Повышение уровня технологической подготовки производства вагоносборочных участков ремонтных депо
На правах рукописи
КРИВИЧ Ольга Юрьевна
ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ВАГОНОСБОРОЧНЫХ УЧАСТКОВ РЕМОНТНЫХ ДЕПО
Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва - 2010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Нетяговый подвижной состав»
| Научный руководитель: | - доктор технических наук, профессор Быков Анатолий Иванович (МИИТ) |
| Официальные оппоненты: | - доктор технических наук, профессор Воробьев Александр Алексеевич (МИИТ) - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Райков Герман Васильевич (ВНИИЖТ) |
| Ведущая организация: | - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС) г. Екатеринбург |
Защита диссертации состоится 12 апреля 2010 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 218.005.01 при «Московском государственном университете путей сообщения» (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д.9, стр. 9, аудитория 2505.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Московского государственного университета путей сообщения» (МИИТ).
Автореферат разослан 09 марта 2010г.
Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета «Московского государственного университета путей сообщения» (МИИТ).
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор технических наук, доцент А.В. Саврухин
ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Совершенствование средств технологического оснащения, появление современных технологий, новых конструкций вагонов и их узлов вызывает необходимость вносить коррективы в производственную систему предприятий. В этой связи, актуальной является задача обеспечения гибкости и повышения эффективности технологической подготовки вагоноремонтного производства, что позволит без значительных материальных и временных затрат внедрять в производство новые средства технологического оснащения, а также технологии, соответствующие современным требованиям, и повысит качество ремонта вагонов, а следовательно и уровень безопасности движения.
Цель диссертационной работы. Целью диссертационной работы является повышение уровня технологической подготовки производства вагоносборочных участков ремонтных депо за счет совершенствования методов проектирования и обоснования параметров технологических процессов ремонта вагонов.
Для достижения цели решены следующие задачи:
- проанализирован существующий уровень технологической подготовки сборочных производственных участков и существующие сборочные технологические процессы вагонных депо;
- проанализированы существующие методики расчета параметров технологических процессов сборки вагонов в депо;
- проанализированы существующие системы и средства автоматизации проектирования сборочных технологических процессов в машиностроении;
- разработана информационная база для проектирования сборочных технологических процессов вагонных депо на базе существующих технологий, включающая в себя:
• перечень выполняемых операций;
• средства технологического оснащения с их характеристиками;
• параметры для оценки трудовых затрат;
• параметры для оценки затрат материалов и запчастей;
• конкретные сборочные технологические процессы вагонов и их узлов;
- уточнены математические модели и методика проектирования сборочных технологических процессов;
- усовершенствованы математические модели и методика расчета параметров вагоносборочных участков депо;
- подобрано программное обеспечение для формирования сборочных технологических процессов и расчета параметров вагоносборочных участков;
- выполнена оценка состояния технологической подготовки производства сборочных участков депо по ремонту пассажирских и специализированных грузовых вагонов и даны рекомендации по повышению ее уровня в ряде депо;
- выполнено экспериментальное обследование структуры и параметров технологических процессов сборки действующих вагонных депо;
- внедрены в ряде вагонных депо элементы программно-методического комплекса для разработки технологических процессов и расчета параметров участков сборки в виде конкретных технологических процессов и элементов системы «АРМ-технолога сборочного участка вагонного депо».
Объект исследования. Объектом исследования в диссертации являются депо по ремонту грузовых и пассажирских вагонов.
Предмет исследования. Предметом исследования является система технологической подготовки депо по ремонту грузовых и пассажирских вагонов в области разработки сборочных технологических процессов, расчета и обоснования параметров сборочных участков.
Методика исследования. Методы исследования основываются на теории технических систем, системном анализе, теории множеств, теории графов, вычислительной математике, дискретной математике, математическом программировании. Для построения математических моделей объектов и процессов сборочного производства использован структурно-параметрический метод.
Научная новизна. Научная новизна диссертации заключается в том, что для сборочных участков вагонных депо уточнена методика проектирования технологических процессов сборки в части учета дополнительных элементов конструкции пассажирских и специализированных грузовых вагонов, построены информационные модели объектов сборки, математические модели структурного анализа технологических процессов сборки, математические модели параметрического анализа технологических процессов.
