Совершенствование организации ремонта подвижного состава на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства

Железнодорожный транспорт является одним из основных видов транспорта в Российской Федерации.

Эффективное функционирование железнодорожного транспорта играет исключительную роль в создании условий для модернизации, перехода на инновационный путь развития и устойчивого роста национальной экономики, способствует созданию условий для обеспечения лидерства России в мировой экономической системе.

Железные дороги органично интегрированы в единую транспортную систему Российской Федерации. Во взаимодействии с другими видами транспорта они удовлетворяют потребности населения, экономики и государства в перевозках. При этом железнодорожный транспорт является ведущим элементом транспортной системы, его доля в обеспечении пассажирских и грузовых перевозок составляет более 40 процентов от всего транспорта страны.

Ведущее положение железных дорог определяется их возможностью осуществлять круглогодичное регулярное движение, перевозить основную часть потоков массовых грузов и обеспечивать мобильность трудовых ресурсов. Особое значение железных дорог определяется также большими расстояниями перевозок, слабым развитием коммуникаций других видов транспорта в регионах Сибири и Дальнего Востока, удаленностью мест производства основных сырьевых ресурсов от пунктов их потребления и морских портов.

В связи с ростом интенсивности перевозок, скоростей движения, а также возросших требований по обеспечению безопасности перевозочного процесса особое внимание уделяется качеству ремонта подвижного состава.

Существенное влияние на безопасность движения поездов, наряду с традиционными причинами (надежность подвижного состава, условия эксплуатации и т. п.), оказывает также состояние технологической подготовки производства на предприятиях производящих различные виды ремонта.

Увеличение программы ремонта, а иногда и объемов ремонта требует качественного изменения всей организационной структуры ремонта подвижного состава, и, в первую очередь технологической подготовки производства.

Все это обуславливает необходимость проведения комплекса исследований, направленных на совершенствование организации ремонтного производства на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства, что позволит еще до постановки объекта в ремонт определить объем работ по технологической подготовке производства. Кроме того, это позволит без значительных материальных и временных затрат внедрять в производство новые технологии, повысит качество ремонта подвижного состава, а следовательно и уровень безопасности движения поездов.

Целью работы является совершенствование организации ремонта подвижного состава на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства методом полнофакторного эксперимента.

Объектом исследования является процесс технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.

Предметом исследования является методы и алгоритмы определения и оптимизации трудоемкости процесса технологической подготовки производства.

Теоретической и методологической основой работы являются труды отечественных и зарубежных ученых и специалистов по проблемам теории организации производства, организации ремонтного производства, создания и функционирования систем качества, технологии ремонта подвижного состава: Бирбраера P.A. [1] [2], Болотина М. М. [3] [4], Воробьева A.A. [5], Галахова В. И. [6], Гличева A.B. [7], Горского A.B. [8] [5], Евсеева Д. Г. [9], Козырева В. А. [10] [11], Левина Б. А. [12], Окрепилова В. В. [13], Рахматулина М. Д. [14], Сергеева К. А. [15] [16], Скибы И. Ф. [17], Туровца О. Г. [18] [19] [20], Фомина В. А. [21] [9] и других учёных.

Методы исследований. Для решения поставленных в работе задач использовались методы теории организации, системного анализа, теории вероятностей, математической статистики, математического анализа и моделирования, теории планирования полнофакторного эксперимента и др.

Научная новизна работы: Разработана математическая модель трудоемкости технологической подготовки ремонта подвижного состава.

Полученная модель исследована на экстремум по градиентному методу и доказана её адекватность экспериментальными исследованиями.

Определены основные факторы, влияющие на трудоемкость технологической подготовки производства и, установлены их коэффициенты влияния.

Предложены методы определения: уровня квалификации инженерно-технических работниковуровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава.

Практическая ценность работы: Предложенные методы могут использоваться при решении задач сокращения сроков технологической подготовки производства, повышения качества конструкторскотехнологической документации при ремонте, повышения качества ремонта подвижного состава.

Математическая модель трудоемкости может быть использована при проведении исследований, направленных на совершенствование организации производства при ремонте подвижного состава.

Полученные экспериментальные данные могут использоваться в процессе подготовки студентов по следующим дисциплинам: «Проектирование машиностроительного производства», «Технология ремонта подвижного состава», «Автоматизация производственных процессов», «Технологическая подготовка ремонта подвижного состава» и др.

Достоверность научных положений и выводов: Обоснованность и достоверность результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием теоретических и научных разработок, проведенных при исследовании трудоемкости технологической подготовки производства и применением современных методик и средств.

Личный вклад автора в науку: Личный вклад автора состоит в постановке цели диссертационной работыформулировке задач исследованийразработке математической модели трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного составапроведении теоретических и экспериментальных исследованийобработке полученных результатовформулировке выводов и положений, выносимых на защиту.

Реализация работы: Полученные результаты работы приняты к внедрению на ОАО «Вагонреммаш» при проведении работ по технологической подготовке производства при капитально-восстановительном ремонте с модернизацией пассажирского подвижного состава.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:

1)Х Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ, 2009.

2) VII Международная научно-практическая конференция «TRANC-MECH-ART-CHEM», МИИТ, 2010.

3) Научно-практическая конференция «Неделя науки — 2010» (Наука МИИТа — транспорту), МИИТ, 2010.

4) XI Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ, 2010.

5) Международная научно-практическая конференция «Современные тенденции в науке: новый взгляд», Тамбов, 2011.

6) III Международная научно-практическая конференция «История и перспективы развития транспорта на севере России», Ярославль, 2011.

7) Научно-практическая конференция «Неделя науки — 2011» (Наука МИИТа — транспорту), МИИТ, 2011.

8) Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава», Омск, 2011.

9) Международная научно-практическая конференция «Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке», Тамбов, 2012.

10) International research and practice confercnce «European science and technology», Wiesbaden, Germany, 2012.

Публикации: Основные положения диссертации достаточно полно отражены в 17 печатных работах, в том числе 4 статьи опубликованы в периодических изданиях, рекомендованных ВАК России.

На защиту выносятся: Метод определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава.

Метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой ремонта подвижного состава.

Методика проведения и результаты экспериментального исследования трудоемкости технологической подготовки ремонта методом полнофакторного эксперимента.

Диссертационная работа выполнена в рамках выполнения проекта: «Инновационная ресурсосберегающая производственно-транспортная система, обеспечивающая безопасную и быструю перевозку грузов с конкурентным уровнем затрат на эксплуатацию и ремонт основных средств железнодорожного транспорта (на полигоне Рыбное — Челябинск)», в разделе: «Интеллектуальный ремонт тягового подвижного состава».

Диссертация выполнена на кафедре «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» (ТТМ и РПС) «Московского государственного университета путей сообщения» (МГУПС (МИИТ)). Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю, к.т.н., профессору В. А. Фоминузав. кафедрой д.т.н., профессору Д. Г. Евсееву и коллективу кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» (МГУПС (МИИТ)).

Автор выражает благодарность старшему преподавателю кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» к.т.н. Кулькову A.A. за помощь в организации работы над диссертацией.

Объем и структура диссертации:

Объём работы составляет 120 страниц.

Список литературы

включает 101 источник. Работа иллюстрирована 31 рисунком и 28 таблицами.

4.3. Выводы по главе 4.

1. Математическая модель трудоемкости технологической подготовки ремонта подвижного состава исследована на экстремум, тем самым найдены оптимальные значения трудоемкости.

2. Оптимальная трудоемкость ТПП при ремонте ПС (для исследуемых предприятий) достигается при следующих значениях:

U=61% - уровень инженерно технических работников,.

А=75% - уровень автоматизации технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава,.

К=53% - комплектность конструктроско-технологической документации.

Текущие значения факторов для исследуемых предприятий не превышают следующие значения: U=52%- А=51%- К=22%.

3. Данное исследование подтверждает, что необходимо стремиться к постоянному совершенствованию ТПП при ремонте подвижного состава путем повышения, в первую очередь, уровня автоматизации ТПП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. В настоящей диссертационной работе изложены научно обоснованные технологические и технические решения по совершенствованию организации ремонтного производства на основе математического моделирования трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента, имеющие существенное значение для организации производства на железнодорожном транспорте.

2. На основе анализа текущего состояния парка подвижного состава, производственных показателей железнодорожного машиностроения, системы ремонта установлено, что практически единственных выходом из сложившейся ситуации является капитальный ремонт подвижного состава. Совершенствование организации ремонта подвижного состава может быть достигнуто за счет комплекса мероприятий по совершенствованию технологической подготовки производства. Первоочередным из мероприятий является разработка математической модели трудоемкости ТПП.

3. Определены основные факторы, влияющие на трудоемкость ТПП, и установлены их коэффициенты влияния. В результате показано, что наибольшее влияние оказывает состояние технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава. Проведено ранжирование факторов и, выделены для исследований следующие: уровень квалификации инженерно-технических работников, уровень автоматизации ТПП и комплектность конструкторско-технологической документации.

4. Разработан метод, алгоритм определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава. Выполнена практическая оценка уровня ТПП по разработанному методу на ведущих ремонтных предприятиях.

5. Разработан метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, методом экспертных оценок и выполнена практическая оценка уровня квалификации инженерно-технических работников на ведущих ремонтных предприятиях.

6. Выполнена оценка комплектности конструкторско-технологической документации на предприятиях по ремонту подвижного состава.

7. Установлена зависимость трудоемкости работ по технологической подготовке ремонтного производства от уровня квалификации инженерно-технических работников, уровня автоматизации процесса технологической подготовки ремонта и комплектности конструкторско-технологической документации. Показано, что трудоемкость процесса технологической подготовки производства будет принимать минимальные значения при максимально возможных значениях всех влияющих исследуемых факторов. В силу различных причин, на практике добиться максимальных значений довольно сложно, поэтому математическая модель исследовалась на экстремум для нахождения оптимальных значений факторов, влияющих на трудоемкость ТПП.

8. Разработанные в диссертационной работе методы и алгоритмы могут использоваться как совместно, так и отдельно для определения соответствующих показателей.

9. Разработанная модель позволяет для каждого конкретного предприятия определить трудоемкость работ, определить сроки технологической подготовки производства, повысить производительность труда инженерно-технических сотрудников, повысить качество конструкторско-технологической документации при ремонте подвижного состава, повысить качество ремонта подвижного состава, тем самым и уровень безопасности перевозок.

Ill.