиля, руб.;
Зпост. – постоянные затраты, руб.;
Зпер. – переменные затраты, руб.;
Зто – затраты на техническое обслуживание ТС, руб.;
Зр – затраты на ремонт ТС, руб.;
За – затраты на амортизацию автомобиля, руб.;
Ззп – затраты на заработную плату водителя, руб.;
Зн – затраты на транспортные налоги, руб.;
Зхр – затраты на хранение автомобиля, руб.;
Зш – затраты на шины, руб.;
Зн – накладные затраты, руб.;
Згсм – затраты на ГСМ, руб.
При исследовании влияния затрат на эксплуатацию автомобиля от времени не учитываются затраты на хранения и накладные расходы.
Затраты на эксплуатацию автомобиля ГАЗ-33023 рассчитываются по формуле:
З1 = (Lб × (Зтоир/ч + За/ч + Ззпб/ч + Зн/ч + Зш/ч+ Згсм)) + (Lв × (Зтоир/ч + За/ч + Ззпв/ч + Зн/ч + Зш/ч + Згсм)), (3.6)
где З1,2,…,8 – затраты за 1,2,…,8 лет эксплуатации автомобиля, руб.;
Lб,Lв – наработка в будние и выходные дни соответственно, м/ч;
Зтоир/ч – затраты на ТО и Р за один м/ч;
За/ч – затраты на амортизацию за один м/ч;
Ззпв/ч,Ззпб/ч – затраты на зараб. плат. в будний и выходной день за один м/ч;
Зн/ч – затраты на транспортный налог за один м/ч;
Зш/ч – затраты на шина за один м/ч;
Згсм – затраты на ГСМ за один м/ч.
З1 = 2205 × (21,18 + 6,43 + 70,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54)) + (900 × (21,18 + 6,43 + 144,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54)) = 547908 руб.;
32 = 554179 руб.;
33 = 575442 руб.;
34 = 642835 руб.;
35 = 657046 руб.;
36 = 670197 руб.;
37 = 701341 руб.;
38 = 731443 руб.
Таблица 3.3
Затраты на автомобиль ГАЗ-33023 за 8 лет эксплуатации
| Год | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
| Затраты, Руб. | 547908 | 554179 | 575442 | 642835 | 657046 | 670197 | 701341 | 731443 |
Рис. 3.3. Зависимость затрат от срока эксплуатации ГАЗ-33023
На рис 3.3 видно, что с течением времени затраты на автомобиль растут.
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 518739 × e0,0438x, (3.7)
где y – затраты автомобиля за год, руб.;
x – год эксплуатации.
Затраты на эксплуатацию автомобиля ГАЗ-3302:
З1 = 1760 * (21,18 + 6,43 + 70,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54) ) + (195 * (21,18 + 6,43 + 144,98 + 2,23 + 4,64 + 49,54)) = 344979 руб.;
32 = 348403 руб.
33 = 412622 руб.;
34 = 419451 руб.;
35 = 428358 руб.;
38 = 446415 руб.
Так же как и наработка из за кризиса затраты за 2008 и 2009 года не учитывается.
Таблица 3.4
Затраты на автомобиль ГАЗ-3302 за 6 лет эксплуатации
| Год | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
| Затраты, Руб. | 344979 | 348403 | 412622 | 419451 | 428358 | - | - | 446415 |
Результаты эксперимента аппроксимируются экспоненциальной моделью:
y = 343235 × e0,0387x. (3.8)
Рис. 3.4 Зависимость затрат от срока эксплуатации ГАЗ-3302
Из исследования зависимости затрат от срока эксплуатации можно сделать вывод о том что с течением времени затраты на автомобиль увеличиваются. Отсюда прибыль от использования этой техники начинает падать и в какой-то момент технику эксплуатировать становится невыгодно. Для оптимизации затрат на эксплуатацию автомобиля вводим свой метод, который основан на замене техники в рациональные сроки, чтобы максимально эффективно пользоваться автопарком и получать от него максимальную прибыль.
3.3. Определение оптимального срока замены автомобиля на протяжении восьми лет эксплуатации
В современных условиях актуальной проблемой производственной деятельности организации является определение экономического срока жизни единичных объектов предприятия, т.е. периода, в рамках которого капитальный ремонт или эксплуатация оборудования приносит предприятию прибыль.
Практические исследования сводятся к тому, как долго можно эксплуатировать технику пока она приносит прибыль предприятию. Такая постановка вопроса имеет место, пока техника не начнет нести убытки или ее будет опасно использовать.
Для определения рационального срока замены автомобиля используется предложенный ранее метод. Этот метод основывается на использовании оборудования предприятия и его замены для максимальной прибыли в ходе эксплуатации.
Для начало внедрения метода надо рассчитать прибыль каждого автомобиля за 8 лет эксплуатации. Для расчета прибыли используем существующую формулу:
Пn = Дn – Зn, (3.9)
где Пn – прибыль за n год эксплуатации, руб.;
Дn – доход за n год эксплуатации, руб.;
Зn – затраты за n год эксплуатации, руб.
Доходы рассчитываются по формуле:
Дn = (Lб × Сб) + (Lв × Св), (3.10)
где Дn – доходы за n год эксплуатации, руб.;
Lб – наработка в будние дни, м/ч;
Lв – наработка в выходные дни, м/ч;
Сб – тарифная ставка в будние дни, руб.;
Св – тарифная ставка в выходные дни, руб.
Доходы автомобиля ГАЗ-33023:
Д1 = (2205 * 544) + (900 * 598) = 1737744 руб.;
Д2 = 1709202 руб.;
Д3 = 1679540 руб.;
Д4 = 1633088 руб.;
Д5 = 1596710 руб.;
Д6 = 1560892 руб.;
Д7 = 1568167 руб.;
Д8 = 1572645 руб.
Для автомобиля ГАЗ-3302 не учитывались 6 и 7 год эксплуатации из-за кризиса, но для построения стратегии замены автомобиля для получения максимальной прибыли нужна прибыль за все 8 лет эксплуатации. Для этого рассчитывается предполагаемая наработка за 6 и 7 год эксплуатации по формуле (3.2):
y6 = 1999,2 × e-0,017 × 6 = 1805 м/ч;
y7 = 1999,2 × e-0,017 × 7 = 1715 м/ч.
По этим данным считаются доходы за 6 и 7 год эксплуатации.
Считаются предполагаемые затраты за 6 и 7 год эксплуатации по формуле (3.8):
y6 = 343235 × e0,0387 × 6 = 432947 руб.;
y7 = 343235 × e0,0387 × 7 = 450030 руб.