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов. Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждается внедрением результатов и практических рекомендаций диссертации в вагонных депо. Повышение уровня технологической подготовки произошло из-за того, что ряд задач, определяющих ее состояние, стал решаться эффективнее. Улучшилось качество технологической документации (операции описаны подробно с указанием конкретных средств технологического оснащения и технологических режимов), что позволило повысить технологическую дисциплину и сократить отказы вагонов в эксплуатации, снизить расходы на содержание вагонного парка и повысить безопасность движения поездов, что отмечено в актах о внедрении, приведенных в диссертации.
Практическая значимость. Практическая значимость работы состоит в следующем: разработан программно-методический комплекс «АРМ-технолога вагоносборочного участка (ВСУ)», позволяющий повысить эффективность технологической подготовки вагоноремонтного производства за счет существенно сокращения сроков технического перевооружения, увеличения производительности труда инженерно-технических работников, повышения качества технологической документации, а, следовательно, качества ремонта вагонов; для создания системы «АРМ-технолога ВСУ» разработано специализированное программно-методическое обеспечение, реализующее на ЭВМ процедуры технологического проектирования сборочных участков; создан банк данных, содержащий информацию по основным объектам и технологическим процессам сборочных участков депо; система «АРМ-технолога ВСУ» внедрена на четырех вагоноремонтных предприятиях; с помощью системы «АРМ-технолога ВСУ» разработаны и внедрены в вагонные депо более 29 конкретных технологических процессов ремонта.
Положения и результаты диссертации, выносимые на защиту. Методика проектирования технологических процессов сборки. Математические модели технологических процессов, выполняемых на производственных участках сборки. Результаты экспериментальной оценки технологической подготовки производства на сборочных участках.
Апробация и реализация работы. Материалы диссертации докладывались на пятой научно-практической конференции МИИТ «Безопасность движения поездов», на кафедре "Нетяговый подвижной состав РОАТ", на технических советах вагоноремонтных предприятий: ЛВЧД Москва-3, ЛВЧД Воронеж, ЛВЧД Горький-Мск, РефВЧД Подмосковная.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе три работы в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования основных научных результатов диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации (без приложений), включая таблицы и рисунки, составляет 135 страниц. Рисунков в тексте 23, таблиц 14, приложений 8. Список использованной литературы составляет 94 наименования.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обоснована актуальность проведенных в диссертации исследований, приведена краткая характеристика работы, сформулированы ее научная новизна и практическая ценность.
В первой главе диссертационной работы представлен обзор и анализ исследований в области технологического проектирования машиностроительного, машиноремонтного и вагоноремонтного производств.
В работе проанализированы труды отечественных и зарубежных ученых, которые охватывают два направления исследований: техническая подготовка машиностроительного, машиноремонтного и вагоноремонтного производств; организация ремонта и технического обслуживания вагонов.
Первое направление исследований закладывает теоретические основы решения задач технологической подготовки производства в машиностроении и машиноремонтном производстве. Решению этих задач посвящены труды отечественных ученых Г.К. Горанского, И.П. Норенкова, С.Н. Корчака,
Н.М. Капустина и других.
В основу систем формирования технологических процессов с помощью ЭВМ положены следующие методы: проектирование на основе типизации и групповой технологии; преобразование процессов-аналогов; многоуровневый итерационный метод.
Одним из направлений развития теории проектирования ремонтного производства считается сбор и систематизация разрозненных технологических процессов ремонта с целью создания их математических и информационных моделей с последующим переводом на машинный язык.
На базе исследований в области организации ремонта и технического обслуживания вагонов появились взаимосвязанные научные дисциплины: надежность вагонов, технология их ремонта и организация вагоноремонтного производства, которые активно развиваются благодаря работам отечественных ученых: И.Ф.Скибы, М.М.Болотина, К.В.Мотовилова, П.А.Устича, Д.Г.Евсеева, В.Г.Воротникова, В.И.Сенько,
А.А.Воробьева, А.В.Горского, В.С. Герасимова, А.И.Быкова, К.А.Сергеева, Г.В.Райкова, В.Н. Жданова, В.С.Герасимова, М.М.Соколова, Ю.С.Бараша, В.П.Бугаева, В.А.Ежикова, В.В.Коломийченко, В.С.Наговицына, А.М.Ножевникова, В.В.Пигунова, Н.Е.Разинкина, Д.И.Хабы.
Информатизация технологической подготовки производства (ТПП) значительно сокращает сроки подготовки производства и является основой повышения его эффективности.
Вторая глава посвящена анализу технического состояния вагонов в эксплуатации и исследованию уровня технологической подготовки на сборочных участках действующих депо.
В качестве источников информации о состоянии вагонов использовались базы данных Главного вычислительного центра ОАО «РЖД», формируемые на основе информационно-управляющей системы. Анализ экспериментальной информации выявил следующие особенности технического состояния вагонного парка: наибольшее количество отцепок в текущий отцепочный ремонт (ТОР) приходится на полувагоны, цистерны и крытые; значительное количество отцепок в ТОР всех типов вагонов происходит по причине неисправных кузовов и колесных пар.
Для определения частоты поступления вагонов в ТОР применялась формула:
i = Ni/Ki, (1)
где i- частота поступления «i-го» типа вагона в ТОР;
Ni – количество отцепок в ТОР вагонов «i-го» типа;
Кi – количество вагонов «i-го» типа, находящихся в эксплуатации.
По результатам обследования сделан вывод, что плановые виды ремонта не обеспечивают в достаточной мере безотказную работу вагона в межремонтный период, что обусловлено, в том числе, и низким уровнем технологической подготовки производства в вагонных депо.
Оценка уровня технологической подготовки производства и фактических технологий в вагоносборочных производственных участках производилось по методике, разработанной на кафедре “Нетяговый подвижной состав” МИИТа. Обследованию подвергались грузовые и пассажирские вагонные депо. Регистрировалась степень выполнения основных задач ТПП на каждом из проверяемых объектов. Оценка степени выполнения «i-ой» задачи при ТПП предприятия выполнялась с помощью функции:
0, если «i-я» задача не подлежит решению,
аi = 1, если «i-я» задача решается частично,
2, если «i-я» задача решается в полной мере.
Значения функции «аi», полученные по данным экспериментального обследования состояния ТПП, вводились в память ЭВМ в виде таблицы, а результаты машинной обработки выводились в форме отчета. На основе данных отчета получена сводная по всем исследуемым депо таблица.
Количественная оценка состояния технологической подготовки производства на обследуемых предприятиях производилась с помощью четырех показателей. Расчет производился по формулам:
Уm = 
(1/mn)
(akiэкс/ akiбаз), (2)
Уk = 
(1/n)
(akiэкс/ akiбаз), (3)
Уki = 
(akiэкс/ akiбаз), (4)
Уmi = 
(1/m)
(akiэкс/ akiбаз), (5)
где Уm - уровень ТПП группы из «m» предприятий;
Уk - уровень ТПП «k-го» предприятия;
Уki - уровень ТПП «k-го» предприятия по «i-ой» задаче;
Уmi - уровень ТПП группы из «m» предприятий по «i-ой» задаче;
akiэкс - экспериментальное значение оценочной функции для «k-го» предприятия по «i-ой» задаче;
akiбаз – базовое (нормативное) значение оценочной функции для «k-го» предприятия по «i-ой» задаче;
i = (1,2,3,…….n) – порядковый номер задачи ТПП;
n = 29 – количество задач ТПП, по которым проводилось обследование;
k = (1,2,3,…….m) – порядковый номер обследуемого предприятия, m = 15.
Результаты оценки ТПП предприятий показаны на рис. 1.
а) грузовые депо
б) пассажирские и рефрижераторные депо
Рис.1. Уровень технологической подготовки производства вагоносборочных участков депо
Результаты обследования показали, что средний уровень ТПП по обследованным грузовым депо 58,18 %, по обследованным пассажирским депо 73,5 %, что свидетельствует о наличии существенных резервов в части совершенствования всей системы ТПП. Имеется значительный разброс значений уровня ТПП по отдельным предприятиям, что свидетельствует о значительном отставании в части обеспечения готовности производства одних депо от других и необходимости совершенствования систем ТПП конкретных предприятий.
Экспериментальное исследование структуры и параметров технологических процессов, выполняемых на ВСУ депо, производилось для построения моделей реальных технологических процессов. Обследовано 4 пассажирских и 11 грузовых вагонных депо и более 80 комплектов технологических документов на ремонт. Произведен сбор данных о ремонтируемых деталях и сборочных единицах, для каждой детали и сборочной единицы определен перечень возможных дефектов и состав ремонтных технологических операций, параметры которых определены экспериментально. Результатом исследования являются схемы и маршруты действующих технологических процессов с установленными параметрами операций. Данные использованы для построения структурных моделей технологических процессов.
В третьей главе определены методы и разработаны математические модели технологического проектирования вагоносборочных производственных участков. В качестве основного метода математического моделирования объектов и процессов вагоноремонтного производства применен структурно-параметрический метод. Основными проектными процедурами являются: определение структуры объекта проектирования, расчет и обоснование рациональных параметров, характеризующих проектные решения. В качестве основной формулы базовой методики технологического проектирования применяется зависимость, предложенная К.А.Сергеевым:
S(К) S(Р) S(Т) (6)
где S(К) - модель исходного объекта (вагона или его узла);
- процедурно-алгоритмическая среда;
S(Р) - модель порождающей среды (производственной ремонтной системы);
S(Т) - модель объекта проектирования (технологического процесса).
В отличие от базовой методики модели S(К), S(Р), S(Т), входящие в формулу (6), дополнены множествами, учитывающими особенности конструкций ремонтируемых вагонов, производственной системы и технологических процессов ВСУ. В результате каждая из моделей представлена в виде набора из четырех множеств:
S(K)={K, Оk, Rk, Ck}, (7)
S(Р)={Р, ОР, RР, CР} (8)
S(Т)={Т, ОТ, RТ, CТ} (9)
где К, Р, Т - множества типовых элементов моделей;
Оk, ОР, ОТ – множества особенных (нетиповых) элементов моделей;
Rk, RР, RТ, - множества отношений между элементами и свойствами моделей;
Сk, СР, СТ, - множества свойств (контуров) элементов моделей.
Множество К включает в себя типовые элементы конструкции вагона, такие как рама, торцевые стены, двери, люки и т.д. Множество Оk включает в себя нетиповые элементы, присущие конструкции вагона (специализированное оборудование). Множество Rk характеризует связи между элементами конструкции вагона. Множество Ck представляет собой свойства элементов конструкции вагона (линейные размеры, материал и т.д.). Все данные для построения модели S(K) содержатся в конструкторской документации на вагон. Процесс получения данных назван разузлованием конструкции.
Множество Р включает в себя типовые элементы производственной системы предприятия, такие как производственные участки, отделения, рабочие места, оборудование и т.д Множество ОР включает в себя нетиповые элементы, присущие производственной системе предприятия (участки и отделения по ремонту специализированного оборудования). Множество Rр характеризует связи между элементами производственной системы предприятия. Множество CР представляет собой свойства элементов производственной системы предприятия (линейные размеры участков, паспортные данные оборудования и т.д.). Все данные для построения модели S(Р) содержатся в документации действующего предприятия или получаются расчетом при проектировании предприятия. Процесс получения данных назван обследованием базового предприятия или расчетом показателей работы нового предприятия.
Множество Т включает в себя элементы технологических процессов (маршруты, операции, переходы и т.д.) ремонта типовых элементов конструкции вагона из множества К. Множество ОТ включает в себя элементы технологических процессов ремонта нетиповых элементов конструкции вагона из множества Ок. Множество RТ характеризует связи между элементами технологических процессов. Множество CТ представляет собой свойства элементов технологических процессов (профессия исполнителя, разряд работы, штучное время и т.д.). Все данные для построения модели S(Т) содержатся в конструкторской, нормативной и типовой технологической документации, а также получаются расчетом при проектировании технологического процесса. Процесс получения данных назван разработкой технологических процессов предприятия.
Для построения информационных моделей объектов ремонта и математических моделей технологических процессов использовалась информация, полученная в главе 2 диссертации. Для формирования структуры информационной модели была разработана база данных «Str_vag.mdb»,с помощью которой построены типовые структурные модели основных конструкций вагонов и их узлов, ремонтируемых в вагоносборочных участках вагонных депо.
Математические модели технологических процессов ремонта подразделены на два класса: математические модели структурного анализа и математические модели параметрического анализа. Задачей структурного анализа является определение выходных параметров объекта моделирования в зависимости от его структуры (состава и последовательности элементов), внутренние параметры элементов остаются неизменными. Задачей параметрического анализа является определение выходных параметров объекта моделирования в зависимости от внутренних параметров его структурных элементов, структура остается неизменной.
Рассматриваются два уровня моделирования: технологические процессы и технологические операции. В соответствии с методикой, разработанной на кафедре «Нетяговый подвижной состав» МИИТА математическая модель процедуры структурного анализа технологического процесса может быть записана в виде:
Yтп = F(Sт), (10)
где Yтп – множество выходных параметров ТП;
Sт – структура ТП.
Структура технологического процесса (Sт) дополнена множеством, учитывающим особенности технологических процессов ВСУ (формула 9). Если обозначить А ={Т, ОТ }, формула (9) примет вид:
S(Т)={А, RТ, CТ} (11)
где А = {а1, а2,…, аj,…, аM}, (аj 
А, 1< j <m) - множество элементов модели технологического процесса (типовых и нетиповых);
RТ = {r1Т, r2Т,…, rjТ,…, rSТ}, (rjТ 
RТ, 1< j <S) - множество связей между элементами модели технологического процесса;
СТ = {с1Т, с2Т,…, сjТ,…, сMТ}, (сjТ 
CТ, 1< j <m)- множество свойств элементов модели технологического процесса;
m - количество элементов модели технологического процесса (типовых и нетиповых);
S - количество связей между элементами модели технологического процесса;
aj - обозначение j-го элемента ТП;
rjТ = { rj1Т, rj2Т, …rjТ}- множество связей j-го элемента ТП;
cjТ { cj1Т, cj2Т, …cjТ}- множество свойств j-го элемента ТП;
- количество связей j-го элемента ТП;
- количество свойств j-го элемента ТП.
Множество свойств элементов модели технологического процесса СТ включает в себя подмножества выходных параметров операций Zоп и внутренних параметров операций Xт.
Технологический процесс может быть представлен в виде графа (рис.2), который определяет маршрут выполнения операций.
а) маршрутная схема техпроцесса ВСУ б) граф техпроцесса ВСУ
a1, a2,…, aj,…, am - технологические операции; z1, z2,…, zj,…, zm - выходные параметры операций;
r1, r2,…, rj,…, rs - связи между операциями;
Рис. 2. Построение графа технологического процесса ВСУ
Полагая внутренние свойства (параметры) операций технологического процесса неизменными, выразим его выходные параметры через выходные параметры операций:
Yтр = 
Zj(тр),
Yпр = 
Zj(пр),
Yм = 
Zj(м),
Yэ = 
Zj(э), (12)
Yвоз = 
Zj(воз),
Yпар = 
Zj(пар),
Yвод = 
Zj(вод),
Yсеб = 
Zj(себ),
где Yтр – трудоемкость выполнения ТП;
Zj(тр) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий трудоемкость её выполнения;
Yпр - продолжительность технологического цикла;
Zj(пр) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий продолжительность её выполнения;
Yм - расход материалов и запасных частей на выполнение ТП;
Zj(м) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий расход материалов и запасных частей на её выполнение;
Yэ - расход электроэнергии на выполнение ТП;
Zj(э) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий расход электроэнергии на её выполнение;
Yвоз - расход сжатого воздуха на выполнение ТП;
Zj(воз) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий расход сжатого воздуха на её выполнение;
Yпар - расход пара на выполнение ТП;
Zj(пар) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий расход пара на её выполнение;
Yвод - расход воды на выполнение ТП;
Zj(вод) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий расход воды на её выполнение;
Yсеб - себестоимость ТП;
Zj(себ) - выходной параметр «j-ой» операции, характеризующий себестоимость её выполнения;
m – количество операций, в состав технологическом процессе.
Таким образом, математической моделью процедуры структурного анализа технологического процесса (рис. 2) являются формулы вида (12).
По аналогичной методике разработана математическая модель второго уровня проектирования - технологической операции.
В соответствии с методикой, разработанной на кафедре «Нетяговый подвижной состав» МИИТА математическая модель процедуры параметрического анализа технологического процесса может быть записана в виде:
Yтп = F(Хт), (13)
где Yтп – множество выходных параметров ТП;
Хт – множество внутренних параметров операций ТП.
Множество внутренних параметров операций ТП:
Хт = {Х1, Х2,…, Хj,…, Хm}, (Хj 
Хт, 1< j <m) (14)
где Хт – множество внутренних параметров операций ТП;
Хj - множество внутренних параметров «j-ой» операции ТП;
m – количество операций в ТП.
Хj = {Хj(Ц), Хj(ОБ),Хj(КР), Хj(ПР),Хj(УТ), Хj(ШТ),Хj(ПЗ), Хj(КИ), Хj(М)}, (15)
где Хj - множество внутренних параметров «j-ой» операции ТП;
Хj(Ц) - параметр «j-ой» операции, определяющий место выполнения работ (цех, участок, рабочее место);
Хj(ОБ) - параметр «j-ой» операции, определяющий тип оборудования;
Хj(КР) - параметр «j-ой» операции, определяющий количество исполнителей;
Хj(ПР) - параметр «j-ой» операции, определяющий профессию и квалификацию исполнителей;
Хj(УТ) - параметр «j-ой» операции, определяющий условия труда;
Хj(ШТ) - параметр «j-ой» операции, определяющий норму штучного времени;
Хj(ПЗ) - параметр «j-ой» операции, определяющий норму подготовительно – заключительного времени;
Хj(КИ) - параметр «j-ой» операции, определяющий количество одновременно обрабатываемых изделий;
Хj(М) - параметр «j-ой» операции, определяющий материалы и запчасти, используемые в операции.
Зависимости выходных параметров ТП от выходных параметров операций, входящих в его состав:
Yтр = 
Zj(тр),
Yпр = 
Zj(пр),
Yм = 
Zj(м),
Yэ = 
Zj(э), (16)
Yвоз = 
Zj(воз),
Yпар = 
Zj(пар),
Yвод = 
Zj(вод),
Yсеб = 
Zj(себ),
где Yтр – трудоемкость выполнения ТП;
Zj(тр) - трудоемкость выполнения «j-ой» операции;
Yпр - продолжительность технологического цикла;
Zj(пр) - продолжительность «j-ой» операции;
Yм - расход материалов и запасных частей на выполнение ТП;
Zj(м) - расход материалов и запасных частей на выполнение «j-ой» операции;
Yэ - расход электроэнергии на выполнение ТП;
Zj(э) - расход электроэнергии на выполнение «j-ой» операции;
Yвоз - расход сжатого воздуха на выполнение ТП;
Zj(воз) - расход сжатого воздуха на выполнение «j-ой» операции;
Yпар - расход пара на выполнение ТП;
Zj(пар) - расход пара на выполнение «j-ой» операции;
Yвод - расход воды на выполнение ТП;
Zj(вод) - расход воды на выполнение «j-ой» операции;
Yсеб - себестоимость ТП;
Zj(себ) - себестоимость «j-ой» операции;
m – количество операций, входящих в состав ТП.
По аналогичной методике разработаны структурная и параметрическая модель операции как функции от структуры технологической операции и внутренних параметров переходов.
Методика проектирования параметров вагоносборочных производственных участков, предложенная в работе, позволяет определить значения показателей работы участка (сменный объем выпуска, фронт работы, количество поточных линий, фронт работы каждой линии, количество позиций на линии, годовой объем выпуска линии, сменный объем выпуска с линии, такт линии и др.) в зависимости от заданных годовой программы ремонта и технологического цикла участка. Разработанные математические модели использованы для создания системы технологического проектирования ВСУ пассажирских и грузовых депо.
Четвертая глава посвящена разработке методики технологического проектирования вагоносборочных производственных участков, а также информационного и программного обеспечения для автоматизированного рабочего места технолога вагоносборочного участка «АРМ-технолога ВСУ». Общий процесс технологического проектирования ВСУ при использовании математических моделей проводится в соответствии с рис.3.
Общее программное обеспечение (ОПО), включает в себя следующие заимствованные программные продукты: "Операционная система Microsoft Windows"; "Система управления базами данных Microsoft Access"; "Текстовый редактор Microsoft Word"; "Графический редактор Adobe Photoshop"; "Система Autocad"; "Пакет VistaScan"; "Пакет FineReader"; "Пакет Nero-BurningRom". Специальное программное обеспечение состоит из следующих программно-методических комплексов (ПМК). "ПМК1_Str - Структурный анализ вагонов (разузлование)". Назначение комплекса: построение информационных моделей изделий. "ПМК2_NTD - Нормативно-техническая документация по ремонту вагонов в ВСУ". Назначение комплекса: работа с нормативными документами. "ПМК3_PTP - Проектирование технологических процессов для ВСУ". Назначение комплекса: разработка технологических процессов. "ПМК4_DOC - Оформление текстовой технологической документации".
Рис.3. Алгоритм технологического проектирования ВСУ
Оформление технологических документов (маршрутных, операционных карт и т.д); "ПМК5_ОTR - "Ресурсы производства отрасли для ВСУ". Поиск производственных ресурсов, отсутствующих на предприятии, но необходимых для внедрения новых технологий. "ПМК6_RAS - Расчеты". Проведение расчетов, выполняемых при проектировании технологических процессов вагоноремонтного производства. "ПМК7_PCX - Разработка и оформление карт эскизов". Назначение: разработка карт эскизов, необходимых при проектировании технологических процессов вагоноремонтного производства. "ПМК8_PLN - Разработка планировок ". Расчет параметров ВСУ и разработка схем расстановки технологического оборудования (планировок) на производственных участках вагоноремонтных предприятий. Взаимосвязанные ПМК1-ПМК8 в совокупности представляют "Единый Программно-Методический Комплекс Технологического Проектирования Вагоносборочных Участков" (ЕПМК_ТП_ВСУ).
В пятой главе приведена информация о практическом внедрении результатов диссертационной работы и их экономической оценке. Система «АРМ-технолога ВСУ» внедрена и успешно работает в четырех вагоноремонтных предприятиях. После внедрения системы средний уровень ТПП данных предприятий повысился на 11% (рис.4). С помощью системы «АРМ-технолога ВСУ» разработаны и внедрены в грузовые и пассажирские вагонные депо более 30 технологических процессов ремонта вагонов. Экономическая оценка внедрения результатов работы выполнена на основе "Методических рекомендаций по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте" и других документов. Результаты экономических расчетов применения «АРМ-технолога ВСУ», разработанного в рамках диссертации, показывают, что его внедрение в вагонные депо сети дорог даст годовую экономию расходов на заработную плату инженерно-технических работников, занятых подготовкой вагоноремонтного производства в размере не менее 33 млн. рублей.
Рис.4. Уровень технологической подготовки производства вагоносборочных участков депо после внедрения «АРМ-технолога ВСУ»
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Настоящая диссертация направлена на совершенствование работы вагоносборочных производственных участков за счет внедрения системы «АРМ-технолога ВСУ», которая позволяет улучшить качество ремонта и сократить отказы в эксплуатации.
2. Выполнена оценка технического состояния вагонов в эксплуатации, которая показала, что наибольшее количество отцепок в ТОР всех типов вагонов происходит по причине неисправных кузовов (33%) и колесных пар (31%). Плановые виды ремонта не обеспечивают в достаточной степени безотказную работу вагона в межремонтный период.
3. Выполнена практическая оценка состояния технологической подготовки производства вагонных депо. В результате установлено, что одной из главных причин низкой эффективности работы этих участков является недостаточно эффективная система ТПП, назначение которой состоит в постоянном обеспечении производства новым оборудованием и новыми технологиями, которые реализуются через ремонтную, эксплуатационную и технологическую документацию. Причиной низкой эффективности технологической подготовки производства является несоответствие необходимого объема работ по ТПП уровню производительности труда инженерно-технических работников вагонных депо и, в первую очередь, технологов.
4. Выполнен анализ структуры и параметров технологических процессов сборочных участков депо.
5. Уточнена методика проектирования технологических процессов сборки в части учета дополнительных элементов конструкции пассажирских и специализированных грузовых вагонов.
6. Построены математические модели структурного и параметрического анализа технологических процессов сборки.
7. Построены информационные модели объектов сборки.
8. Разработан комплекс практических мер по совершенствованию технологической подготовки производства на сборочных участках депо, основным ядром которого является система «АРМ-технолога ВСУ», позволяющая существенно сократить сроки технического перевооружения, увеличить производительность труда инженерно-технических работников, повысить качество технологической документации, а, следовательно, качество ремонта вагонов.
9. Создано специализированное программно-методическое обеспечение, реализующее на ЭВМ процедуры проектирования технологических процессов сборочных участков.
10. Создан банк данных, содержащий основные технологические процессы сборочных участков.
11. С помощью системы «АРМ-технолога ВСУ» для вагонных депо Москва-3 Мск. ж.д., Горький-Московский Горьковской ж.д., Воронеж Ю-В. ж.д., Подмосковная Мск.ж.д. разработаны и внедрены комплекты технологической документации на ремонт кузовов вагонов на ВСУ и установлены рациональные параметры технологических процессов вагоносборочных участков, даны рекомендации по изменению технологического оснащения. Акты внедрения приведены в диссертации. После внедрения системы средний уровень технологической подготовки производства данных предприятий повысился на 11%.
12. Результаты экономических расчетов применения «АРМ-технолога ВСУ», разработанного в рамках диссертации, показывают, что его внедрение в вагонные депо сети дорог приведет к снижению трудоемкости разработки технологической документации и даст годовую экономию расходов на заработную плату инженерно-технических работников, занятых подготовкой вагоноремонтного производства в размере не менее 33 млн. рублей.
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах
- Сергеев К.А., Кривич О.Ю. Расчеты, выполняемые при технологическом проектировании производственного участка с поточной организацией производства. // Наука и техника транспорта, № 3, 2009.
- Сергеев К.А., Готаулин В.В., Кривич О.Ю. Параметрический анализ технологических процессов вагоноремонтного производства // Наука и техника транспорта, № 3, 2007, с.20-24.
- Сергеев К.А., Кривич О.Ю. Оценка затрат ресурсов в технологических процессах ремонта вагонов. Сборник ВИНИТИ "Транспорт. Наука, техника, управление" №12, 2003, с.20-22.
- Сергеев К.А., Кривич О.Ю., Сидоров Е.С. Разработка методики построения вербальной модели технологического процесса ремонта вагонов. Межвузовский сборник научных трудов "Современные проблемы совершенствования работы ж.д. транспорта".РГОТУПС. 2004, с.281-285.
- Быков А.И., Кривич О.Ю., Сергеев К.А., Фролова Т.А. Формализованное описание технологических процессов ремонта вагонов. - В кн.: Безопасность движения поездов// Труды пятой научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2004, 2 с.
- Быков А.И., Кривич О.Ю., Сергеев К.А., Фролова Т.А. Технологическое проектирование вагоноремонтных предприятий с использованием информационных технологий и ЭВМ. - В кн.: Безопасность движения поездов// Труды пятой научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2004, 2 с.
- Кривич О.Ю. Принципы создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов вагоноремонтного производства. Межвузовский сборник научных трудов "Современные проблемы совершенствования работы ж.д. транспорта". РГОТУПС.2005, с.206-209.
- Сергеев К.А., Жданов В.Н., Кривич О.Ю. Проектирование вагонных депо и ремонтных заводов. Учебное пособие. РГОТУПС. 2003, 142с.
- Сергеев К.А., Кривич О.Ю., Готаулин В.В. Анализ технологической подготовки производства вагоноремонтных предприятий и ее влияние на безопасность движения поездов. Сборник научных статей. РГОТУПС. 2002, с.51- 54.
Кривич Ольга Юрьевна
ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ВАГОНОСБОРОЧНЫХ УЧАСТКОВ РЕМОНТНЫХ ДЕПО
Специальность 05.22.07 – Подвижной состав железных дорог, тяга
поездов и электрификация
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Подписано в печать Формат – 60x90 1/16.
Усл.печ.л. -1,5 Тираж экз. Зак.№
127994, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9. Типография МИИТа.
