Структура фирменной системы ТО и ремонта автомобилей зарубежного производства.

№	RД	Коэффициенты вариации
0,22	0,4	0,6	0,8
	0,85	0,80	0,55	0,40	0,25
	0,95	0,67	0,37	0,20	0,10

К примеру, периодичность контроля и восстановления предварительной затяжки крепежных соединений .

Метод определения периодичности ТО по допустимому значению и закономерности изменения параметра технического состояния. Изменение определенного параметра технического состояния для каждой из группы автомобилей происходит по-разному. Однако в среднем для группы автомобилей тенденция изменения каждого параметра характеризуется кривой, по которой, а также по допустимому значению параметра «Уд» определяют среднюю наработку , тогда в среднем вся совокупность изделий достигает допустимого значения параметра технического состояния (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Определение периодичности ТО по допустимому значению
и закономерности изменения параметра технического состояния

Средней наработке соответствует средняя интенсивность изменения параметра : при этом изделия, у которых интенсивность изменения параметра выше средней, т.е. достигают предельного состояния значительно раньше (при меньшей наработке). Следовательно, при назначенной периодичности с вероятностью будет зафиксирован отказ. Поэтому выбирают такую периодичность , при которой вероятность отказа не будет превышать заданной величины риска F, например (F=F₂). В этом случае степень интенсивности изменения параметра технического состояния изделия выше, чем средняя. Максимально допустимая степень интенсивности изменения параметра технического состояния

,

где μ – коэффициент максимальной интенсивности изменения параметра технического состояния, при этом должно соблюдаться условие:

_. (4.42)

На коэффициент μ влияют степень риска вариации V и вид закона распределения случайной величины.

Для нормального закона распределения

, (4.43)

где – нормированное отклонение, соответствующее доверительному уровню вероятности.

Для закона Вейбулла–Гнеденко коэффициент максимальной интенсивности изменения параметра

, (4.44)

где Г – гамма-функция;

m – параметр распределения.

Рис. 4.13. Влияние коэффициента вариации на коэффициент максимальной интенсивности

Из графика рис. 4.13 видно, что чем больше или PД , тем больше (меньше оптимальная периодичность ТО). Этот метод можно применять для узлов с фиксируемым изменением параметра технического состояния. К ним относятся большинство изнашиваемых узлов, механизмов и соединений, техническое состояние которых поддерживается с помощью регулировки (клапанной и тормозной механизмы и др.). Для регулировочных работ характерны , при которых , т.е. рациональная периодичность ТО будет в раза ниже средней.

Технико-экономический метод. Он связан с определением суммарных удельных затрат на ТО и ремонт с последующей их минимизацией. Минимум затрат соответствует оптимальной периодичности ТО – .

Удельные затраты на ТО:

, (4.45)

где l – периодичность ТО;

d – стоимость выполнения операции ТО.

При увеличении периодичности стоимость выполнения операции ТО остаются постоянными или незначительно возрастают, а удельные затраты значительно сокращаются.

Увеличение периодичности ТО приводит к сокращению ресурса деталей, узлов, агрегатов, механизмов и машин в целом и росту затрат на ремонт: , где С – затраты на ремонт; L – ресурс до ремонта.

Выражение является целевой функцией, экстремальное значение которой соответствует оптимальному значению, т.е. для данного случая минимум удельных затрат.

Оптимальное значение периодичности ТО или минимум целевой функции определяется графически (рис. 4.14) или аналитически по зависимостям .

Технико-экономический метод применим для определения оптимальной периодичности работ, влияющих на безопасность движения, если при назначении уровня риска учитывать потери, связанные с дорожными происшествиями.

Рис. 4.14. Схема определения периодичности ТО
технико-экономическим методом

Экономико-вероятностный метод – учитывает экономические и вероятностные факторы и позволяет сравнить различные стратегии поддержания и восстановления работоспособности автомобиля.

Первая стратегия – устранение отказов и неисправностей по мере их возникновения, т.е. по потребности (рис 4.15 а).

Рис. 4.15. Методы выполнения ТО и ремонта:
а) – ремонт по потребности; б) – ТО по наработке;
в) – ТО по техническому состоянию

Удельные затраты:

, (4.46)

где – средняя, минимальная и максимальная наработка на отказ;

С – затраты на ремонт.

Преимущество стратегии – простота. Основные недостатки – неопределенность состояния автомобиля, в котором отказ может произойти в любое время; затруднено планирование и организация выполнения ТО и ремонта.

Вторая стратегия – предусматривает предупреждение отказов и неисправностей, восстановление исходного или близкого к нему состояния автомобиля и его узлов, агрегатов и систем. Однако теоретически отказ и неисправность могут произойти с периодичностью сколько угодно малой (рис. 4.15 б). Вторая стратегия не может выполняться в чистом виде, т.е. устранение отказов и неисправностей осуществляется в период проведения периодических контрольных и восстановительных операций.

Таким образом, можно говорить о смешанной стратегии, в результате которой проводится диагностическое и техническое обслуживание согласно предупредительной системе ТО и ремонта, а устранение отказов и неисправностей по мере их возникновения. В этом случае задается допустимая вероятность отказов или требуемая вероятность безотказной работы.

Средняя наработка, при которой будут устраняться отказы:

, (4.47)

где b_p – периодичность предупредительного обслуживания.

Отказы, возникшие раньше, чем проведено очередное , устраняют по мере появления. Стоимость устранения этих отказов по любой стратегии равна С, т.е. имеем стоимость устранения отказов, возникающих с определенностью x_i, равную С.

Остальные работы проводятся с периодичностью b_p, стоимостью d и вероятностью данного события .

Преимущества второй стратегии:

– гарантирован определенный уровень надежности работы автомобиля;

– затраты на поддержание исправного состояния ниже, чем при отказе (d < C), т.к. устранение отказа сопровождается дополнительными потерями, связанными с оказанием помощи на линии;

– возможность предупредительной организации ТО и ремонта определяет рациональные пути совершенствования системы ТО.

Основной недостаток – недоиспользование ресурса отдельных узлов, агрегатов и систем автомобиля, т.к. средняя периодичность проведения ТО и ремонта меньше наработки на отказ .

Удельные затраты определяются отношением средневзвешенной стоимости одной операции К с средневзвешенной наработке:

. (4.48)

Затем, дифференцируя выражение по l и приравнивая производную к нулю, определяем периодичность b₀ соответствующую С_1-1. При сравнении, удельных затрат по формулам 4.46 и 4.48 в случае С_{1-1 min} < C_II предпочтительным является первый способ предупредительной стратегии, т.е. ТО.

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

. (4.49)

где – коэффициент, показывающий отношение стоимости ТО к стоимости устранения отказа;

– коэффициент вариации наработки на отказ при первой стратегии ( < 1).

При наличии ограничений по безотказности коэффициент рациональной периодичности определяется:

, при < 1, (4.50)

где – коэффициент сокращения параметра потока отказов;

– параметр потока отказов при использовании предупредительной стратегии;

– параметр потоков отказов при устранении отказов по потребности.

Рис. 4.16. Оптимальная периодичность ТО
при заданном уровне безотказности

Необходимо отметить, что принятие дополнительных требований по безотказности сокращает рациональную периодичность по сравнению с использованием только экономико-вероятностных критериев.

В первом приближении, не прибегая к расчетам по теоретическим зависимостям, коэффициент рациональной периодичности ТО может быть также найден графически (рис. 4.16).

Экономико-вероятностный метод позволяет найти рациональные пути совершенствования организации ТО. Действительно, если периодичность l₀, то предупредительного воздействия требуют те изделия (первая группа), потенциальный отказ которых может возникнуть с некоторой вероятностью R₁ (рис. 4.15, в) при наработке . Изделия же второй группы с потенциальной наработкой на отказ могут обслуживаться не при данном, а при последующих обслуживаниях. Вероятность этого события R₂=R–R₁, поэтому при таком способе реализации предупредительной стратегии необходимо разделение изделий, которое осуществляется при помощи диагностирования, требующего дополнительных затрат.

В этом случае, с оптимальной периодичностью l₀ контролируются все неотказавшие до этого момента изделия. Стоимость этого контроля составляет d_k, а работы по доведению технического состояния до нормы, имеющие стоимость d_u, проводят только для первой группы изделий.

Также развитие предупредительной стратегии с использованием диагностирования будет целесообразно, если дополнительная стоимость контроля будет компенсирована уменьшением стоимости профилактической работы и ущерба от отказов.

Для случая учета только двух последовательных ТО удельные затраты при профилактике с предварительным контролем будут:

. (4.51)

где – стоимость операции ТО с предварительным контролем;

С – затраты на ремонт;

F – вероятность появления отказа в определенном интервале наработки;

d_u – стоимость восстановительных работ;

R₁ – вероятность проведения восстановительных работ;

d_k – стоимость контрольно-диагностических работ (КДР);

l_р– периодичность проведения операций ТО;

– средняя наработка, с которой будут устраняться отказы;

R – вероятность проведения КДР;

– коэффициент повторяемости, определяющий долю изделий, которые потребуют наряду с контролем еще и устранения возникших отклонений параметров технического состояния от нормальных значений.

Очевидно, что предварительный контроль целесообразен при .

Одним из методов проведения контрольных работ является диагностика, которая служит для определения технического состояния автомобиля, его агрегатов и узлов без разборки и является техническим элементом ТО и ремонта.

Метод статистических испытаний основан на моделировании (имитации) реальных случайных процессов ТО, что дает возможность исключить влияние побочных факторов, резко сократить стоимость экспериментов и ускорить испытания.

Моделирование можно проводить вручную или на ЭВМ. Исходными данными для моделирования служат как фактические данные наблюдений, так и законы распределения случайных величин. При определении оптимальной периодичности ТО необходимо проделать следующее:

– предварительно назначают один или несколько значений периодичностей ТО и коэффициенты вариации ;

– создают два массива данных: наработка на отказ [X] и периодичность ТО – [l];

– выбирают из первого массива значение наработки до отказа x_i ;

– выбирают из второго массива периодичности ТО значение l_i , определяемое с учетом средней периодичности и ее вариации .

Пара чисел x_i и l_j называется реализацией. Если , то фиксируется отказ, а при фиксируется выполнение операции ТО. В случае если вероятность отказов при моделировании больше заданной, то уменьшают исходные данные периодичности и повторяют моделирование.

Из рис. 4.17 видно, что при увеличении периодичности ТО сокращается вероятность проведения операций диагностирования и возрастает вероятность появления отказов между ТО. Величина вероятности проведения операции ТО по результатам контроля и коэффициента повторяемости первоначально возрастает до определенного предела, а затем снижается.

Рис. 4.17. Влияние периодичности ТО на состояние тормозной
системы: 1 – вероятность выполнения только контрольной части
операции; 2 – коэффициент повторяемости; 3 – вероятность выполнения
исполнительской части операции по результатам контроля;
4 – вероятность отказа между ТО

Таким образом, при оптимальной производительности содержание операций ТО будет наиболее полным, а соотношение между контрольными и исполнительскими операциями рациональным.

Введение дополнительной величины (стоимость или трудоемкость выполнения профилактической или ремонтной операции) позволит в каждом отдельном случае определить суммарные удельные затраты на ТО и ремонт и сравнить различные периодичности ТО по экономическому критерию.

Сопоставление всех возможных стратегий, способов их реализации и соответствующих затрат можно проводить с использованием карты профилактической операции (рис. 4.18), на которой показаны:

Рис. 4.17. Карта профилактической операции

· граница удельных затрат (1), соответствующая устранению отказа по потребности (CII); · удельные затраты (2) при проведении ТО по параметру технического состояния, т.е. с предварительным контролем (С1-2); · удельные затраты (3) при проведении ТО по наработке (C1-1); · изменение допустимого отклонения параметра технического состояния (4) при проведении ТО по (С1-2).

Карта для конкретного агрегата или узла позволяет:

· сравнивать различные методы и стратегии;

· определять для различных методов оптимальные периодичности и соответствующие им удельные затраты;

· назначать допустимые значения параметров технического состояния Уд при проведении ТО по параметрам технического состояния.