Доходы автомобиля ГАЗ-3302:
Д1 = (1760 * 500) + (195 * 5554) = 988057 руб.;
Д2 = 970368 руб.;
Д3 = 946614 руб.;
Д4 = 962282 руб.;
Д5 = 940044 руб.;
Д6 = 912417 руб.;
Д7 = 897037 руб.;
Д8 = 866761 руб.
Прибыль автомобиля ГАЗ-33023:
П1 = 1737744 – 547908 = 1189836 руб.;
П2 = 1155023 руб.;
П3 = 1104098 руб.;
П4 = 990252 руб.;
П5 = 939664 руб.;
П6 = 890695 руб.;
П7 = 866827 руб.;
П8 = 841202 руб.
Прибыль автомобиля ГАЗ-3302:
П1 = 988057 – 344979 = 643078 руб.;
П2 = 621965 руб.;
П3 = 533992 руб.;
П4 = 542830 руб.;
П5 = 511686 руб.;
П6 = 479470 руб.;
П7 = 447007 руб.;
П8 = 420347 руб.
Прибыль каждого автомобиля удобно представить в таблице 3.5
Таблице 3.5
Прибыль от автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации
| Год экспл. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| ГАЗ-33023, руб. | 1189836 | 1155023 | 1104098 | 990252 | 939664 | 890695 | 866827 | 841202 |
| ГАЗ-3302, руб. | 643078 | 621965 | 533992 | 542830 | 511686 | 479470 | 447007 | 420347 |
Расчет по уравнению Беллмана автомобиля ГАЗ-33023 удобно представить в рабочей таблице 3.6
Таблица 3.6
Результаты расчета прибыли по уравнению Беллмана ГАЗ-33023 за 8 лет эксплуатации
| Исходная | f1(t) | Ре- | f2(t) | Ре- | f3(t) | Ре- | f4(t) | Ре- | f5(t) | Ре- | f6(t) | Ре- | f7(t) | Ре- | f8(t) | Ре- | |
| инф-я | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | |||||||||
| t | U(t) | ние | ние | ние | ние | ние | ние | ние | ние | ||||||||
| 0 | 1189836 | 1189836 | С | 2344859 | С | 3448957 | С | 4439209 | С | 5378873 | C | 6269568 | С | 7373666 | C | 8363918 | C |
| 1 | 1155023 | 1155023 | С | 2259121 | С | 3249373 | С | 4189037 | C | 5079732 | C | 6183830 | С | 7174082 | C | - | - |
| 2 | 1104098 | 1104098 | С | 2094350 | С | 3034014 | C | 3924709 | З | 5028807 | C | 6019059 | С | - | - | - | - |
| 3 | 990252 | 990252 | С | 1929916 | С | 2820611 | З | 3924709 | З | 4914961 | З | - | - | - | - | - | - |
| 4 | 939664 | 939664 | С | 1830359 | З | 2820611 | З | 3924709 | З | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 5 | 890695 | 890695 | С | 1830359 | З | 2820611 | З | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 6 | 866827 | 866827 | С | 1830359 | З | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 7 | 841202 | 841202 | С | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
f1(t) = max (U(t); -C + U(0)), (3.11)
0 ≤ t ≤ 7
f1(t) = max (U(t); -430000+ 1189836) = max (1189836;759836) = 1189836.
Так как прибыль (1189836) от старого оборудования больше, то принимаем в начале года решение сохранить оборудование и записываем в таблицу 3.5 результат f1(0) = 1189836 и С (сохранить).
f1(t=1) = max (U(t); -430000 +1155023)= max (1155023;725023) =1155023.
Результат f1(1) = 1155023 и решение «сохранить», т.к. снова прибыль от старого автомобиля больше.
f1(t=2) = max (U(t); -430000 +1104098)= max (1104098;674098) =1104098.
Результат f1(2) = 1104098 и решение «сохранить».
f1(t=3) = max (U(t); -430000 +990252)= max (990252;560252) =990252.
Результат f1(3) = 990252 и решение «сохранить».
f1(t=4) = max (U(t); -430000 +939664)= max (939664;509664) =939664.
Результат f1(4) = 939664 и решение «сохранить».
f1(t=5) = max (U(t); -430000 +890695)= max (890695;460695) =890695.
Результат f1(5) = 890695 и решение «сохранить».
f1(t=6) = max (U(t); -430000 +866827)= max (866827;436827) =866827.
Результат f1(6) = 866827 и решение «сохранить».
f1(t=7) = max (U(t); -430000 +841202)= max (841202;411202) =841202.
Результат f1(7) = 841202 и решение «сохранить».
Затем записываем функциональное уравнение Беллмана для f2(t):
f2(t) = max (U(t) + f1(t+1); -C + U(0) + f1(1)), (3.12)
Сумма: -С + U(0) + f1(1) = -430000 + 1189836 + 1104098 = 1914859 - доход от нового оборудования.
Вычисляя по формуле (3.1) f2(t), принимаем решение и записываем в рабочую таблицу. При t = 7 ставим прочерк, так как счет по формуле прекращен – оборудование имеет возраст вне рассматриваемого срока.
Аналогично вычисляем f3(t), f4(t), f5(t), f6(t), f7(t), f8(t) по представленным формулам:
f3(t) = max (U(t) + f2(t+1); -C + U(0) + f2(1)), (3.13)
f4(t) = max (U(t) + f3(t+1); -C + U(0) + f3(1)), (3.14)
f5(t) = max (U(t) + f4(t+1); -C + U(0) + f4(1)), (3.15)
f6(t) = max (U(t) + f5(t+1); -C + U(0) + f5(1)), (3.16)
f7(t) = max (U(t) + f6(t+1); -C + U(0) + f6(1)), (3.17)
f8(t) = max (U(t) + f7(t+1); -C + U(0) + f7(1)). (3.18)
Для выбора ответа составим таблицу 3.6 в лексикографическом стиле (построчно).
