Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
На правах рукописи
КОПАЧЕВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 05. 02. 22 - Организация производства (транспорт).
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва-2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС (МИИТ)) на кафедре Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава (ТТМ и РПС).
Научный кандидат технических наук, профессор руководитель:
Фомин Владимир Алексеевич (ФГБ ОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС (МИИТ))).
Официальные доктор технических наук, профессор оппоненты:
Воробьёв Александр Алексеевич (ФГБ ОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС (МИИТ));
кандидат технических наук, доцент Кузнецов Алексей Георгиевич (вице-президент ассоциации акционерных обществ и государственных предприятий межотраслевого промышленного железнодорожного транспорта Промжелдортранс)
Ведущая организация: ОАО Научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт подвижного состава (ОАО ВНИКТИ).
Защита состоится л26 декабря 2012 г., в 13 часов на заседании диссертационного совета Д218.005.09, при ФГБ ОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС (МИИТ)) по адресу:
127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, аудитория 1235.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МГУПС (МИИТ)) по адресу:
127994, Москва, ул. Образцова д. 9, стр. 9, аудитория 2207.
Автореферат разослан л ноября 2012 года.
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д218.005.09 при ФГБ ОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС (МИИТ)).
Ученый секретарь диссертационного совета Д218.005.09, д.т.н., профессор В.А. Козырев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Железнодорожный транспорт был и остается основным средством перевозочного процесса в России.
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, 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 (ТПП), 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.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
-проанализировать действующую систему ремонта, возможные перспективы развития систем ремонта, текущее состояние парка подвижного состава и производственные возможности железнодорожного машиностроения;
-выявить основные факторы и определить степень их влияния на трудоемкость технологической подготовки производства;
-разработать метод определения уровня автоматизации технологической подготовки производства;
-разработать метод определения уровня квалификации инженернотехнических работников (ИТР), занятых технологической подготовкой производства;
-получить математическую модель трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава;
-определить оптимальные значения трудоемкости для исследуемых предприятий.
Объектом исследования является процесс технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.
Предметом исследования являются методы и алгоритмы определения и оптимизации трудоемкости процесса технологической подготовки производства.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы теории организации, системного анализа, теории вероятностей, математической статистики, математического анализа и моделирования, теории планирования полнофакторного эксперимента.
Научная новизна работы. Разработана математическая модель трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте 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 инженернотехнических работников; уровня автоматизации технологической подготовки производства;
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 теоретического и научного инструментария при исследовании трудоемкости технологической подготовки производства и применением современных методик и средств.
ичный вклад автора в науку: Личный вклад автора состоит в постановке цели диссертационной работы; формулировке задач исследований;
разработке математической модели трудоемкости технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава; проведении теоретических и экспериментальных исследований; формулировке выводов и положений, выносимых на защиту.
Реализация результатов 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:
Научно-практическая конференция Безопасность движения поездов, МИИТ, 2009.
Международная научно-практическая конференция TRANC-MECHART-CHEM, МИИТ, 2010.
Научно-практическая конференция Неделя науки - 2010 (Наука МИИТа - транспорту), МИИТ, 2010.
01 Научно-практическая конференция Безопасность движения поездов, МИИТ, 2010.
Международная научно-практическая конференция Современные тенденции в науке: новый взгляд, Тамбов, 2011.
Международная научно-практическая конференция История и перспективы развития транспорта на севере России, Ярославль, 2011.
Научно-практическая конференция Неделя науки - 2011 (Наука МИИТа - транспорту), МИИТ, 2011.
Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава, Омск, 2011.
Международная научно-практическая конференция Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке, Тамбов, 2012.
International research and practice conference European science and technology, Wiesbaden, Germany, 2012.
Публикации: Основные положения диссертации отражены в печатных работах, в том числе в 4 статьи, опубликованы в периодических изданиях, рекомендованных ВАК России.