Если, например, по результатам контроля при периодичности l_0,.2 (C_1-2) фактическое значение параметра технического состояния У_ф,2 > Уд, то кроме диагностирования необходимо проведение исполнительной работы, т.е. доведение параметра технического состояния до номинального значения. При У_ф.2 < Уд исполнительную часть операции при данном обслуживании не проводят. Из вышеизложенного следует, что, во-первых, применение диагностирования способствует развитию предупредительной стратегии ТО; во-вторых, целесообразность и способы проведения предупредительной стратегии (с диагностированием или без него) определяются технико-экономическими расчетами;
в-третьих, в зависимости от принимаемой для данной операции периодичности приемлемой может быть любая из рассмотренных стратегий (сравним периодичности ).

Рассмотрим в общем виде несколько примеров определения периодичности ТО (l₀):

а) По допустимому уровню безотказности. Необходимо выбрать такую рациональную периодичность, при которой вероятность отказа F(x) не превышает заданной степени риска.

Вероятность безотказной работы будет обеспечена, если

,

где – наработка на отказ;

– вероятность отказа (риск);

– гамма-процентный ресурс.

Для всех механизмов и агрегатов, обеспечивающих безопасность движения, принимаем =0,9 и получим периодичность значительно меньше средней наработки на отказ :

.

Коэффициент рациональной периодичности учитывает коэффициент вариации наработки на отказ, а также принятую допустимую вероятность безотказной работы =0,9.

Для нормального закона распределения примем, например, =0,2 и в табл. 4.9 найдем =0,75.

В итоге найдем периодичность ТО автомобиля

.

б)По допустимому значению и закономерности изменения параметров технического состояния.

В п. 4.2.1 были уже рассмотрены закономерности изменения технического состояния узлов автомобиля по наработке, описываемые степенными функциями (4.1) или линейными зависимостями (4.3).

Располагая значениями параметров технического состояния нескольких агрегатов или механизмов к моменту наработки l (табл. 4.1 и 4.3), их допустимым Уд и начальным Ун значениями, нетрудно рассчитать наработку каждого до достижения величины .

Имеем ,

где – значение параметра ТС каждого автомобиля.

Допустимая наработка каждого автомобиля до достижения параметра Уд будет

.

Определяем среднюю величину наработки

.

Среднеквадратичное отклонение

.

Коэффициент вариации .

Необходимо учесть коэффициент максимальной интенсивности изменения параметра технического состояния при соблюдении условия

.

На коэффициент влияет коэффициент вариации и вид закона распределения.

Для нормального закона распределения

,

где .

Если , то коэффициент максимальной интенсивности для закона распределения Вейбулла–Гнеденко находят из зависимости

,

где Г – гамма-функция, m – параметр распределения.

Имея значение функции стандартного нормального распределения

,

нетрудно из табл. 4.4 определить значение ее аргумента Z и рассчитать искомое значение периодичности ТО (l₀):

.

Если взять принятую выше допустимую вероятность безотказной работы = 0,9 и = 0,2, то тогда по табл. 4.4 находим .

Отсюда периодичность ТО при будет

.

По значениям и из графика на рис. 4.13 найдем и получим

.

в)В экономико-вероятностном методе так же, как и при определении периодичности по безотказности используется понятие коэффициента рациональной периодичности :

, при ,

где – отношение затрат ТО к ремонту;

– коэффициент вариации.

Если агрегат или узел имеет показатели , =0,2, то получим

.

Если необходимо сократить параметр потока отказов при использовании предупредительной стратегии в четыре раза, т.е.

,

где – параметр потока отказов предупредительной стратегии;

– то же, при устранении отказов по потребности,

то коэффициент рациональной периодичности определится по формуле

.

Для этих же значений = 0,25 и = 0,2 из графика на рис. 4.16 найдем, что .

Расчет коэффициентов рациональной периодичности показывает, что с уменьшением значения коэффициента вариации наработки на отказ увеличивается периодичность ТО, т.е. здесь исходя из первой стратегии стоимости С_I диагностических работ уменьшается, а затраты С_II на ремонт по второй стратегии возрастают или в общем случае .

Дополнительно необходимо провести анализ технико-экономи­ческого метода и метода статистических испытаний.

Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 413; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав