Разработка и исследование алгоритмов оптимизации стратегий технического обслуживания и ремонта машин и агрегатов комплекса коммунально-бытовых услуг в районах чрезвычайных ситуаций
Разработаны способы оценки уровня централизации и эффективности организационной структуры системы технического обслуживания и ремонта коммунальнобытового модуля мобильного комплекса первичного жизнеобеспечения. Построены алгоритмы, выражающие зависимость коэффициентов технического использования (готовности) и экономических показателей от вида и периодичности операций технического обслуживания… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Состояние работ по обеспечению коммунально-бытовыми услугами населения при чрезвычайных ситуациях. Постановка цели и задач исследований
- 1. 1. Виды чрезвычайных ситуаций (ЧС) и их последствия
- 1. 2. Краткая характеристика мобильного коммунально-бытового комплекса первичного жизнеобеспечения населения в районах ЧС и мероприятий по жизнеобеспечению
- 1. 3. Роль технического обслуживания и ремонта в обеспечении работоспособности мобильного комплекса жизнеобеспечения в районах ЧС
- 1. 4. Цель и задачи исследований
- Глава 2. Методологические основы построения систем технического обслуживания и ремонта объектов жизнеобеспечения населения при
- 2. 1. Методологические основы оптимизации организационной структуры ТОиР объектов мобильного комплекса
- 2. 2. Методология оптимизации стратегий ТОиР
- 2. 3. Выбор критериев оптимизации стратегий ТОиР
- Выводы по главе
- Глава 3. Методы оптимизации стратегий ТОиР объектов мобильного комплекса
- 3. 1. Оптимизация стратегий ТОиР в случае полной информационной обеспеченности на уровне однотипных элементов и устройств для бесконечного и конечного интервала времени
- 3. 1. 1. Оптимизация на бесконечном интервале времени
- 3. 1. 2. Оптимизация на конечном интервале времени
- 3. 1. 3. Последовательные стратегии
- 3. 2. Выбор стратегий ТОиР для изделий в целом
- 3. 3. Выбор стратегий ТОиР для объектов жизнеобеспечения по критерию средних затрат на единицу наработки
- 3. 4. Методология оптимизации стратегий ТОиР в условиях неполной информационной обеспеченности
- 3. 5. Алгоритмы оптимизации стратегий ТОиР (с ограничениями) на уровне однотипных элементов и устройств
- 3. 5. 1. Ограничения только в виде функционала
- 3. 1. Оптимизация стратегий ТОиР в случае полной информационной обеспеченности на уровне однотипных элементов и устройств для бесконечного и конечного интервала времени
- 4. 1. Определение целесообразности управляющих воздействий в определенный момент времени
- 4. 2. Определение времени проведения управляющих воздействий по критерию наработки до первого отказа
- 4. 3. Выбор времени регулирования при неполной информационной обеспеченности
- 4. 4. Оценка нижней границы риска нарушения работоспособности состояния по результатам испытания (диагностирования)
- 5. 1. Определение оптимальной стратегии и периодичности ТОиР для разрабатываемых установок
- 5. 2. Исследования влияния способа вычисления коэффициента готовности на выбор стратегий ТОиР
- 5. 3. Оценка применимости системы ППР для стиральных машин «Текстима»
Разработка и исследование алгоритмов оптимизации стратегий технического обслуживания и ремонта машин и агрегатов комплекса коммунально-бытовых услуг в районах чрезвычайных ситуаций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Ежегодно в России происходит десятки тысяч аварий и катастроф природного и техногенного характера, которые наносят огромный экономический ущерб, приводят к гибели людей, наносят вред окружающей природной среде и имуществу граждан. Ситуации, возникающие при авариях и катастрофах, принято называть чрезвычайными. Вопросы жизнеобеспечения населения и их быстрого обслуживания при чрезвычайных ситуациях должны решаться различными организационно-техническими способами, охватывающими как согласованное взаимодействие нескольких стран, так и национальных, региональных, местных и объектных органов. В большинстве развитых стран мира для первичного жизнеобеспечения пострадавшего населения созданы специальные службы (подразделения).
В нашей стране для решения этой задачи при МЧС РФ создается мобильный комплекс первичного жизнеобеспечения (МКЖ) пострадавшего населения в районах чрезвычайных ситуаций, в создании которого принимает участие автор.
Для обеспечения работоспособности систем жизнеобеспечения населения должна быть организована и применена стратегия их технического обслуживания и ремонта (ТОиР). При этом под стратегией технического обслуживания и ремонта понимается любое целенаправленное правило (функция), устанавливающее виды, объем и периодичность операций ТОиР. Основным назначением и содержанием стратегии ТОиР является контроль и поддержание работоспособного состояния на различных стадиях эксплуатации, транспортирования и хранения и восстановление работоспособного состояния до уровня, который обеспечивал бы функционирование технических средств жизнеобеспечения с заданными значениями эксплуатационных параметров в течение каждого цикла применения по назначению.
Поэтому исследование и обеспечение работоспособности технических средств комплекса жизнеобеспечения является актуальной задачей.
Оптимизацию организационной структуры МКЖ целесообразно проводить методом декомпозиции, т. е. путем разбиения основной задачи оптимизации на несколько связанных друг с другом экстремальных задач значительно меньшей размерности (по объектам, стадиям жизненного цикла МКЖ). Разработана модель построения оптимальной организационной структуры. Для решения задачи в данной работе предложено использовать метод блочного линейного программирования. Рассмотрены методические подходы к многокритериальным задачам выбора стратегий ТОиР. Для объектов МКЖ применен лексикографический метод.
Показано, что система ТОиР объектов МКЖ является сложной организационной системой иерархического вида. Разработаны способы оценки уровня централизации и оценки эффективности определенной организационной структуры. Разработана методология синтеза организационной структуры управляемой и управляющей системы ТОиР коммунальнобытового модуля МКЖ. Показано, что для оптимизации стратегий ТОиР объектов МКЖ могут использоваться экономические критерии (ограничения), показатели надежности и полезности (социологические, психологические).
Практическая значимость работы состоит в характеристике прямых и обратных задач оптимизации стратегий ТОиР и условий их применения для объектов МКЖ. Разработаны рекомендации по установлению цепей (функций) оптимизации и системы ограничений.
По результатам выполненных исследований опубликовано 12 печатных работы.
Общие выводы.
1. Обоснованы состав и характеристики мобильного комплекса жизнеобеспечения, проведен анализ требований к состоянию его готовности к операциям технического обслуживания и ремонта. На основании проведенных исследований разработаны нормативные требования к системе технического обслуживания и ремонта машин и агрегатов, входящих в состав мобильного комплекса первичного жизнеобеспечения пострадавшего населения в районах чрезвычайных ситуаций.
2. Разработана методология синтеза организационной структуры управляемой и управляющей системы технического обслуживания и ремонта коммунальнобытового модуля мобильного комплекса жизнеобеспечения. Обоснованы требования к организации системы технического обслуживания и ремонта объектов комплекса.
3. Теоретически обоснованы методики решения многокритериальных задач выбора стратегий технического обслуживания и ремонта, обоснован выбор критериев оптимизации стратегии технического обслуживания и ремонта машин и агрегатов мобильного комплекса жизнеобеспечения.
4. Разработаны способы оценки уровня централизации и эффективности организационной структуры системы технического обслуживания и ремонта коммунальнобытового модуля мобильного комплекса первичного жизнеобеспечения. Построены алгоритмы, выражающие зависимость коэффициентов технического использования (готовности) и экономических показателей от вида и периодичности операций технического обслуживания и ремонта. Получены выражения для определения эффективности технического обслуживания и ремонта от оптимизации стратегий.
5. Решены задачи оптимизации алгоритмов стратегий технического обслуживания и ремонта коммунальнобытового модуля мобильного комплекса первичного жизнеобеспечения на уровне элемента, на уровне устройства и последовательной стратегии. Задачи решены для бесконечного и конечного интервала времени.
6. Разработаны и внедрены программы и методики государственных испытаний мобильного комплекса первичного жизнеобеспечения. Определены оптимальные стратегии технического обслуживания и ремонта и периодичности операций технического обслуживания для машин и агрегатов коммунальнобытового модуля мобильного комплекса первичного жизнеобеспечения.
7. Проведена оценка эффективности системы планово-предупредительных ремонтов машин и агрегатов коммунально-бытового модуля на примере стиральной машины «Тексгима».
Список литературы
- Технический проект «Мобильный комплекс первичного жизнеобеспечения пострадавшего населения в районах чрезвычайных ситуаций. Пояснительная записка». — М.: Шифр «Березка», 1996,28 с.
- Положение о системе планово-предупредительного ремонта оборудования предприятий бытового обслуживания РСФСР. М.: ЦБНТИ, 1985,304 с.
- Флейшман Б.С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. М.: Советское радио, 1971,262 с.
- Барзилович Е.Ю., Каштанов В. В. Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем. М.: Советское радио, 1967,300 с.
- Дедков В.К., Северцев H.A. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. -М.: Высшая школа, 1976,406 с.
- Кокс Д., Смит В. Теория восстановления. М.: Советское радио, 1967,300с
- Надежность и эффективность в технике: Справочник Т.5: Проектный анализ надежности /Под ред. В. И. Матрушева и А. И. Рембезы. М.: Машиностроение, 1988, 316 с.
- Гасс С.А. Линейное программирование. М.: Наука, 1961,248 с.
- Де Гроот М. Оптимальные статистические решения. М.: 1974,258 с.
- Данцич Ф. Линейное программирование, его применение и обобщение. М.: Прогресс, 1966,105 с. 18.3ангвил У. И. Нелинейное программирование. М.: Советское радио, 1969,212 с.
- Корбут АО., Филькенштейн Ю. П. Дискретное программирование. М.: Наука, 1969,212 с.
- Понтрягин Л.Н., Болтянский В. И. и др. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1969,348 с. 21 .Пшеничный Б. А Необходимые условия экстремума. М.: Наука, 1969,125с.
- Саати Т. Целочисленные методы оптимизации и связанные с ними экстремальные задачи. М: Мир, 1973,528 с.
- Хайлд Д. Методы поиска экстремума. М.: Наука, 1967,285 с.
- Проников А.С. Долговечность машин. М.: Машиностроение, 1982,212 с.
- Степанов С.К. Профилактические работы и сроки их проведения. М.: Советское радио, 1972,128 с.
- Гальперин А.С., Сушкевич М. Ю. Определение оптимальной долговечности машин. -М.: Колос, 1970,187 с.
- Гальперин АС., Шипков И. С. Прогнозирование числа ремонтов машин. М.: Машиностроение, 1973,218 с.
- Надежность в технике. Методы определения оптимальной периодичности и объемов технического обслуживания и плановых ремонтов изделий. /МР 226−86. М.: ВНИИНМАШ, 1987,64 с.
- Методические указания СЭВ по стандартизации. Надежность в технике. Определение оптимальной периодичности технического обслуживания объектов. Общие условия и методы расчета МС 139−87.-М.: ВНИИНМАШ, 1987,87 с.
- Кубарев АИ., Панфилов Е. И., Хохлов Б. И. Надежность машин и оборудования и приборов бытового назначения. М.: Легпромбытиздат, 1987,258 с.
- Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. М.: Стандарты, 1977,325с.
- Баронс П.П., Звиедрис А. В., Салениекс Н. К. Надежность и качество механических систем Рига, Авотс, 1983,124 с.
- ГОСТ Р 22.3.01.94. Жизнеобеспечение населения в чрезвычайных ситуациях. -М.: Стандарты, 1996,12 с.
- Адлер Ю.П., Маркова Г. П., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальный условий. М.: Высшая школа, 1971,212 с.
- Агапов А.С. Опыт применения некоторых методов статистической оценки надежности промышленных изделий. Л.: Машиностроение, 1977.
- Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. -М.: Наука, 1971.
- Браун Э.Д., Евдокимов Ю. А., Чигнидзе А. В. Моделирование трения и изнашивания в ватинах. М.: Наука, 1982.
- Барзилович Е.Ю., Каштанов В. А. Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем. М: Мир, 1971.
- Барзилович Е.Ю., Каштанов В. А. Организация обслуживания сложной системы при ограниченной информации о надежности. М.: Машиностроение, 1975.
- Барзилович Е.Ю. и др. Выбор запасного комплекта для обеспечения оптимальной стратегии технического обслуживания. М.: Машиностроение, 1975.
- Барзилович Е.Ю., Каштанов В. А., Коваленко И. Н. О минимаксных критериях в задачах надежности. -М.: Машиностроение, 1970.
- Барзилович Е.Ю., Иванов В. И., Степанов Э. Н. и др. Выбор запасного комплекта для обеспечения оптимальной стратегии технической эксплуатации. М.: Машиностроение, 1975.
- Болышев Л.Н., Смирнов И. В. Таблицы математической статистики. М.: Мир, 1983.
- Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.
- Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М: Наука, 1976.
- Веников В.А., Кулиев А. М. Вероятностная трактовка критериев подобия. М.: Наука. 1974.
- Воскобоев В.Ф. Об оптимальном управлении состоянием технической системы при наличии ограничений. М.: Машиностроение, 1975.
- Вентцель Е. С., Овчаров JI.A. Прикладные задачи теории вероятностей. М.: Мир, 1983.
- Гнеденко Б.В., Беляев Ю. К., Соловьев АД. Математические методы в теории надежности. -М: Стандарты, 1965.
- Кеденцер Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточностью. -Киев: Колос, 1978.
- Кэндел Ж., Стюарт, А Многомерный статистический анализ и временные ряды. -М.: Мир, 1976.57 .Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975.
- Кокс Д., Хинк Д. Теоретическая статистика. -М.: Мир, 1978.
- Карманов В.Г. Математическое программирование. -М.: Мир, 1986.
- Каргашов Г. Д. Принципы расходования ресурса и их использования для оценки надежности. -М.: Машиностроение, 1984.
- Лившиц АЛ., Мальц O.A. Статистическое моделирование систем массового обслуживания. М.: Наука, 1978.
- Лейфер Л.Н. Методы объединения неоднородной информации и их применение в задачах оценивания показателей надежности машин по результатам их испытаний. -М.: Машиностроение, 1982.
- Лейфер JI.H. Оценка показателей надежности технических систем на основе поэлементного анализа и обработки неоднородных данных. -М.: Машиностроение, 1983.
- Павленко М.И. Сравнение стратегий обслуживания хранящихся систем. М.: Машиностроение, 1975.
- Прохоренко В.А., Голиков В. Ф. Учет априорной информации при оценке надежности. Минск: Машиностроение, 1979.
- Рыжиков Ю.И. Управление запасами при случайном спросе. -М.: Мир, 1977.
- Надежность и эффективность в технике./ Под редакцией А. И. Рембезы. Справочник-М.: Стандарты, 1986.
- Судаков P.C. Теория испытаний. -М.: Машиностроение, 1985.
- Судаков P.C., Северцев H.A., Титулов В. И., Чесноков Ю. М. Статистические задачи отработки систем и таблицы для числовых расчетов показателей надежности. -М.:Мир, 1975.
- Северцев НА, Шолкин В. Г., Ярыгин ГА Статистическая теория подобия. Надежность технических систем. М.: Стандарты, 1986.
- Судаков P.C., Тескин О. И., Северцев НА Оценка надежности изделий на этапе конструкторских испытаний. М.: Стандарты, 1974.
- Соловьев АД. Асимптотическое поведение момента первого наступления редкого события в регенерирующем процессе. -М.: Мир, 1971.
- Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в технике. ML: Машиностроение, 1981.
- Соловьев АД. Расчет и оценка характеристик надежности. М.: Мир, 1978.
- Тескин О.И. непараметрическое прогнозирование надежности изделий. М.: Мир, 1973.
- Ховард Р.Д. Динамическое программирование и марковские процессы. М.: Наука, 1964.
- Черкесов Г. Н. Надежность систем с временной избыточностью. М.: Стандарты, 1974.
- А.Ахо, Дж. Хопкрофт, Дж. Ульман, Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир, 1979,82 с.
- Э.Дейнгольд, Ю. Нивергельт, Н. Део, Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика.-М.: Мир, 1980,181 с.
- Э.Майника, Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. М.: Мир, 1981.
- Барлоу Р., Хантер Л. Оптимальный порядок проведения профилактических работ. В сб. переводов «Оптимальные задачи надежности» / под ред. И. А. Ушакова. -М.: Стандарты, 1968.
- Барлоу Р., Хантер Л., Прошан Ф. Оптимальная избыточность при двух типах отказов элементов. В сб. переводов «Оптимальные задачи надежности» /под ред. ИА Ушакова. -М.: Стандарты, 1968.
- Блэк Г., Прошан Ф. Оптимальное резервирование. В сб. переводов «Оптимальные задачи надежности» / под ред. ИАУшакова. -М.: Стандарты, 1968.
- Гордон Р. Оптимальное резервирование с целью достижения максимальной надежности. В сб. переводов «Оптимальные задачи надежности» / под ред. И. А. Ушакова. -М.: Стандарты, 1968.
- Гумбель Э. Статистика экстремальных значений. Пер. с англ., под ред. Д.М. Чи-бисова. -М.: Мир, 1965
- Barlow R.E., 1962, Repairman Problems, Studies in Applied Probability and Management Science, Chap. 2, edited by Arrow, Karlin, and Scarf, Stanford University Press, Stanford, Calif.
- Barlow R.E., and F. Proschan, 1964, Comparison of replacement policies, and renewal theory implications, Ann. Math. Statist., v. 35, № 2, p. 577−589.
- Birnbaum Z.W., J.D.Esary, and S.C.Saunders, 1961, Multicomponent systems and structures and their reliability, Technometrics, v.3, № 1, p.55−77.
- Derman C., 1962, On sequential decisions and Markov chains, Management Science, v.9,№l, p,16−24.
- Derman C., 1963, Stabl sequential control rules and Markov chains, J.Math. Analysis and Applications, v.6, № 2, p.257−265.127
- Esary J.D., and F Proschan, 1963, Relationship between system Mure rate and component failure rate, Technometrics, v.5, № 2, p. 191−209.
- Parsen E., 1962, Stochastic Processes, Holden day, San-Francisco, Calif.
- Flehinger B J., 1962, A general model for the reliability analysis of systems under various preventive maintenance policies, Ann. Math. Statist., v.33, № 1, p.137−156.
- Hanne J.R., 1962, Optimizing simple circuity for reliability and performance by Mure mode, Applications and Industry, American Institute for Electrical Engineers.
- Karlin S., 1963, Total positivity and convexity preserving transformations, Proceedings of Symposia in Pure Matematics, vol. VII, Convexity. American Matematical Society.
- Karlin S., 1964, Total positivity, absorption probabilities, and application, Trans. Amer. Math. Soc., v. m, № 1, p.33−107.
- Rander R., and D.W. Jorgenson, 1963, Opportunistic replacement of a single part in the presence of several monitored parts, Management Science, v. 10, № 1, p. 70−84.