Основные положения, выносимые на защиту: Метод определения уровня автоматизации технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава.
Метод определения уровня квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой производства при ремонте подвижного состава.
Методика проведения и результаты экспериментального исследования трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента.
Структура и объём работы. Объём работы составляет 120 страниц.
Список литературы включает 101 источник. Работа иллюстрирована рисунком и 28 таблицами.
2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы, научную новизну, практическую значимость, цель и задачи исследования.
Пе сследован состо опроса содержи анализ ервая глава Ис ние ояния во ит з научных исслед п м ологическ по и х дований по проблемам техно кой одготовки производ при ремонт подвиж состава, со а дства и те жного остояния системы ремонта тягового ного соста пективы р емонта.
о подвижн ава, персп развития систем ре Зна ый лад ение соо ующих научных ачительны вкл в становле ответству х направле внес Бирбраер Р.А Болот М.М., Воробь А.А., Галахов ений сли: А., тин ьёв в В.И., Гличев А.В., Горс А.В Евсеев Д.Г., Козырев В Лёв Б.А., Г А ский В., в К В.А., вин, Окрепил В.В., Рахматул М.Д., Сергеев К.А., Скиба И.Ф Туров О.Г., лов лин в С Ф., вец, Фомин В В.А., и др.
Дл прове с ческих исследова вли азличных ля едения статистич и аний ияния ра х факторов доемкость огической овки прои а в на труд ь процесса техноло й подгото изводства выделены следую ка ого а, во тв, ы ющие: ачество инженерно труда качеств средст труда, качество предм т ологическ по и о метов труда, состояние техно кой одготовки производ Рез ической обработки данных представ на дства. зультаты статисти о и х влены а рис. 1, анализ которого показыв что наибол лияние оказывает о вает, о льшее вл о т состояни технол ой товки оизводств - коэф я ие логическо подгот про ва ффициент влияния 0,56.
Ис ание граммы Парето в сочетани с диагр п и спользова диаг П ии раммой причин и результа фективно. Согласно ипу Парет ьшинстве атов наиболее эфф о принци то, в боль е случаев, подавляю сло потер кает из-за относите большого ющее чис рь возник ельно неб о числа причин. Поэтом расс ются то немногочи е му сматриваю олько н исленные существе ные факторы.
енно важн Рис амма причи ьтатов влия чных факто удоемкость с 1. Диагра ин и резуль яния различ оров на тру ь те еской подго оизводства при ремон ехнологиче отовки про нте подвижного состава ИТР - инж ехнические и; ТПП - те еская подго женерно-те е работники ехнологиче отовка произ КТД - конст -технологич я; СТО - сре зводства; К труктоско- ческая документация едства технологи снащения.
ического ос На рис. 2 представл диаг П остроенна для вы я а п лена грамма Парето, по ая ыявления влияния основны фактор В гру пр ошли дующие факторы:
ых ров. уппу рочие во след ф состояни рабочи мест - 0,02; условия стимули о ие их ирования - 0,02; качество отработк констр а огичность - 0,04; комплект о ки рукции на техноло ь тность и качество конструк технологи ентации (КТД) на средства кторско-т ической докуме а технолог о ения ТО),03; рологичес обе е гического оснаще (СТ - 0, метр ское еспечение ремонтно прои у м ции от ; я ого изводства - 0,01; уровень механизац рабо - 0,03; условия хранения ремонт материалов и зап. частей - 0,01; кач емонтных я тных чество ре х материал 5.
ов - 0,Со у то, ательный фактор можно огласно принципу Парет если нежела р о устранит просты решен то это необ лительно, ть ым нием, бходимо сделать незамедл, независи го каким бы незнач ым он ни б имо от тог чительны был.
Р грамма Пар ения влиян ых факторо оемкость Рис 2. Диаг рето выявле ния основны ов на трудо техно й подготов одства ологической вки произво K ектность КТ ровень авто и процесса ТПП; R - к K - компле ТД ; A - ур оматизации качество разрабат КТД на рем уровень ква и ИТР; F - качество з тываемой К монт; U - у алификации запасных часте чество технологическо дования; пр ей; H - кач ого оборуд рочие.
Фа, ые но анить ок к, акторами, которы можн устра казались: R - качество, разрабат F ство запас о тываемой КТД на ремонт; F - качес сных частей; Н - качество технолог о дования. Это об но и гического оборуд бусловлен тем, что с позиции предприя еделять ко енно и уп этими факторами н а ятия опре оличестве правлять э не всегда возможн но.
Ан аграммы Парето показывае ф и, оказывающими, нализ диа п ет, что факторами, наибольш вли а я ь шее ияние на трудоемкость ТПП являются: А - уровень автомати Т лектность констр о-техноло й изации ТПП; К - компл ь рукторско огической документации на изготовление деталей ПС; U - уровень квалификации инженерно-технических сотрудников.
Вторая глава Исследование факторов, влияющих на трудоемкость технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава содержит описание методов определения факторов, наиболее влияющих на трудоемкость технологической подготовки производства.
Уровень квалификации инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой производства определяется при помощи метода экспертных оценок. В экспертную группу вошли специалисты ведущих ремонтных предприятий, представители науки и бизнеса.
На первом этапе эксперты указывали в специальных анкетах, все факторы, влияющие на квалификационный уровень инженерно-технического персонала, занятого технологической подготовкой производства при ремонте подвижного состава.
На следующем этапе экспертами количественно оценивалось влияние каждого фактора на уровень квалификации ИТР по семибальной шкале, где 7 - самый высокий балл, а 1 - самый низкий.
Уровень квалификации инженерно-технических работников (U, %) определяется по формуле:
n U W 100 % (1) i i, i где: i - коэффициенты, учитывающие усредненные значения комплектности ИТР по заводу; уровня подготовки; стажа работы ИТР; уровня специального образования; возраста; значения повышения квалификации по специальности; значения повышения квалификации в области сертификации (табл. 1-7); Wi - относительный вес коэффициентов (табл. 8); n - количество коэффициентов.
Таблица Средняя комплектность ИТР по предприятию (в %) и значения Численность ИТР 50-60 60-70 70-80 80-90 90-1Значение коэф. 1 0,1 0,45 0,75 0,9 1,Таблица Средний уровень подготовки ИТР по предприятию и значения Численность ИТР, % 0-25 25-40 40-60 60-80 80-13 категория (21) 0,05 0,25 0,45 0,75 0,2 категория (22) 0,1 0,3 0,55 0,8 0,1 категория (23) 0,15 0,35 0,6 0,85 0,Высшая категория (24) 0,2 0,4 0,65 0,9 2i Значение коэф. 2 2i - коэф., учитывающие средние значения уровня n ; где:
подготовки ИТР соотв. категории; n- количество коэффициентов 2.
Таблица Стаж работы ИТР по предприятию и значения Численность ИТР, % 0-20 20-40 40-60 60-80 80-1До 1 года (31) 0,8 0,75 0,5 0,25 0,От 1 до 3 лет (32) 0,95 0,8 0,5 0,35 0,От 3 до 10 лет (33) 0,15 0,6 0,85 0,9 0,Свыше 10 лет (34) 0,65 0,85 0,9 0,95 3i 3 n Значение коэф. ; где: 3i - коэф., учитывающий средние значения стажа работы ИТР; n- количество коэффициентов 3.
