Отчет по практике на ТО автомобилей

 

Рисунок 1.6, а - Изменение d и C1 в зависимости от периодичности ТО

 

 

Рисунок 1.6, б - Изменение Lр и C2 в зависимости от периодичности ТО

При увеличении периодичности  разовые затраты на ТО (d) или остаются постоянными, или незначительно возрастают (рисунок 1.6, а), а удельные затраты значительно сокращаются (рисунок 1.6, б; таблица 1.2).

Увеличение периодичности  ТО, как правило, приводит к сокращению ресурса детали или агрегата (рисунок  1.6, а) и росту удельных затрат на ремонт: С₂ = с/L_р (рисунок 1.6, б), где с - разовые затраты на ремонт; L_р - ресурс до ремонта. Выражение U = C₁ + С₂ = C_Σ является целевой функцией, экстремальное значение которой соответствует оптимальному решению. В данном случае оптимальное решение соответствует минимуму удельных затрат. Определение минимума целевой функции и оптимального значения периодичности ТО проводится графически (рисунок 1.7) или аналитически в том случае, если известны зависимости С₁ =f(L_ТО) и С₂ = ψ(L_ТО).

 

Рисунок 1.7 – Изменение удельных затрат в зависимости от периодичности ТО

Если при назначении уровня риска учитывать потери, связанные  с дорожными происшествиями, то технико-экономический  метод применим для определения  оптимальной периодичности операций, влияющих на безопасность движения.

Преимущества метода:

- учет экономических  последствий принимаемых решений  (L₀);

- простота, ясность, универсальность. 

Недостатки метода:

-необходимость в достоверной  информации о стоимости операций  ТО и ремонта, влияния периодичности  ТО на ресурс элемента;

- отсутствие учета вариации (случайность) всех показателей  (L, х, d, с);

- отсутствие гарантии  определенного уровня безотказности. 

Сферы применения:

- для сложных и дорогих  систем (элементов, агрегатов), не  оказывающих прямого влияния  на безопасность (смена масел  и смазок, фильтров, регулировочные  работы - сцепление, клапанный механизм, антикоррозионная защита кузова  и др.);

- для определения периодичности  ТО по группе автомобилей, работающих  в одинаковых условиях.

 

Экономико-вероятностный метод  определения периодичности ТО. Этот метод обобщает предыдущие и учитывает экономические и вероятностные факторы, а также позволяет сравнивать различные стратегии и тактики поддержания и восстановления работоспособности автомобиля.

Одна из стратегий поддержания  автомобилей в исправном состоянии (С₂) сводится к устранению неисправностей изделия по мере их возникновения, т.е. по потребности. Удельные затраты при этом могут определяться по формуле:

где , х_max, х_min - средняя, максимальная и минимальная наработки на отказ; с- разовые затраты на ремонт, т.е. на устранение отказа.

Преимуществом этой стратегии  является простота - ожидание отказа и  его устранение. Основным недостатком - неопределенность состояния изделия, которое может отказать в любое  время. Кроме того, затрудняются планирование и организация ТО и ремонта.

Рисунок 1.8 – Схема определения периодичности ТО экономико-вероятностным методом

Альтернативная стратегия (С₁) предусматривает предупреждение отказов и неисправностей, восстановление исходного или близкого к нему состояния изделия до того, как будет достигнуто предельное состояние. Эта стратегия реализуется при предупредительном ТО, предупредительных заменах деталей, узлов, механизмов и т.д. Причем возможны две тактики реализации этой стратегии: по наработке и по техническому состоянию.

Рассмотрим последовательно  определение периодичности ТО экономико-вероятностным  методом при тактике - профилактика по наработке.

Постановка задачи: требуется  определить с учетом вариации наработки  на отказ оптимальную периодичность L₀, при которой суммарные удельные затраты на предупреждение (ТО) и устранение (Р) отказов будут минимальны, а риск отказа известен.