Таблица 3.7
Оптимальная политика замены автомобиля ГАЗ-33023
| Год эксплуатации | Возраст оборудования, t | Год оставшейся эксплуатации рассматриваемого срока (8 лет) | Функция Беллмана | Решение |
| Первый | 0 | 8 | f8(0) | сохранить |
| Второй | 1 | 7 | f7(1) | сохранить |
| Третий | 2 | 6 | f6(2) | сохранить |
| Четвертый | 3 | 5 | f5(3) | заменить |
| Пятый | 1 | 4 | f4(1) | сохранить |
| Шестой | 2 | 3 | f3(2) | сохранить |
| Седьмой | 3 | 2 | f2(3) | сохранить |
| Восьмой | 4 | 1 | f1(4) | сохранить |
Выбор ответа, т.е. оптимальная политика замены автомобиля, определяется следующим образом (см. табл. 3.7). Таблица заполняется по строкам. В начале первого года эксплуатации возраст автомобиля составляет 0 лет, срок оставшейся эксплуатации – 8 лет, функция Беллмана f8(0). В таблице 3.6 найдено решение – сохранить. Эта информация записывается в первой строке.
Так как принято решение сохранить автомобиль в начале года, то возраст его в начале второго года эксплуатации составит 1 год, срок оставшейся эксплуатации – 7 лет, функция Беллмана f7(1), соответствующее решение в таблице 3.6 – сохранить. Так продолжаем заполнять каждую строчку, учитывая решение предыдущей. При такой политике замены автомобиля прибыль за 8 лет эксплуатации составит в среднем 8363918р.
Аналогичным методом рассчитываем второй автомобиль ГАЗ-3302.
Таблица 3.8
Результаты расчета прибыли по уравнению Беллмана ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации
| Исходная | f1(t) | Ре- | f2(t) | Ре- | f3(t) | Ре- | f4(t) | Ре- | f5(t) | Ре- | f6(t) | Ре- | f7(t) | Ре- | f8(t) | Ре- | |
| инф-я | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | ше- | |||||||||
| t | U(t) | ние | ние | ние | ние | ние | ние | ние | ние | ||||||||
| 0 | 643078 | 643078 | С | 1265043 | С | 1799035 | С | 2341865 | С | 2853551 | C | 3333021 | С | 3780028 | C | 4322858 | C |
| 1 | 621965 | 621965 | С | 1155957 | С | 1698787 | С | 2210473 | C | 2689943 | C | 3136950 | С | 3679780 | C | - | - |
| 2 | 533992 | 533992 | С | 1076822 | С | 1588508 | C | 2067978 | С | 2514985 | C | 3057815 | С | - | - | - | - |
| 3 | 542830 | 542830 | С | 1054516 | С | 1533986 | C | 1980993 | З | 2523823 | С | - | - | - | - | - | - |
| 4 | 511686 | 511686 | С | 991156 | C | 1438163 | З | 1980993 | З | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 5 | 479470 | 479470 | С | 926477 | C | 1438163 | З | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 6 | 447007 | 447007 | С | 867354 | З | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 7 | 420347 | 420347 | С | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Для выбора ответа составим таблицу 3.9 в лексикографическом стиле (построчно).
Таблица 3.9
Оптимальная политика замены автомобиля ГАЗ-3302
| Год эксплуатации | Возраст оборудования, t | Год оставшейся эксплуатации рассматриваемого срока (8 лет) | Функция Беллмана | Решение |
| Первый | 0 | 8 | f8(0) | сохранить |
| Второй | 1 | 7 | f7(1) | сохранить |
| Третий | 2 | 6 | f6(2) | сохранить |
| Четвертый | 3 | 5 | f5(3) | сохранить |
| Пятый | 1 | 4 | f4(1) | заменить |
| Шестой | 2 | 3 | f3(2) | сохранить |
| Седьмой | 3 | 2 | f2(3) | сохранить |
| Восьмой | 4 | 1 | f1(4) | сохранить |
При такой политике замены автомобиля прибыль за 8 лет эксплуатации составит в среднем 4322858.
3.4. Экономическая эффективность
На основе результатов выполненных исследований разработана методика оптимальной замены автомобилей для получения максимальной прибыли на протяжении 8 лет эксплуатации. Указанная методика учитывает влияние всех затрат на эксплуатацию автомобиля. Использование разработанной методики позволяет снизить затраты на автомобиль и увеличить прибыль предприятия.
В расчетах для сравнения с предлагаемой методикой используется метод оптимальной замены автомобилей (вариант 1) и без замены (2 вариант) за восемь лет эксплуатации. Расчеты показали (табл. 3.10), что прибыль за восемь лет эксплуатации в сумме обоих автомобилей (ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302) составила 12686776. Экономический эффект составил 508804 руб., что в расчете на ГАЗ-33023 составляет 386321 руб., а на ГАЗ-3302 составил 122483 руб.
Таблица 3.10
Изменение прибыли от ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 при использовании методики оптимальной замены автомобилей
| Количество лет эксплуатации, год | Вариант 1, руб. | Вариант 2, руб. |
| 8 | 12177972 | 12686776 |
4. Безопасность жизнедеятельности
4.1.
Характеристика условий труда
4.1.1. Вентиляция производственных помещений
Микроклиматические условия на рабочем месте, в производственных помещениях ООО «ТТК» является важнейшим санитарно-гигиенический фактором, от которого во многом зависит состояние здоровья и работоспособность трудящихся.
Вентиляция - это организованный и регулируемый воздухообмен в помещениях, в процессе которого загрязненный или нагретый воздух удаляется и на его место подается свежий чистый воздух. По принципу действия различают вытяжную, приточную и приточно-вытяжную вентиляции. Последняя наиболее полно обеспечивает санитарно-гигиенический эффект.
Потребности в чистом наружном воздухе для помещений регламентируются СНиП 2. 04.05-91, в частности, обязательными приложениями 17 и 19. Минимальный расход наружного воздуха для помещений: 1) общественных и админстративно-бытовых - 60 или 20 м3/ч на 1 чел. при отсутствии естественного проветривания (последняя цифра установлена для зрительных залов, залов совещаний и других помещений, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно), и при естественном проветривании - расход установлен СНиП 2.08.02-89 и СНиП 2.09.04-87; 2) производственных - 30 или 20 м3/ч при объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. менее 20 или 20 м3 и более при естественном проветривании, а при отсутствии последнего - 60 или 60...120 м3/ч на 1 чел. соответственно без и с рециркуляцией при кратности К≥10 обменов/ч или с последней при К<10 обменов/ч. При этом расход наружного воздуха в этих помещениях определяют по расходу воздуха, удаляемого наружу системами вытяжной вентиляции и технологическим оборудованием, с учетом нормируемого дисбаланса не менее 20...10% общего воздухообмена при наличия приточной системы с рециркуляцией при К <10 обменов/ч. Дисбаланс общего воздухообмена не устанавливается в других случаях.
Помещения хранения, технического обслуживания, ремонта и проверки технического состояния АТС имеют естественное проветривание и общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию с механическим побуждением, обеспечивающую удаление воздуха из верхней и нижней зон поровну. В нерабочее время в производственных помещениях разрешается использовать приточную вентиляцию для рециркуляции с выключением ее не менее чем за 30 минут до начала работы.
Во всех помещениях для технического обслуживания, ремонта и проверки технического состояния АТС на видном месте и расстоянии 5-10 м от ворот или входных дверей установлены термометры. Также в помещениях, где возможно быстрое повышение концентрации токсичных веществ в воздухе, оборудованы системой автоматического контроля за состоянием воздушной среды в рабочей зоне и сигнализаторами.
Помещения для мойки АТС оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией.
Помещение аккумуляторных отделений должны оборудоваться приточно-вытяжной вентиляцией.
Основными производственными вредностями являются:
в зарядных отделениях кислотных и щелочных аккумуляторов – водород, пары серной кислоты, пары щелочей;
в ремонтных отделениях – свинцовая пыль, пары паяльных флюсов и др.;
в кислотных и щелочных помещениях – пары серной кислоты и щелочи.
Подачу воздуха в помещение осуществляется в верхнюю зону. Удаление воздуха производится у мест образования вредностей местными отсосами и из верхней зоны помещения. В нерабочее время из помещений зарядной и кислотной предусмотрена естественная вытяжка в однократном размере. Вентиляционные камеры выполнены из несгораемых материалов. На приточных воздуховодах после вентилятора, в пределах вентиляционных камер применена установка автоматических воздушных заслонок.
Для экономии тепла на нагрев наружного воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции предусматривают частичный (до 90%) возврат удаляемого воздуха, т.е. рециркуляцию. Вентиляционные установки работают по утвержденному графику, составляемому с учетом времени прибытия и убытия автомобилей. График должен находиться возле пульта управления вентиляционной установкой. За эксплуатацию вентиляционных установок отвечает работник (специалист), назначаемый приказом начальника службы.
4.1.2. Обеспечение параметров микроклимата воздуха
Для функционирования оборудования и успешного выполнения производственного процесса необходимо поддержание определенного температурного режима в производственном помещении.
Отопление - это система поддержания в закрытых помещениях нормируемой t воздуха не ниже установленной ГОСТ 12.1.005-88 и СНиП 2.04.05-91. Выбор систем отопления (в том числе отопительных приборов, теплоносителя, предельной его t или теплоотдающие поверхности) осуществлялся по приложению 11 СНиП 2.04.05-91 в зависимости от назначения помещения, а в производственных помещениях - и с учетом категории их по взрывопожароопасности, наличия/отсутствия пыли, аэрозолей, влаговыделений или возгоняемых ядовитых веществ в них.
Помещения для хранения АТС являются отапливаемыми. В отапливаемых помещениях расчетную температуру воздуха составляет 5°C. Система отопления обеспечивает равномерный нагрев воздуха в помещении, возможность местного регулирования и выключения, удобство эксплуатации, а также доступ для ремонта.
При эксплуатации отопительных устройств не допускается:
загромождать (загораживать) приборы отопления какими-либо предметами или материалами;
сушить материалы, ветошь и т.п. на отопительных приборах и трубопроводах;
сушить дрова, уголь, одежду и другие горючие материалы на печах и около них;
растапливать печи легковоспламеняющимися и горючими жидкостями;
эксплуатировать неисправные печи.
Печное отопление допускается только в зданиях, указанных в приложении 15 данного СниПа. Однако отраслевые нормы и правила иногда уточняют применение тех или иных систем отопления. Например, СН 512-78 и правила предусматривают в помещениях ВЦ (т.е. с электронно-вычислительной техникой или ЭВТ) центральное водяное отопление в сочетании с приточной вентиляцией или КВ при одно- и двухсменном режимах работы, а при трехсменном - только воздушное отопление.
В помещениях категорий А, Б и В СНиП 2.04.05-91 рекомендует применять отопительные приборы с гладкой поверхностью, допускающей легкую очистку (например, радиаторы секционные или панельные одинарные, спаренные; приборы из гладких стальных труб). Ребристые трубы в таких помещениях накаливают осевшую пыль, которая пригорает, и появляется неприятный запах.
4.1.3. Освещение помещений транспортного цеха
Через глаза человек получает около 90% всей информации. Качество ее поступления во многом зависит от освещения. При неудовлетворительном освещении человек напрягает зрительный аппарат, что ведет к утомлению зрения и организма в целом. Одновременно человек теряет ориентацию среди оборудования, что повышает опасность его травмирования.
При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.
В большинстве в производственных участках применяют общее искусственное освещение. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).
Осветительные условия определяются количественными и качественными характеристиками. Первыми являются световой поток (F, лм), сила света ( I, кд), освещенность (Е, лк), яркость (Lα, кд/м2) и коэффициент отражения (ρ , %), а вторые - фон, контраст объекта различения с фоном, видимость, показатель слепимости и коэффициент пульсации.
Рабочее освещение обязательно для всех помещений и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение устраивают в помещениях и на открытых площадках для продолжения работы в производствах, где отключение рабочего освещения (при аварии) может вызвать взрыв, пожар, отравление или длительное нарушение технологического процесса. Эвакуационное освещение предусматривают в местах, опасных для прохода людей, в основных проходах и на лестницах зданий с числом эвакуирующихся более 50 чел.
Выбор искусственных источников света производят по приложению 6 СНиП II-4-79 в зависимости от характера зрительной работы по цветоразличению. При этом в помещениях без или с недостаточным естественным освещением применяют эритемные (ультрафиолетовые) лампы для компенсации солнечной недостаточности. ЛН и ГРЛ с пускорегулирующим аппаратом заключаются в специальную арматуру, предохраняющую глаза от действия ярких частей лампы, обеспечивающую требуемое распределение светового потока и предохраняющую лампу от перегревания, осевшей пыли и влаги, механических повреждений. Такая арматура с источником света составляет светильник. Он характеризуется типом оболочки и, защитным углом, а также степенью защиты от воздействия ОС по ГОСТ 14254-80 и 17677-82*.
Расчет искусственного освещения слесарного участка находится по формуле (4.1)
N= (E* K* S* Z) / (Ф* n* u), шт., (4.1)
где: E - средняя освещенность, Е= 300лк.;
S - площадь участка, S= 24м2;
Z - коэффициент минимальной освещенности, Z=1,2;
Ф - световой поток каждого светильника, Ф= 5220лм.;
n - количество ламп в светильнике, n=2шт.;
u - коэффициент использования светового потока, u= 0,5
N= (300* 1,5* 24* 1,2) / (5220* 2* 0,5) = 3 шт.
Принимаем 3 светильника.
Уровень освещенности нормируется СНиП II-4-79 раздельно для различных помещений, мест работ вне зданий и наружного освещения городов, поселков и пунктов. Для производственных помещений при этом устанавливается рабочая (ГРЛ) минимальная освещенность (Емин) в зависимости от точности зрительной работы и системы освещения. Для искусственного освещения также предусмотрено восемь разрядов зрительной работы, но первые пять разрядов разделены на четыре подразряда (а, б, в, г) в зависимости от соотношений "контраст объекта различения с фоном - характеристика фона". При использовании ЛН рабочую освещенность по СНиП II-4-79 следует снижать по шкале освещенности на 1 или 2 ступени в зависимости от системы освещения и разряда зрительных работ. Она не должна превышать 300 лк.
4.1.4. Средства индивидуальной защиты
В соответствии с Трудовым кодексом Российской Федерации с целью защиты работника от возможных травм и профессиональных заболеваний на работах с вредными и опасными условиями труда, а также на работах, связанных с загрязнениями окружающей среды и тела человека, за счет работодателя выдаются средства индивидуальной защиты (СиЗ).
Условия обеспечения работников спецодеждой закреплены в коллективном трудовом договоре ООО «ТТК». Ежегодно проводится инструктаж работников с Правилами обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты, утвержденными постановлением Минтруда России от 18 декабря 1998 г. № 51.
В соответствии с установленными нормами ООО «ТТК» обеспечивает: своевременную выдачу, хранение, стирку, сушку, ремонт, замену СИЗ. Выдача осуществляется после подписание договора с предприятием непосредственно в день выхода на должность работником. Одежда храниться в отдельных шкафчиках под определённым номером закреплённым за работником в договоре. Выдаваемые работникам средства индивидуальной защиты соответствуют их полу, росту, размерам, характеру и условиям выполняемой работы. СИЗ обеспечивают полную безопасность труда и являются сертифицированными, то есть иметь сертификат соответствия. Выдаваемые СИЗ заносятся в личную карточку работника учета выдачи средств индивидуальной защиты. Нормы выдачи спецодежды механику участка, машинисту бульдозера, трактористу, водителю указаны в таблице 4.1
Таблица 4.1
Нормы выдачи спецодежды
| Профессия | Наименование средств и норма выдачи на 1 год. | Фактические нормы расходов на 1 год. |
| Механик участка | Костюм х/б: 1 единица | Костюм х/б: 1 единица |
| Плащ непромокаемый: 1 ед. | Плащ непромокаемый: 1 ед. | |
| Зимой дополнительно: | ||
| Куртка на утепляющей прокладке: 1 ед. | Куртка на утепляющей прокладке: 1 ед. | |
| Валенки: 1пара | Валенки: 1пара | |
| * Ботинки утепленные кожаные: 1 пара | ||
| * Сапоги кирзовые с портками: 1 Пара | ||
| Машинист бульдозера, водитель. | Комбинезон х/б: 1 единица | Комбинезон х/б: 1 ед. |
| Сапоги резиновые: 1 пара | Сапоги резиновые: 1 пара | |
| Рукавицы комбинированные: 6 пар | Рукавицы комбинированные: 24 пар | |
| * Перчатки прорезиненные: 12 пар | ||
| * Ботинки кожаные: 1 пара | ||
На наружных работах зимой дополнительно: | ||
| Продолжение табл. 4.1 | ||
| Профессия | Наименование средств и норма выдачи на 1 год. | Фактические нормы расходов на 1 год. |
| Куртка на утепляющей прокладке: 1 ед. | Куртка на утепляющей прокладке: 1 ед. | |
| Брюки на утепляющей прокладке: 1 ед. | Брюки на утепляющей прокладке: 1 ед. | |
| Машинист бульдозера, водитель. | Валенки: 1 пара | Валенки: 1 пара |
| Машинист бульдозера, водитель. Тракторист | Валенки: 1 пара Комбинезон х/б: 1 единица | * Ботинки кожаные утепленные: 1 пара |
| * Сапоги кирзовые: 1 пара | ||
| Комбинезон х/б: 1 ед. | ||
| Тракторист | Сапоги резиновые: 1 пара | Сапоги резиновые: 1 пара |
| Рукавицы комбинированные: 6 пар | Рукавицы комбинированные: 6 пар | |
| Рукавицы комбинированные: 6 пар | * Перчатки прорезиненные: 12 пар | |
| * Ботинки кожаные: 1 пара | ||
| На наружных работах зимой дополнительно: | ||
| Куртка на утепляющей прокладке: 1 ед. | ||
| Брюки на утепляющей прокладке: 1 ед. | Брюки на утепляющей прокладке: 1 ед. | |
| Валенки: 1 пара | Валенки: неизвестно | |
| Валенки: 1 пара | * Ботинки кожаные утепленные: 1 пара | |
| * Сапоги кирзовые: 1 пара | ||
Выбор набора дерматологических СИЗ зависит от комплекса производственных факторов, воздействующих на работающих на данном предприятии, в данном цехе или на рабочем месте. Оптимальным является комплекс дерматологических СИЗ, в состав которого входят:
1) защитный крем;
2) очищающее средство;
3) регенерирующий крем.
В зависимости от степени выраженности и характера производственных загрязнений кожи рекомендуются различные моющие и очищающие средства.
При локальном загрязнении, например, кожи кистей легко удаляемыми веществами может быть достаточно применения жидкого или твердого туалетного мыла. В случае загрязнения трудноудаляемыми веществами и материалами (смолы, краски, клеи и т. д.) должны использоваться специальные очищающие средства – очищающие пасты, кремы, эмульсии и др. Ряд работ проводится при воздействии ультрафиолетового излучения или на открытом воздухе при одновременном контакте с веществами фотосенсибилизирующего действия. В таком случае должны использоваться защитные средства, содержащие УФ-фильтры. Проведение работ в условиях воздействия охлаждающего
4.2.