Таблица Средний возраст ИТР по предприятию и значения Средний возраст ИТР до 30 30-40 40-50 50-60 60 и более Значение коэф. 4 1 0,75 0,5 0,25 Таблица Численность ИТР предприятия (%), имеющих высшее специальное образование и значения Численность ИТР до 20 20-50 50-70 70-90 90-1Значение коэф. 0 0,35 0,6 0,9 Таблица Численность ИТР предприятия (%), прошедших повышение квалификации по специальности (за 5 лет) и значения Численность ИТР (%) до 20 20-30 30-40 40-50 50 и более Значение коэф. 0 0,65 0,75 0,9 Таблица Численность ИТР предприятия (%), прошедших повышение квалификации в области сертификации и системы качества и значения Численность ИТР (%) до 10 10-25 25-50 50-65 65 и более Значение коэф. 0 0,45 0,8 0,9 Таблица Относительный вес коэффициентов 1 - Коэффициенты 1 2 3 4 5 6 Wi 0,143 0,214 0,223 0,179 0,134 0,071 0,0i Значения коэффициентов, в зависимости от фактических величин, определялись методом мозгового штурма. Для этого сформировалась экспертная группа из представителей науки и производственных предприятий.
Рис 3. Результаты исследования уровня квалификации инженерно-технических работников ремонтных предприятий (U), % ОАО МЛРЗ - Московский локомотиворемонтный завод; ОАО ОЭРВЗ - Октябрьский электровагоноремонтный завод; ОАО ЯЭРЗ - Ярославский электровозоремонтный завод им. Бещева - филиал ОАО Желдорреммаш; ОАО ТВЗ - Тверской вагоностроительный завод По предлагаемому методу определения уровня квалификации инженернотехнических работников, занятых технологической подготовкой производства исследовались ведущие ремонтные предприятия сети железных дорог.
Результаты представлены на рис. 3.
Анализ данных рис. 3 показывает, что уровень квалификации инженернотехнических работников на исследуемых ремонтных предприятиях не превышает 52%, что на 25-30% ниже, чем на предприятиях производящих ПС.
Предложенная методика обеспечивает возможность, уже на первых стадиях подготовки производства, сформировать комплексное представление о трудоемкости, объеме и видах работ по технологической подготовке производства при ремонте подвижного состава.
Технологическая подготовка производства при ремонте подвижного состава представляет собой комплекс взаимосвязанных процессов по организации высококачественного ремонта и изготовлению запасных частей.
Основная задача ТПП заключается во внедрении передовой техники, автоматизации и механизации процессов. От уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава в значительной мере зависят технико-экономические показатели работы ремонтного предприятия и прежде всего производительность труда, фондоотдача, ритмичность работы предприятия в целом и отдельных его подразделений, расход всех видов ресурсов, качество ремонтной продукции.
Количественная оценка уровня автоматизации технологической подготовки ремонтного производства производится с помощью показателя A:
n (2) A 1 n А i i , где: A - уровень автоматизации ТПП; n - количество задач, по которым проводилось обследование; i=(1,2,3Еn) - порядковый номер задачи ТПП (рис.
4); Ai - уровень автоматизации ТПП по i-ой задаче.
(3) экс баз Ai i i где: -экспериментальное и базовое (нормативное) значение оценочной i функции. За нормативное значение предлагается принять максимально возможное значение i-ой задачи.
Перечень основных функций и задач при ТПП для определения оценочной функции i представлен на рисунке 4.
Оценка степени выполнения i-ой задачи выполняется с помощью следующей функции:
0, (4) i , где: 0-если i-ая задача не автоматизирована при проведении ТПП; 0,5если i-ая задача частично автоматизирована при ТПП; 1-если i-ая полностью автоматизирована при ТПП.
По разработанному методу исследовался уровень автоматизации технологической подготовки производства на ведущих ремонтных предприятиях. Результаты представлены на рис. 5.
Рис. 4. Перечень основных функций и задач автоматизации технологической подготовки производства при ремонте подвижного состава Рис. 5. Результаты исследования уровня автоматизации технологической подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава (А), % ОАО МЛРЗ - Московский локомотиворемонтный завод; ОАО ОЭРВЗ - Октябрьский электровагоноремонтный завод; ОАО ЯЭРЗ - Ярославский электровозоремонтный завод им. Бещева - филиал ОАО Желдорреммаш; ОАО ТВЗ - Тверской вагоностроительный завод Анализ данных рис. 5 показывает, что уровень автоматизации на ремонтных предприятиях ниже, чем на предприятиях производящих подвижной состав и не превышает, по исследуемым предприятиям, 51%.
Для установления соответствия фактически переданных конструкторскотехнологических документов нормативным значениям (ГОСТ 2.102-68) предлагается использовать коэффициент комплектности конструкторской документации, который определяется как отношение количества фактических соответствующих документов, переданных ремонтному предприятию и нормативного значения документов:
d K 100 % (5) D, где: d - фактическое количество документов; D - нормативное количество документов; К - коэффициент комплектности КТД.
При этом следует отметить, что в случае некомплектности передаваемых документов нормативным требованиям, весь объем работ по их разработке и адаптации переходит на предприятие производящие ремонт, и, следовательно, значительно увеличивает объем работ по технологической подготовке производства при ремонте подвижного состава.
Комплектность КТД исследовалась на ведущих ремонтных предприятиях.
Результаты представлены на рис. 6.
Рис.6. Комплектность конструкторско-технологической документации по исследуемым предприятиям ОАО МЛРЗ - Московский локомотиворемонтный завод; ОАО ОЭРВЗ - Октябрьский электровагоноремонтный завод; ОАО ЯЭРЗ - Ярославский электровозоремонтный завод им. Бещева - филиал ОАО Желдорреммаш Анализ данных рис. 6 показывает, что комплектность конструкторскотехнологической документации по исследуемым ремонтным предприятиям не превышает 22%.
Низкие показатели коэффициента комплектности КТД создают барьеры для механизации и автоматизации рабочих мест, как инженерно-технических работников, так и производственных рабочих, влияют на экономические показатели предприятия и качество ремонта, и тем самым, на безопасность движения поездов.
Третья глава Экспериментальное исследование трудоемкости технологической подготовки производства содержит разработку математической модели трудоемкости технологической подготовки производства методом планирования полнофакторного эксперимента.
Полным факторным экспериментом (ПФЭ) называется такой эксперимент, при реализации которого определяется значение параметра оптимизации при всех возможных сочетаниях уровней варьирования факторов.
В настоящей работе используется ПФЭ типа n=qk, где: n - число опытов; q - число уровней варьирования факторов; k - число факторов.
За параметр оптимизации принимается трудоемкость разработки ремонтного комплекта конструкторско-технологической документации -T.
Факторы, влияющие на трудоемкость: уровень инженерно-технических работников заводов - U; уровень автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава - A; комплектность констуркторскотехнологической документации - K.
Для данного эксперимента принимаем, что остальные факторы оставались зафиксированными. Значение уровней и интервалов варьирования приведены в табл. 9.
Данные получены в ходе проведения эксперимента на ОАО МЛРЗ (г.
Москва), а также путем опроса инженеров-технологов, в общем количестве человек, на ОАО ОЭРВЗ (г. Санкт-Петербург) и ОАО ЯЭРЗ (г. Ярославль) - филиал ОАО Желдорреммаш.
Планирование, проведение и обработка результатов ПФЭ состоит из следующих обязательных этапов: кодирование факторов; составление план матрицы эксперимента; рандомизация опытов; реализация плана эксперимента;
проверка воспроизводимости опытов; проверка адекватности линейной модели;
оценка значимости коэффициентов регрессии.
Таблица Интервалы варьирования факторов Уровни Наименование и обозначение Интервалы варьирования факторов варьирования -1 0 +Уровень автоматизации ТПП - A (Х1), [%] 32 47 62 Уровень квалификации инженерно-технических 41 55 69 работников заводов - U (Х2), [%] Комплектность констуркторско-технологической 0 23 46 документации - K (Х3), [%] Связь между кодовым и натуральным выражением фактора задается формулой (6):
X xi i o xi (6) i, Xi xi где: - натуральное значение фактора; - значение i-го фактора на o i нулевом уровне; - интервал варьирования i-го фактора.
План эксперимента представлен на рис. 7. Матрица планирования эксперимента, а также рабочая матрица с учётом взаимодействия факторов представлены в табл. 10.
Для внесения элемента случайности влияния этих факторов на результат эксперимента, а это необходимо для обоснованного использования аппарата математической статистики, устанавливается случайный порядок постановки опытов во времени.
Рис. 7. План эк та ксперимент Сл э 40063. По тельность лучайное число в данном эксперименте - 44 оследоват ь проведен опы след 3,7,2,1. Результат рандо и ния ытов дующая: 5,4,6,8,3 Р ты омизации опытов п лены в таб представл бл. 10.
Та аблица Ма анировани ая матрица атрица пла ия и рабоча а Матрица С а Среднее Матри ования ица планиро Опы ыт рабочая з значение, чел№ д дней Х1 Х2 Хy (Т ) ) ui 5 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 32 41 46 1 106,4 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 62 69 0 165,6 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 62 41 46 8 1 1 1 1 1 1 1 1 62 69 46 3 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 32 69 0 1 134,7 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 32 69 46 1 79,2 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 62 41 0 186,1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 32 41 0 1 247,Пр одина раллельны опыто на ка и ри аковом числе пар ых ов аждом сочетании уровней факторо - восп имость пр ется к ю ов производи роцесса проверяе по критерию Кохрена.
S S uмакс G G, 0, 05 ; f ; f n n u (7) S u u m y y u u p 2 p S где: - дисперсия, характеризующая рассеяние u m результатов опытов на u-м сочетании уровней факторов; p=1, 2,Е, m-число параллельных опытов; Su max - наибольшая из дисперсий в точках плана; G0,05; fn ; fu - табличное значение критерия Кохрена при 5%-ном уровне значимости;
f n 8 fu m 1 5 1 - число независимых оценок дисперсии; - число n степеней свободы каждой оценки.
Процесс воспроизводим, так как неравенство (7) выполняется:
41,G 0,300 G 0,3.
0, 05 ;8 ; 4 137,При этом дисперсия воспроизводимости (ошибка опыта) определяется по формуле:
n S u (8) u S y n.
где: Su - дисперсия, характеризующая рассеяние результатов опытов на uм сочетании уровней факторов; n-число опытов.
137, S 17, y Уравнение математической модели при учете парных взаимодействий имеет следующий вид:
T 132059,9U 25,8 A5135 K 9,35U A7,7 A K 13,75U A K, (9),, где: T- трудоемкость технологической подготовки ремонта ПС (чел/день), U - уровень квалификации инженерно технических работников (%), A - уровень автоматизации ТПП (%), K - комплектность конструктроскотехнологической документации (%).
Оценка значимости коэффициента регрессии производилась с помощью критерия Стьюдента.
Коэффициент считается значимым, если выполняется неравенство:
Sy (10) bi bi t0,05; f y n, fy где: t0,05; f 2,31 - 5%-ная точка распределения Стьюдента с степенями y свободы.
17,2 2,314,bi bi 2,31 3,2,.
Все получ счету коэффициенты ре, е ченные по рас егрессии, кроме коэффиц ри модействи факто U и K ( ), значимы.
циента пр взаим ии оров и b1,3 2,3 з Незначим ффициент кторе озна о данный фактор не влияет мый коэф т при фак ачает, что н т (или вли ачимо) на р оптимиз ияет незна а параметр зации.
Пр а ости полнялась с помощью кр роверка адекватно вып ь ритерия Фишера.
Адекватн основана, если вып я неравенс ность обо полняется ство:
S ад F F 0, 05 ; f ; f f ад y (11) S y, n y yu u uгде Sад ; - расче чение отк -м опыте; F0,05; fад ; f е yu етное знач клика в uy n n k - критери ера при 5%-ном ур f n k 1 - число ий Фише % ровне значимости; n 1 о ад f степеней свободы диспер аде ти; - число с ы й рсии екватност степеней свободы y дисперси оизводимо ии воспро ости.
n yu yu 42,uSад 10,58.
д n k 1 S 10, ад F 0, 615 F 6, 0, 05 ; 4 ; 3 S 17, y Не ыполняетс Матем ая ь а еравенство (11) вы ся. матическа модель (9) адекватна, а значит, ее можно исполь нозирован значе откл при о ьзовать для прогн ния ения лика и любых зн х факторов.
начениях По я вляет бой рплоскост в (k+1)-мерном олученная модель представ соб гипер ть м факторно ранстве.
ом простр Рис.8. П ть отклика при K=23% ис. 9. Лини о уровня ур Поверхност % Ри ии равного равнения при K=23% Ри ии равного равнения ис.11. Лини о уровня ур Рис.10. Поверхнос а при U=сть отклика 5% при A=55% Рис. 12. Поверхность отклик 7% Ри нии равного равнения ка при A=47 ис. 13. Лин о уровня ур при U=47% Ко рессии пр линейн член харак н оэффициенты регр ри ных нах ктеризуют наклон этой гип ости вующим осям. На рис. 8- представлены перплоско к соответств а -13 ы варианты еской инт ции уравн ы графиче терпретац нения (9).
Че оды итмы по оптимизации етвертая глава Подхо и алгори и трудоем т гической подгот п дства содержит мкости технолог товки производ с т обоснова выб мет пои опти х ий езультаты ание бора тода иска имальных значени и ре ы оптимиза мат ской дели дения о ации тематичес мод (9) методом крутого восхожд по градиент ту.
Чтобы движ ос ялось ту, ходимо сохранять жение существля по градиент необх с ь соотнош оизведени коэфф ов ссии е шение про ий фициенто регрес на соответствующие интервал Проц д одит г гом. ординаты лы. цедура движения происхо шаг за шаг Коо ы каждой точки получают последователь гебраиче ложением п тся ьным ал еским сл м нулевого с пропорц ащением п ому факто о уровня с циональным прира по каждо ору.
Так обра опт ые ния и мых дприятий ким азом, тимальны значен для исследуем пред й трудоемк лучились при уров ификации рного пер кости пол вне квали и инженер рсонала - 61%, уровне автоматизац ТПП - 75%, комплект а ции тности входящей КТД на изготовл удоемкос ТПП при дан зна ф в ление - 53%. Тру сть нных ачениях факторов принима ние 22 чел ает значен л/дня.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 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.
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.
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.
Разработан метод определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава. Выполнена практическая оценка уровня ТПП по разработанному методу на ведущих ремонтных предприятиях.
Разработан метод определения уровня квалификации инженернотехнических работников, методом экспертных оценок и выполнена практическая оценка уровня квалификации инженерно-технических работников на ведущих ремонтных предприятиях.
Выполнена оценка комплектности конструкторско-технологической документации на предприятиях по ремонту подвижного состава.
Установлена зависимость трудоемкости работ по технологической подготовке ремонтного производства от уровня квалификации инженернотехнических 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.
Разработанные в диссертационной работе методы и алгоритмы могут использоваться как совместно, так и отдельно для определения соответствующих показателей.
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, а, следовательно, и уровень безопасности перевозок.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Печатные работы в изданиях, рекомендованных ВАК России:
Копачев С.В. Анализ исследований в области совершенствования технологической подготовки производства и ремонта подвижного состава // Известия ТуГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТуГУ. - 2011.
Ч. 2. С. 20-26.
Копачев С.В. Технологическая подготовка ремонта подвижного состава // Мир транспорта. - 2011. - №5, С. 94-98.
Копачев С.В. Влияние различных факторов на трудоемкость технологической подготовки ремонта подвижного состава в условиях действующей системы ремонта // Вестник транспорта Поволжья. - 2012. - №1(31), С. 69-77.