Исходными данными являются:

- наработка на отказы  х_i (в виде плотности вероятности f(х)) при эксплуатации изделия без профилактики (рисунок 1.8);

- разовая стоимость выполнения  профилактических (d) и ремонтных (с) работ.

2. Определяем базу для  сравнения, удельные затраты на  устранение отказов без профилактики, т.е. при стратегии II .

3. Выбираем целевую функцию  - суммарные удельные затраты  на предупреждение (ТО) и устранение (Р) отказов U = С_Σ = С₁ + С₂. Оптимальная периодичность ТО L_о соответствует минимуму целевой функции.

4. Назначаем исходную  периодичность ТО L_р = х (рисунок 1.8), которая делит все поле возможных отказов на две группы:

случаи х_i < L_р соответствуют отказам изделий с вероятностью F, так как  изделие откажет до момента его направления на ТО. Средняя наработка устранения этих отказов

- случаи х_i≥L_р соответствуют предупреждению отказов с вероятностью

R = 1 - F, так как изделие  будет направлено на ТО раньше, чем оно может отказать.

5. Рассмотрим варианты  реализации стратегии профилактики  и ремонта, показатели которых  приведены в таблице 1.3.

6. Определим удельные  затраты на предупреждение и  устранение отказов как отношение  взвешенной стоимости ТО и  Р к взвешенной наработке выполнения операций ТО и Р.

где сF + dR - средневзвешенная стоимость выполнения операции ТО и Р; R - вероятность выполнения операции ТО; d - разовая стоимость операции ТО; F - вероятность отказа при выполнении ТО с периодичностью L_р и вероятность выполнения ремонтной операции (устранение отказа); с - стоимость устранения отказа; L_р^/F+L_рR - средневзвешенная наработка выполнения операции ТО и Р; L_р - периодичность ТО при выполнении по наработке; L_р^/ - средняя наработка отказавших с вероятностью F элементов (х_i < L_р).

Таблица 1.3 – Варианта реализации стратегий

7. Аналитически из условия  или графически определим оптимальную периодичность L₀, соответствующий ей риск F₀ и вероятность безотказной работы R₀.

8. Определим величину  целевой функции при оптимальной  периодичности ТО L₀₁:

Рисунок 1.9 – Схема профилактической операции

9. Сравним полученные  удельные затраты с удельными  затратами при выполнении только  ремонтных работ, т.е. устранении  отказов без ТО (С₂)

С₂ = с/ .

Если С₂ > С_I-1⁰, то для данного элемента рационально проводить ТО по наработке с оптимальной периодичностью L₀₁.

Если С_I-1⁰> С_II, то для данного элемента нерационально предупреждать отказы (ТО), а достаточно их устранять, т.е. реализовать стратегию II - ремонт по потребности со средней наработкой до отказа х.

10. Построим схему профилактической  операции (рисунок 2.1), которая показывает зависимость суммарных удельных затрат на ТО и ремонт при тактике профилактики. На схеме профилактической операции можно выделить три характерные зоны.

Зона А - зона экономической нецелесообразности профилактической стратегии, так как С_I-1 > С_II. Это также внеэкономическая зона, используемая при определении L₀, когда необходимо гарантировать высокую безотказность, несмотря на затраты (например, специальные операции, доставка особо опасных грузов, военные операции и т.д.).

Зона Б - зона предпочтительности по экономическим показателям профилактической стратегии над ремонтной, так как С_I-1 ≤ С_II. Внутри этой зоны по организационным причинам (например, одновременное выполнение группы операций ТО, имеющих разную оптимальную периодичность) можно изменять фактическую периодичность, сохраняя условие С_I-1 ≤ С_II.

 

Рисунок 2.1 – Изменение суммарных удельных затрат СΣ и вероятности отказа в межосмотровой период F в зависимости от периодичности ТО.

Зона В - зона относительной стабильности профилактической стратегии, внутри которой колебания фактической периодичности (от L^/₀ до L^//₀) приводят к незначительному изменению С_I-1. Это допуск при планировании ТО, который обычно составляет ±10 % от L₀.

В таблице 1.3 и на рисунке 2.2 приведены результаты определения периодичности ТО рассмотренным методом при следующих исходных данных: х = 10 тыс. км; σ_х = 3 тыс. км; с = 10 расчетных ед.; d = 2 расчетных ед.; распределение наработки до отказа - нормальное.

Полученные данные позволяют  сделать следующие выводы.

а) минимальные удельные затраты (С_I-1)_min = 0,47 р.е./1000 км соответствуют оптимальной периодичности ТО L₀ = 6 тыс. км;

б) применение профилактической стратегии с оптимальной периодичностью ТО сокращает удельные затраты по сравнению с ремонтом по потребности  в 2,1 раза (100 и 47 %);

в) отклонение от оптимальной  периодичности сокращает эффективность  профилактической стратегии. Например, при L_р = х = 10 тыс. км затраты:

- увеличиваются по сравнению  с оптимальными в 1,5 раза (с 0,47 до 0,7);

- сокращаются по сравнению  с ремонтной стратегией примерно  только на 30 % (100 и 70 %).

 

Таблица 1.4 - Определение оптимальной периодичности ТО экономико-вероятностным методом при стратегии ТО по наработке

г) при постановке автомобилей  на ТО целесообразно и реально  интервальное планирование периодичности. Например, при L_то = 4…8 тыс. км затраты изменяются в пределах

(0,55 - 0,47)/0,47 = 0,17, или 17 %.

д) при оптимальной периодичности риск отказа составляет 9,5 %; F(х = 6 тыс. км) = 0,095 (таблица 1.4). При увеличении периодичности по сравнению с оптимальной риск увеличивается (в пределе до 1), а при сокращении - уменьшается.

Таким образом, при профилактике наблюдается смешанная (I и II) стратегия  обеспечения работоспособности.

В экономико-вероятностном  методе, так же как и при определении  оптимальной периодичности по безотказности, используют понятие коэффициента рациональной периодичности

стратегии II (восстановление работоспособности). Например, для объекта, имеющего показатели к_П = 0,4; х = 15,5 тыс.км; υ_х = 0,4 получаем β = 0,78, L₀ = 12 тыс. км.

Экономико-вероятностный  метод позволяет рассчитать рациональную периодичность ТО исходя из заданного  сокращения потока отказов в межосмотровые периоды, т.е. между двумя последовательными ТО. При наличии ограничений безотказности

 

Рисунок 2.2 – Выбор оптимальной периодичности ТО экономико-вероятностным методом при заданном уровне безотказности в межосмотровом периоде

где к_ω = ω_I/ω_II – коэффициент заданного сокращения параметра потока отказов; ω_I - параметр потока отказов при использовании предупредительной стратегии; ω_II - то же, при устранении отказов по потребности.

Если в рассматриваемом  примере задано сокращение параметра  потока отказов при использовании  предупредительной стратегии в 5 раз (к_ω = 0,2), то коэффициент рациональной периодичности определяется по формуле и составит β₀ = 0,48, а рациональная периодичность L₀ = 0,48 · 15,5 = 8,4 тыс. км. Следует отметить, что принятие дополнительных требований по безотказности сокращает рациональную периодичность по сравнению с использованием только экономических критериев.

Эта же задача может быть решена графически. Задаваясь значением  υ_х = 0,4; к_ω = 0,2 (рисунок 2.2), определяем β₀ ≈ 0,48.

Преимущества метода:

- учет вероятностных  и стоимостных факторов;

- гарантия при проведении  ТО с оптимальной периодичностью  определенных уровней безотказности  R_д и риска F_д при известных затратах на реализации этой стратегии;

- возможность реализовать  предупредительный ремонт (замена  важных экологической и дорожной  безопасности и экономичности  деталей).