Оценка экологичности проекта
4.2.1. Общие требования безопасности к ТС и технологическим процессам
Общие требования безопасности к ТС и технологическим процессам содержат: 1) инженерные (технические) требования, обеспечивающие надежность и безаварийность ТС и процессов; 2) гигиенические требования, обеспечивающие необходимые (или комфортные) условия жизнедеятельности и сохранения высокой работоспособности работающих; 3) антропометрические требования, определяющие соответствие оборудования, машин, механизмов и РМ антропометрическим характеристикам человека (размерам и формам тела человека и его отдельных частей); они учитываются при установлении рациональной позы работника, разработке рабочего кресла, проходов и т.д.; 4) психофизиологические требования, обеспечивающие соответствие СОИ и особенностей функционирования органов чувств человека (их порогов, диапазона воспринимаемых сигналов, продолжительности адаптации и т.д.); 5) психологические требования, учитывающие объем памяти человека, характеристики его внимания и т.д.
Общие требования безопасности и экологичности к ТС. К ним в целом, а также к их конструкции, отдельным частям, РМ, системам управления (СУ), СЗ, входящим в конструкцию, сигнальным устройствам и к конструкциям, обеспечивающим безопасность при монтаже, транспортировке, хранении а ремонте, установлены общие требования безопасности ГОСТ 12.2.003-91. На базе этих требований и результатов испытаний определяют требования безопасности на конкретные группы, виды и модели (марки) ТС в стандартах подсистемы 2 ССБТ, других стандартах, ТУ, эксплуатационных и иных конструкторских документах. Как правило, в этих документах отражают требования безопасности к основным элементам конструкции, СУ, устройству С3, входящих в конструкцию, а также методы контроля (испытаний) выполнения этих требований. Так же эти документы учитывают все повышения качества безопасности. В требования безопасности обязательно включают допустимые значения опасных и вредных факторов, которые устанавливаются стандартами подсистемы 1 ССБТ, межотраслевыми и отраслевыми правилами и нормами.
4.2.2. Общие требования безопасности к конструкции и отдельным частям ее оборудования
Общие требования безопасности к конструкции и отдельным частям ее оборудования состоят в следующем.
1. Принятые материалы не должны оказывать опасное и вредное воздействие на организм человека на всех заданных режимах работы и предусмотренных условиях эксплуатации, а такие создавать пожаровзрывоопасные ситуации.
2. Сама конструкция оборудования должна исключать на всех предусмотренных режимах работы нагрузки на детали и сборочные единицы (узлы), способные вызвать разрушения, представляющие опасность для работающих. Если возникновение таких нагрузок возможно, то оборудование должно быть оснащено устройствами, предотвращающими возникновение разрушающих нагрузок. Детали и сборочные единицы при этом должны быть ограждены или расположены так, чтобы их разрушающиеся части не создавали травмоопасных ситуаций. Если движущиеся части не допускают использования ограждений или других средств, то конструкция оборудования должна предусматривать сигнализацию, предупреждающую о пуске оборудования, а также использование сигнальных цветов и знаков безопасности. В непосредственной близости от движущихся частей, находящихся вне поля видимости оператора, должны быть установлены ОУ аварийным остановом или торможением, если в опасной зоне могут находиться работающие.
3. Конструкция оборудования и его отдельных частей должна исключать возможность их падения, опрокидывания и самопроизвольного смещения при эксплуатации и монтаже (демонтаже). В противном случае должны быть предусмотрены средства и методы закрепления, а эксплуатационная документация должна иметь соответствующие требования. Трубопроводы гидро-, паро- и пневмосистем, предохранительные клапаны, кабели и другие части оборудования, механическое повреждение которых может вызвать возникновение опасности, должны быть ограждены или расположены так, чтобы предотвратить их случайное повреждение работающими или средствами технического обслуживания.
4. Конструкция зажимных, захватывающих, подъемных и загрузочных устройств или их приводов должна исключать возможность возникновения опасности при полном или частичном самопроизвольном прекращении подачи энергии, а также исключать самопроизвольное изменение состояния этих устройств при восстановлении подачи энергии.
5. Элементы конструкции оборудования не должны иметь острых углов, кромок, заусениц и поверхностей с неровностями, представляющих опасность травмирования работающих, если их наличие не определяется назначением этих элементов. В последнем случае должны быть предусмотрены меры защиты работающих.
6. Конструкция оборудования, использующего электроэнергию, должна включать устройства (средства) для обеспечения электробезопасности. При этом любое оборудование должно быть выполнено так, чтобы исключить накопление зарядов статического электричества в количестве, опасном для работающего или в отношении возникновения пожара и взрыва. Для оборудования, действующего с помощью неэлектрической энергии (например, гидравлической, пневматической, энергии пара), предусматривается исключение всех опасностей, вызываемых этими видами энергии.
7. Конструкция оборудования должна исключать ошибки при монтаже, если они могут явиться источником опасности. При частичном выполнении данного требования в эксплуатационной документации должны содержаться порядок выполнения монтажа, объем проверок и испытаний, исключающих возможность появления таких ошибок.
4.2.3. Общие требования безопасности и экологичности к технологическим процессам.
Общие требования безопасности установлены ГОСТ 12.3.002-75*. На базе их и с учетом анализа данных производственного травматизма и профзаболеваемости, прогноза возможности предупреждения возникновения НФ во вновь разрабатываемых или модернизируемых процессах разрабатывают требования безопасности к группам и отдельным процессам. Эти требования излагают в стандартах подсистемы 3 ССБТ, нормах технологического проектирования, текстовой части технологических карт, правилах, инструкциях и других документах, а также в стандартах любых видов на конкретные процессы.
Общие требования безопасности и экологичности к технологическим (производственным) процессам (видам работ) реализуются при проектировании, организации и осуществлении данных процессов. Они заключаются в следующем:
1. Использование исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, комплектующих изделий (узлов, элементов) и т.п., не оказывающих опасного и вредного воздействия на работающих. При невозможности выполнения этого требования должны быть приняты меры по устранению непосредственного контакта работающих или защита их с помощью С3.
2. Замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением НФ, процессами и операциями с отсутствием этих факторов или с их значениями, не превышающими ПДУ, ПДК, ПДВ и ПДС.
3. Применение комплексной механизации, автоматизации, дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии НФ, а также оборудования, не являющегося источником травматизма и профзаболеваний, и СЗ работающих.
4. Герметизация оборудования или создание в оборудовании повышенного или пониженного (фиксируемого по прибору) давления по сравнению с атмосферным.
5. Разработка обеспечивающих безопасность СУ и контроля процесса, включая их автоматизацию внешней и внутренней диагностики на базе ЭВМ.
6. Применение быстродействующей отсекающей арматуры, устройств противоаварийной защиты и средств локализации НФ в случае аварии.
7. Использование или разработка безотходных технологий замкнутого цикла производств, а если это невозможно, то своевременное удаление, обезвреживание и захоронение отходов, являющихся источником вредных факторов. Применение системы оборотного водоснабжения.
8. Применение сигнальных цветов и знаков безопасности в соответствии о ГОСТ 12.4.026-76*; рациональных режимов труда и отдыха с целью предотвращения монотонности, гиподинамии, чрезмерных физических и нервно-психических перегрузок.
9. Защита от возможных отрицательных воздействий природного характера (землетрясений и др.) и погодных условий.
10. При использования новых исходных материалов, полуфабрикатов и образовании промежуточных веществ, обладающих негативными свойствами, работающие должны быть заранее информированы о правилах безопасного поведения, обучены работе с этими веществами и обеспечены соответствующими СЗ. Места хранения этих веществ и процесс их транспортировки должны быть тщательно организованы с точки зрения безопасности и экологичности. При этом должны быть использованы средства автоматического контроля и диагностики для предотвращения образования взрывоопасной среды.
4.3.
Пожаробезопасность транспортного цеха
Территория должна быть ограждена сплошным забором, в котором устраивают специальные пожарные въезды (ворота).
План эвакуации автомобилей на случай пожара разрабатывают для каждой стоянки. В этом плане даются описание порядка и очередности эвакуации, дежурство водителей в межсменное время и выходные дни, порядок хранения ключей зажигания.
На площадках открытого хранения автомобилей при числе их более 200 в одной группе противопожарный разрыв между группами должен быть не менее 20м. Расстояния до производственных зданий принимают равными 15...20 м в зависимости от степени огнестойкости зданий, а до зданий, где производят техническое обслуживание автомобилей, не менее 10м. Между автомобилями и забором должен оставаться разрыв не менее 2м. Неисправные автомобили и прицепы, ожидающие ремонта, хранят отдельно от исправных. Автомобили-цистерны, перевозящие топливо и другие, горючие или взрывоопасные вещества, хранят отдельно от других автомобилей.
Помещения для технического обслуживания и ремонта автомобилей отделяют от помещений для хранения автомобилей несгораемыми стенами и перекрытиями.
Территорию стоянки нельзя загромождать предметами, которые могут помешать рассредоточению автомобилей в случае пожара. Против запасных ворот должны стоять только исправные автомобили, готовые к немедленному выезду.
На стоянках автомобилей во избежание пожара не разрешается курить, работать с открытым огнём и хранить горючие и легковоспламеняющиеся материалы. Нельзя прогревать холодные двигатели, картеры коробок передач и редукторы мостов, топливные баки дизельных двигателей и другие узлы автомобилей открытым огнем, оставлять в автомобиле промасленные обтирочные концы и спецодежду по окончании работы, а также оставлять автомобиль с включенным зажиганием.
В помещениях для хранения автомобилей нельзя курить, пользоваться открытым огнем, переносными кузнечными горнами, паяльными лампами, сварочными аппаратами, хранить бензин, дизельное топливо, баллоны с газом (за исключением топлива в баках и газа в баллонах, смонтированных на автомобилях), хранить тару из-под горючих легковоспламеняющихся жидкостей. Нельзя оставлять на местах стоянки груженые автомобили.
При организации временных стоянок автомобилей в полевых и лесных условиях во избежание пожаров рекомендуется очищать площадки стоянок от сухой травы, стерни и валежника, вспахивать вокруг полосу шириной 1 м и располагать стоянки не ближе 100 м от построек, стогов соломы, токов, хлеба на корню, лесоразработок. Места стоянки автомобилей должны быть обеспечены буксирными тросами и штангами из расчета один трос (штанга)на 10 автомобилей.
Топливо и смазочные материалы для автомобилей необходимо хранить на очищенных от растительности земляных площадках на расстоянии не менее 100 м от лесозаготовок, мест уборки и обмолота хлебов, стогов сена и соломы, хлеба на корню, стоянок автомобилей и тракторов и не менее 50 м от трудносгораемых и сгораемых построек. Площадки следует опахивать полосой шириной не менее 1 м.
Лестницы и чердаки производственных и служебных помещений должны быть всегда свободны. Запрещается их использование под производственные или складские помещения. Чердаки должны быть постоянно заперты, а ключи от них храниться в проходной или у дежурного персонала.
Специальные места для курения рекомендуется оборудовать на видных местах. Там устанавливают урну для окурков, вешают огнетушитель. Желательно поблизости организовать уголок пожарной безопасности, обязательно вывешивать объявления типа «Место для курения», «Курить только здесь». В других местах вывешиваются объявления «Не курить», «Курить воспрещается».
Для создания повышенной пожарной безопасности керосинные ванны для мойки деталей желательно располагать в отдельном помещении с индивидуальной вентиляцией. На время перерывов ванны следует закрывать плотными крышками, а после окончания работы запирать. Детали после мойки керосином следует просушивать, протирать на столах, обитых железом, или в су шильных шкафах. Часто причиной пожара в производственном помещении является неправильное применение бензина и керосина, например для стирки спецодежды. Спецодежду следует очищать только в химчистках или специальных прачечных.
Нельзя применять жидкое топливо для мытья полов и стен помещений и канав, так как при этом образуется большое количество легковоспламеняющихся паров.
Аккумуляторные батареи автомобилей, находящихся в ТО-2, а также в длительном, более одной смены, ремонте следует отключать.
Промасленные обтирочные материалы и спецодежда при определенных условиях самовозгораются. Поэтому обтирочные материалы в течение рабочей смены собирают в стальные ящики с плотными крышками, а в конце смены выносят на специально оборудованные свалки, откуда их отправляют на уничтожение. Спецодежда между сменами должна храниться в расправленном состоянии, а главное, ее следует своевременно очищать от замасливания.
Одной из наиболее частых причин возникновения пожара является неправильное устройство и эксплуатация электроустановок. Необходимо следить, чтобы к отдельным группам кабелей не было произвольно присоединено больше электропотребителей, чем позволяют эти кабели. В противном случае в электрических щитах произойдут перегрев и разрушение изоляции проводов, возникнут короткое замыкание и пожар.
Небрежное обращение с легковоспламеняющимися жидкостями, несоблюдение элементарных правил техники безопасности чреваты серьезными последствиями. Жидкое топливо нельзя хранить в наземных резервуарах на территории предприятия. Порожнюю тару следует хранить отдельно. На складах легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, на площадках хранения порожней тары и в радиусе не менее 20 м от них воспрещается выполнять работы, связанные с применением открытого огня.
Крышки люков на резервуарах снабжают прокладками, исключающими образование искр. Для сообщения с атмосферой устанавливают дыхательные клапаны. Нельзя закрывать отверстия металлических бочек деревянными пробками или тряпками, перекатывать их при помощи стальных ломов, от соударения которых могут возникнуть искры, вынимать или отвинчивать пробки металлическими предметами.
Легковоспламеняющиеся жидкости должны выдаваться со складов в производство в количествах, удовлетворяющих сменную потребность в них. На местах потребления их хранят в специально оборудованных запирающихся емкостях. Разлитые легковоспламеняющиеся жидкости немедленно засыпают песком и убирают из помещения.
Хранение баллонов с газами допускается только в отдельно стоящих складах при условии защиты баллонов от источников тепловой энергии (отопительных приборов, солнечных лучей и т. п.). Печное отопление в таких складах не допускается. До 10 баллонов разрешается хранить в шкафах или под навесом, пристроенным к зданию.
В производственных и складских помещениях при наличии в них горючих материалов а также изделий в сгораемой упаковке электрические светильники должны быть в закрытом или. защищенном исполнении (со стеклянным колпаком, препятствующим выпадению колб электроламп). Светильники не должны соприкасаться со сгораемыми конструкциями зданий и горючими материалами.
При обычном выделении пыли электроустановки очищают от нее 2 раза в месяц, а при значительных выделениях еженедельно.
Запрещается использовать электроустановки, поверхностный нагрев которых при работе превышает температуру окружающего воздуха на 40°С (если к ним не предъявляются другие требования); электронагревательные приборы без огнестойких подставок, а также оставлять их длительное время включенными в сеть без присмотра; применять для отопления помещений нестандартные (самодельные) нагревательные электропечи или электролампы накаливания; оставлять под напряжением электрические провода или кабели с неизолированными концами; пользоваться поврежденными розетками, осветительными приборами и соединительными коробками, рубильниками и другими электроустановочными изделиями. Светильники аварийного освещения присоединяют к независимому источнику питания.
Электроаппараты и приборы, искрящие по условиям работы, устанавливаемые в пожароопасных помещениях, в зависимости от зоны класса помещений должны быть закрытыми, пыленепроницаемыми или масло-, наполненными, а светильники закрытыми. Допускается установка открытых аппаратов, если их устанавливают в закрытых шкафах. Щитки и выключатели во всех случаях следует располагать вне пожароопасных помещений.
Во избежание пожаров необходимо осуществлять надзор за пожарными устройствами и производственным оборудованием. На участке не разрешается хранить порожнюю тару из-под топлива и смазочных материалов. В помещении необходимо проводить тщательную уборку после окончания работ каждой смены, разлитое масло и топливо убирать при помощи песка, собирать использованные обтирочные материалы, после окончания работы выносить их в отведенное и безопасное в пожарном отношении место. Участок должен быть, в полном объеме, оборудован средствами первичного пожаротушения: ведрами, топорами, баграми, ящиком с песком, огнетушителями ОП-5, ОП-10. На видном месте должна быть закреплена табличка с телефоном аварийной пожарной команды.
4.4
Выводы
В разделе БЖД были рассмотрены следующие темы: характеристика условий труда; анализ экологичности проекта; правила пожарной безопасности транспортного цеха.
В ООО «ТТК» большое внимание уделяется охране труда и окружающей среды, внедрению современных средств механизации трудоемких работ и улучшению санитарно-бытовых условий. Рабочие своевременно обеспечиваются спецодеждой, спецобувью, средствами индивидуальной защиты. Из всего выше рассмотренного можно сделать выводы, что все требования по вышеперечисленным темам соблюдены. Так же был проведен расчет искусственного освещения слесарного участка, в котором было выявлено не рациональное использование количества светильников. Расчет показал, что применяемое количество светильников было недостаточно для оптимального рабочего освещения. На предприятие проводится работа по предотвращению пожаров; выполняются пожарно-профилактические мероприятия. Кроме этого, в производственных помещениях имеются необходимые средства пожаротушения.
Стоит отметить, что в результате взаимодействия человека со средой обитания наблюдаются: рост числа травмируемых и погибших, как на производстве, так и в быту (и Тюменская область здесь не исключение); сокращается продолжительность жизни, особенно среди мужчин (сегодня нередки случаи, когда человек не доживает до выхода на пенсию); возрастает материальный ущерб, как на производства, так и в быту от несчастных случаев и чрезвычайных ситуаций. Поэтому приоритетными задачами ООО «ТТК» является обеспечение безопасности трудящихся, а также повышения качества работы.
ВЫВОДЫ
В дипломном проекте были рассмотренные факторы, влияющие на техническое состояние автомобиля. Проведены исследования зависимости интенсивности эксплуатации и затрат на автомобили от срока их службы. Отсюда:
1. Установлен вид математической модели закономерности изменения интенсивности эксплуатации автомобиля от срока службы.
2. Установлен вид математической модели закономерности изменения затрат на эксплуатацию автомобиля от срока службы.
3. Разработан метод оптимальной замены автомобилей ГАЗ-33023 и ГАЗ-3302 за 8 лет эксплуатации для получения максимальной прибыли.
Экспериментальные исследования подтвердили экономическую эффективность данного метода. Можно подчеркнуть, что метод оптимальной замены подвижного состава не учитывает выручку от продажи старого автомобиля. Эту выручку можно использовать либо на приобретение нового автомобиля либо на другие нужды предприятия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. – М.: Статистика, 1979. – 447 с.
Галушко В.Г. Вероятностно-статистические методы на автотранспорте. – Киев: Вища школа, 1976. – 232 с.
ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. – М.: Изд-во стандартов. Июль, 1981.
Захаров Н.С. Влияние сезонных условий на процессы изменения качества автомобилей. - Дисс. ...канд. техн. наук. - М., 2000. - 508 с
Захаров Н.С. Моделирование процессов изменения качества автомобилей: Учебное пособие. – Тюмень: ТГНГУ, 1999. – 126 с.
Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 1 т. / Ред. совет: В.С. Авдуевский, И.В. Аполлонов, Е.Ю. Барзилович и др. – М.: Машиностроение, 1989.
Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта / Минавтотранс РСФСР. – М.: Транспорт, 1986. – 73 с.
Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Е.С. Кузнецова. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Транспорт, 1991. – 413 с.
9. http://otherreferats.allbest.ru/transport/00007116_0.html .