Копачев С.В. Совершенствование технологической подготовки ремонта подвижного состава // Транспорт Урала. - 2012. - №2 (33), С. 111-115.
Печатные работы в прочих изданиях:
Копачев С.В., Фомин В.А. Техническая подготовка производства ремонтных предприятий - основа безопасности движения поездов // Безопасность движения поездов. Труды 10 научно-практической конференции.
М.: МИИТ, 2009. С. 8/29-8/30.
Копачев С.В. Общая оценка уровня состояния конструкторской подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // TRANC-MECH-ART-CHEM / Труды 7 Международной научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2010. - С. 172-174.
Копачев С.В. Общая оценка состояния конструкторской подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2010 Наука МИИТа - транспорту. - М.: МИИТ, 2010. С. 1/45-1/46.
Копачев С.В. Обеспечение безопасности эксплуатации подвижного состава путем совершенствования конструкторской подготовки производства при ремонте подвижного состава // Безопасность движения поездов. Труды научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2010. С. 15/25.
Копачев С.В. Выбор факторов для исследования процесса технологической подготовки ремонта подвижного состава методом планирования многофакторного эксперимента // Современные тенденции в науке: новый взгляд: Материалы международной научно-практической конференции 29 ноября 2011 г.: в 9 частях. Часть 1: М-во образования и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО Бизнес-Наука-Общество, 2011. C. 56-57.
Фомин В.А., Копачев С.В. Технологическая подготовка производства ремонтных предприятий - основа качества и безопасности перевозочного процесса // История и перспективы развития транспорта на Севере России (к 55-летию Ярославского филиала МИИТ): Сборник научных статей / Под. ред.
проф. О.М. Епархина, Ярославль: изд-во ООО Принтхаус, 2011. С. 56-60.
Копачев С.В. Качество технического обслуживания и ремонта подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2011 Наука МИИТа - транспорту. - М.: МИИТ, 2011. С. 3/161.
Копачев С.В. Технологическая подготовка производства предприятий по ремонту подвижного состава // Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2011 Наука МИИТа - транспорту. - М.: МИИТ, 2011. С.
3/161-3/162.
Копачев С.В. О технологической подготовке ремонтного производства // Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава: Материалы всероссийской научнотехнической конференции с международным участием / Омский государственный университет путей сообщения. Омск, 2011. С. 143-146.
Kopatschev S.V. Uber technologische vorbereitung der reparaturproduktion // Evropeen Science and Technology: materials of the internation research and practice conference, Wiesbaden, January 31 st, 2012 / publishing office Bildungszentrum Rodnik e. V.. - c. Wiesbaden, Germany, 2012. - P. 247-249.
Копачев С.В. Совершенствование технологической подготовки производства на предприятиях по ремонту подвижного состава // Вагонный парк. - 2012. - №2 (59), С. 24-27.
Копачев С.В. Методика определения уровня автоматизации технологической подготовки ремонта подвижного состава // Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке: Материалы международной научно-практической конференции 31 января 2012 г.: в частях. Часть 9: Мин. образования и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО БизнесНаука-Общество, 2011. C. 58-59.
Фомин В.А., Копачев С.В. Методика оценки трудовых и интеллектуальных ресурсов инженерно-технических работников, занятых технологической подготовкой ремонта подвижного состава // Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке: Материалы международной научно-практической конференции 31 января 2012 г.: в частях. Часть 9: Мин. образования и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО БизнесНаука-Общество, 2011. C. 60-61.
КОПАЧЕВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 05.02.22 - Организация производства (транспорт).
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано к печати: 22.10.2012 Формат бумаги - 60х90/Объем - 1,5 п.л. Заказ № ____ Тираж - 80 экз.
УП - ГИ МИИТ, 127994 г. Москва, ул. Образцова, д.9., стр.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям