КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ

КРИВЦУН Володимир Іванович

УДК 623.486

МЕТОДИКА ОБҐРУНТУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ЗНАЧЕНЬ ПАРАМЕТРІВ ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ ІНЖЕНЕРНОЇ ТЕХНІКИ ТРИВАЛОГО ЗБЕРІГАННЯ З УРАХУВАННЯМ ПОЧАСОВОЇ НАДМІРНОСТІ ТА НЕПОВНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ЩОДО БЕЗВІДМОВНОСТІ

Спеціальність 20.02.14 – озброєння і військова техніка

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Військовому інженерному інститутуті

Подільського державного аграрно – технічного університету (МО України).

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор Креденцер Борис Петрович,

Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації

Національного технічного університету України

“Київський політехнічний інститут”, провідний науковий

співробітник науково-дослідної лабораторії.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Жердєв Микола Костянтинович,

Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка,

професор кафедри бойового застосування і експлуатації (радіоелектронного озброєння);

кандидат технічних наук, доцент Толюпа Сергій Васильович,

Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації

Національного технічного університету України

“Київський політехнічний інститут”, докторант.

Провідна установа

Національна академія Державної прикордонної

служби України імені Б. Хмельницького, м. Хмельницький.

Захист відбудеться “ 5 ” липня 2006 р. о 12 год. 00 хв.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .001.40 Військового

інституту Київського національного університету імені Тараса

Шевченка за адресою: 03680, Київ-680, просп. Глушкова, 2, корп. 8.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського

національного університету імені Тараса Шевченка за адресою:

01033, Київ-33, вул. Володимирська 58, зал 12.

Автореферат розісланий “ 31 ” травня 2006 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради С.О. ПАШКОВ

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інженерні війська – спеціальні війська, які призначені для інженерного забезпечення бойових дій військ. Вони мають на озброєнні велику кількість інженерної техніки (ІТ), зразки якої суттєво відрізняються між собою конструктивним виконання в залежності від призначення, базовим шасі, ступенем захисту від засобів ураження. Значна частина цієї техніки (приблизно до 70%) знаходиться в режимі тривалого зберігання в різних умовах. Встановлено чотири категорії умов зберігання: легка (“Л”), середня (“С”), жорстка (“Ж”) та дуже жорстка (“ДЖ”).

Для підтримання зразків ІТ у працездатному стані в процесі тривалого зберігання передбачена система технічного обслуговування (ТО), основними видами якого є технічне обслуговування номер один під час зберігання (ТО-1з) з періодичністю один рік, технічне обслуговування номер два під час зберігання (ТО-2з) з періодичністю два роки та регламентоване технічне обслуговування (РТО), яке проводиться через 6-10 років в залежності від виду ІТ та умов зберігання. Аналіз цієї системи показує, що вона ще далека від досконалості та має ряд суттєвих недоліків, основними з яких є наступні: види ТО та періодичність проведення для всіх зразків ІТ тривалого зберігання є єдиними, незалежно від їх цільового призначення та умов зберігання; нормативно-технічні та методичні документи, які регламентують ТО інженерної техніки тривалого зберігання, застаріли і їх зміст не завжди відповідає вимогам керівних документів щодо забезпечення характеристик її надійності; перелік заходів ТО-1з і ТО-2з є незмінним для усіх регіонів України, що не дозволяє адаптувати їх до різних умов зберігання техніки.

На теперішній час відомо невелику кількість математичних моделей і методик організації ТО зразків озброєння і військової техніки, що зберігаються, яких недостатньо для дослідження ТО існуючих і, тим більше, перспективних зразків ІТ з урахуванням реальних умов і факторів їх тривалого зберігання. Проведений аналіз теоретичних результатів, отриманих під час дослідження ТО інженерної техніки тривалого зберігання, дозволяє зробити висновок про те, що багато питань, пов’язаних з підвищенням ефективності існуючої системи ТО цієї техніки, не вирішено. При цьому отримано відносно мало результатів досліджень організації ТО-1з і ТО-2з, і вони носять, як правило, частковий характер.

Таким чином, на сьогодні виникли протиріччя між високими вимогами, які висуваються до готовності застосування ІТ тривалого зберігання, та труднощами у забезпеченні цих вимог унаслідок суттєвих недоліків, наведених вище; між великими обсягами робіт по ТО та обмеженими можливостями щодо їх виконання, а також між необхідністю наукового обґрунтування раціональних значень параметрів ТО з врахуванням факторів оточуючого середовища і недосконалістю існуючого науково-методичного апарату для такого обґрунтування. Створення такого апарату складає сутність наукового завдання, що вирішується в роботі.

Усе вищевикладене визначило необхідність та актуальність подальших наукових досліджень в даній предметній галузі, направлених на удосконалення ТО інженерної техніки під час тривалого зберігання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках НДР “Експлуатація” (реєстраційний номер 0106U002496), що проводиться у Військовому інженерному інституті Подільського державного аграрно-технічного університету, замовником якої є Центральне управління інженерних військ ГУОЗ КСП Збройних Сил України. Особисто автором в даній НДР розроблені математичні моделі і методики оптимізації періодичності проведення ТО зразків ІТ тривалого зберігання.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи технічного обслуговування інженерної техніки тривалого зберігання на підставі використання запропонованої методики обґрунтування раціональних значень параметрів технічного обслуговування.

Взаємопов’язані задачі, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети:

1. Аналіз існуючої системи ТО інженерної техніки тривалого зберігання та обґрунтування напрямів її удосконалення.

2. Удосконалення математичної моделі та методики оптимізації періодичності ТО інженерної техніки тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та відомої функції розподілу наробітку до відмови.

3. Удосконалення математичної моделі та методики оптимізації періодичності ТО інженерної техніки тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності.

4. Розроблення сітьової моделі процесу виконання комплексу робіт по обслуговуванню зразка інженерної техніки.

5. Розроблення методики обґрунтування раціональних значень параметрів ТО інженерної техніки тривалого зберігання.

6. Розробка рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи ТО інженерної техніки тривалого зберігання.

Об’єкт дослідження: технічне обслуговування зразків ІТ тривалого зберігання.

Предмет дослідження –параметри технічного обслуговування зразків ІТ тривалого зберігання.

Використовуються методи дослідження: теорії ймовірностей і математичної статистики – для розробки математичних моделей та удосконалення методик оптимізації періодичності ТО інженерної техніки тривалого зберігання; експертного опитування – для уточнення переліку операцій ТО інженерної техніки тривалого зберігання та їх тривалостей; сітьового планування та управління – для розробки сітьової моделі процесу виконання ТО інженерної техніки тривалого зберігання.

Наукова новизна одержаних результатів. Удосконалена методика визначення оптимальних значень періодичності проведення ТО зразків ІТ тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та відомої функції розподілу наробітку до відмови. Відмінність цієї методики від існуючих, що визначає її новизну і сутність удосконалення, полягає у комплексному врахуванні почасової надмірності – допустимого часу виконання ТО, а також часу перебування зразка ІТ тривалого зберігання у стані прихованої відмови, що дозволяє отримати результати розрахунків періодичності проведення ТО, які більш достовірно відображають реальні умови зберігання.

Удосконалена методика визначення оптимальних значень періодичності проведення ТО зразків ІТ тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності. Відмінність цієї методики від існуючих, що визначає її новизну і сутність удосконалення, полягає в тому, що вперше для ІТ тривалого зберігання у запропонованій методиці оптимізації періодичності ТО були сумісно враховані неповнота інформації щодо безвідмовності зразка ІТ, почасова надмірність та час перебування зразка в стані прихованої відмови під час тривалого зберігання.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані наукові результати можуть бути використані при розробці рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи ТО інженерної техніки тривалого зберігання. Удосконалення системи ТО дозволить підвищити готовність зразків ІТ тривалого зберігання до застосування за призначенням за рахунок визначення раціональних значень параметрів ТО.

Результати роботи планується для використання під час розробки нового “Керівництва з експлуатації інженерного озброєння та порядку його застосування у Збройних Силах України” (акт комісії Центрального управління інженерних військ ГУОЗ КСП Збройних Сил України від 27.03.06 р. за №328/2/3/18), реалізовані у навчальному процесі ВІІ ПДАТУ під час проведення занять по дисципліні “Експлуатація озброєння і інженерної техніки”, а також при виконанні курсантами дипломних проектів (акт комісії ВІІ ПДАТУ від 28.02.06 р. за №597).

Особистий внесок здобувача. Основні наукові і прикладні результати дисертаційної роботи одержані здобувачем самостійно. Зі спільних публікацій особисто здобувачеві належить таке: у [1] – розробка математичної моделі ТО інженерної техніки тривалого зберігання; у [2] – доказ необхідної та достатньої умов існування оптимальної періодичності; у [4] - алгоритм оптимізації періодичності ТО інженерної техніки тривалого зберігання. Ідеї співавторів в дисертаційному дослідженні не використовувались.

Апробація результатів роботи. Основні наукові результати дисертаційної роботи оприлюднено на міжвузівській науково-практичній конференції "Сучасні напрямки розвитку Сухопутних військ ЗС України" (27-28 жовтня 2005 р., Одеський ордена Леніна інститут сухопутних військ, м. Одеса), на І Всеукраїнській науково-практичній конференції "Військова наука та освіта: сьогодення та майбутнє" пам'яті професора генерал-лейтенанта Жукова С.А. (24-25 листопада 2005 р., Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ), а також на постійно діючих науково-технічних семінарах ВІТІ НТУУ “КПІ” та ВІ КНУ ім. Тараса Шевченка в період 2004-2006 років.

Публікації. Основні наукові результати в 5 статтях (дві статті без співавторів) у фахових виданнях, в одній тезі доповідей, викладено в одному звіті про НДР.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і списку використаних джерел. Загальний обсяг складає 155 сторінок машинописного тексту, з яких 18 сторінок займають ілюстрації, таблиці та список використаних джерел, що містить 89 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі міститься актуальність роботи, мета і задачі дослідження, наукова новизна і практичне значення одержаних результатів, апробація і публікації, а також основні положення, що виносяться на захист.

У першому розділі розглянуті фактори, які впливають на збережуваність ІТ, проведений аналіз стану існуючої системи ТО зразків ІТ в процесі тривалого зберігання і результатів досліджень в даній предметній галузі, а також сформульована мета та дана загальна постановка завдання дослідження.

Аналіз стану існуючої системи ТО зразків ІТ тривалого зберігання дозволив виявити протиріччя між високими вимогами, які висуваються до готовності до застосування ІТ тривалого зберігання, та труднощами у забезпеченні цих вимог; між великими обсягами робіт по ТО та обмеженими можливостями щодо їх виконання, а також між необхідністю наукового обґрунтування раціональних значень параметрів ТО з врахуванням факторів оточуючого середовища і недосконалістю існуючого науково-методичного апарату для такого обґрунтування.

Ці протиріччя обумовлені наявністю ряду суттєвих недоліків, притаманних існуючій системі ТО зразків ІТ, що зберігаються, зокрема, недостатнім науковим обґрунтуванням видів ТО і термінів їх проведення, відсутністю диференційованого підходу до обґрунтування параметрів ТО різних зразків ІТ, слабким врахуванням впливу факторів оточуючого середовища на збережуваність ІТ, використанням застарілої недостатньо якісної нормативно-технічної документації та іншими.

Аналіз відомих результатів наукових досліджень в даній предметній галузі показав, що питання ТО інженерної техніки тривалого зберігання викладено у відносно невеликому відсотку робіт із загальної кількості робіт по ТО. Особлива увага в цих роботах приділена обґрунтуванню термінів повного оновлення техніки, що зберігається, при цьому недостатньо результатів, які пов’язані з ТО-1з і ТО-2з, і вони, як правило, носять частковий характер, що не дозволяє в повній мірі усунути відмічені вище недоліки.

Із проведеного аналізу зроблено висновок про те, що перспективними напрямками удосконалення існуючої системи ТО інженерної техніки тривалого зберігання є: наукове обґрунтування періодичності ТО зразків ІТ з врахуванням об’єктивних закономірностей зміни їх технічного стану і умов зберігання, а також обґрунтування раціонального переліку операцій по ТО, їх тривалості і послідовності виконання.

Усе це дозволило сформулювати мету і загальну постановку завдання досліджень. Відмінність цього завдання від відомих, які розглядались у даній предметній галузі, полягає у комплексному врахуванні таких важливих факторів, як неповнота (обмеженість) інформації щодо безвідмовності зразків ІТ, що зберігаються, резерв часу, передбачений нормативно-технічною документацією і використовується під час виконання ТО, та час перебування зразка ІТ тривалого зберігання у стані прихованої відмови. Ці фактори суттєво впливають на надійність зразків ІТ тривалого зберігання.

Показано, що рішення сформульованого завдання доцільно розбити на ряд часткових взаємопов’язаних задач, які визначають структуру і зміст наступних розділів дисертації.

У другому розділі розроблено дві удосконалені методики визначення оптимальних значень періодичності проведення ТО зразків ІТ тривалого зберігання, які відрізняються від відомих більш повним врахуванням факторів реального процесу зберігання і обслуговування техніки. В основі запропонованих методик лежить інформація різного ступеню повноти щодо безвідмовності зразків ІТ, що зберігаються, яка може бути отримана в результаті обробки статистичних даних про відмови для різних умов зберігання і різних регіонів України. Використання такої інформації відкриває можливості для реалізації індивідуального підходу до планування термінів проведення ТО зразків ІТ на основі використання об’єктивних даних щодо закономірностей розвитку і прояву відмов зразків, які зберігаються в різних умовах.

Об’єктом розглядання є зразок ІТ, який знаходиться на тривалому зберіганні. Для попередження та усунення відмов передбачено проведення двох видів відновлювальних робіт: періодичного ТО і аварійно-профілактичного ремонту. В якості показника надійності зразка ІТ, що розглядається, використовується коефіцієнт готовності Кг, який характеризує частку часу, на протязі якого зразок знаходиться у працездатному стані в умовах тривалого зберігання.

Вихідними даними під час розробки першої методики є: функція розподілу (ФР) наробітку до відмови F(t), яка вважається відомою (або заданою); ФР часу tто виконання ТО; ФР періоду призначення ТО; допустимий час tд виконання ТО (назначений резерв часу); середній час аварійно-профілактичного ремонту .

Прийняті обмеження і припущення: в зразку ІТ тривалого зберігання відсутня індикація відмов, що виникають; після завершення ТО або аварійно-профілактичного ремонту вихідні властивості зразка відновлюються повністю; вважається, що >; розглядається період зберігання до проведення регламентованого ТО.

Необхідно отримати розрахункове співвідношення для коефіцієнта готовності Кг, визначити оптимальну періодичність проведення ТО і відповідне йому максимальне значення Кг.

Методика вирішення даної задачі містить в собі ряд етапів.

Етап 1. Вибір математичної моделі процесу, що досліджується. В роботі показано, що в якості математичної моделі доцільно використати регенеруючий процес x(t), який характеризує стан зразка ІТ тривалого зберігання у довільний момент часу (рис. 1): е0 – стан, в якому зразок працездатний; е1, е2 – стани, в яких проводиться ТО відповідно при tто ? tд і tто > tд

; е3 – стан прихованої відмови; е4 – стан, в якому проводиться аварійно-профілактичний ремонт (Е+ і Е- - підмножина відповідно працездатних і непрацездатних станів). Точками регенерації процесу x(t) є моменти його переходу у стан е0.

Етап 2. Отримання аналітичної залежності коефіцієнта готовності Кг від періодичності Т проведення ТО (Т – невипадкова, детермінована величина):

(1)

Етап 3. Визначення необхідної і достатньої умов існування екстремуму функції Кг (Т). Необхідна умова отримана в результаті диференціювання виразу (1) по Т і прирівнювання похідної до нуля:

Вираз (4) враховує резерв часу tд, що використовується під час проведення технічного обслуговування.

Достатня умова зводиться до перевірки виконання нерівностей:

. (5)

Етап 4. Визначення оптимального значення Т* періодичності проведення ТО і розрахунок максимального значення Кг:

. (6)

Ця методика, на відміну від відомих, враховує резерв часу tд, що використовується під час проведення ТО, і час перебування зразка ІТ тривалого зберігання у стані прихованої відмови, що визначає її новизну (перший науковий результат).

Необхідно відмітити, що практична реалізація розглянутої вище методики може визвати ускладнення, які пов’язані з отриманням повної інформації щодо відмов зразка ІТ під час тривалого зберігання. Найбільш типовою являється ситуація, коли є неповна (обмежена) інформація щодо безвідмовності. Цим пояснюється необхідність розробки другої методики визначення оптимальних значень періодичності ТО зразків ІТ тривалого зберігання, яка враховує почасову надмірність та неповну інформацію щодо безвідмовності (другий науковий результат).

Постановка задачі під час розробки цієї методики зберігається, зміни стосуються тільки інформації щодо безвідмовності зразка, що зберігається.

Відносно невідомої ФР F(t) наробітку до відмови можна тільки стверджувати, що вона належить класу функцій розподілу, які у заданих точках приймають значення, задані вектором. Обмеження та припущення ті самі, що і в першій методиці.

В роботі показано, що під час вирішення задачі в такій постановці (при неповній інформації щодо безвідмовності зразка ІТ, який зберігається) не можна орієнтуватися на якогось “середнього” представника з можливої множини ФР наробітку до відмови F(t), а необхідно враховувати найгірші варіанти. Іншими словами, для вирішення даної задачі доцільно використовувати принцип максиміна, який можна сформулювати так: стратегія обслуговування із заданої множини стратегій обирається так, щоби максимізувати мінімум показника надійності Кг, який відповідає найгіршому варіанту характеристик безвідмовності F(t).

Таким чином, необхідно знайти максимін

(7)

і функції і , на яких він досягається (тут - множина ФР періоду призначення ТО G(t); - множина ФР F(t), які у заданих точках у приймають задані значення р).

Під час рішення даного класу задач отримано результат *, у відповідності з яким “найгіршою” ФР є функція виду (рис.2):

(8)

а “найкраща” ФР - вироджена функція:

(9)

З врахуванням (8) і (9) отримано формулу для визначення максиміна Кг(G*, F*):

, (10)

де - вираз, що враховує резерв часу tд, який використовується під час проведення ТО (формула (4)).

Методика рішення цієї задачі містить в собі наступні етапи:

Етап 1. Збір та обробка статистичних даних про відмови зразків ІТ тривалого зберігання з метою отримання значень вектора і вектора.

Етап 2. Обчислення значень послідовності

. (11)

Етап 3. Визначення номера , при якому

. (12)

Етап 4. Визначення оптимальної періодичності Т* шляхом перевірки виконання нерівності:

. (13)

Якщо нерівність (13) виконується, то, у протилежному випадку . Відповідне оптимальній періодичності значення максиміна є гарантоване значення коефіцієнта готовності К*г і визначається за номером k* або k*+1.

Відмінність даної методики від відомих, що визначає її новизну, полягає у комплексному врахуванні таких важливих факторів, як неповнота (обмеженість) інформації щодо безвідмовності зразків ІТ тривалого зберігання, почасова надмірність, яка використовується під час проведення ТО, і час перебування зразка у стані прихованої відмови.

Третій розділ присвячений розробці сітьових моделей процесу виконання ТО зразків ІТ тривалого зберігання з метою обґрунтування раціональних значень параметрів цього процесу.

У попередньому розділі викладені дві удосконалені методики, які дозволяють визначити оптимальне значення періодичності проведення ТО – одного з важливих параметрів обслуговування. Іншими важливими параметрами є тривалість виконання ТО, сукупність операцій (робіт), взаємозв’язок між ними тощо.

Аналіз змісту заходів ТО зразків ІТ тривалого зберігання (ТО-1з і ТО-2з) показує, що ці заходи не в повній мірі відповідають вимогам забезпечення високої готовності зразків, що зберігаються, до застосування за призначенням. Основними недоліками є наступні: серед великої кількості заходів ТО-1з та ТО-2з тільки незначна кількість операцій направлена на визначення технічного стану та попередження відмов техніки, що зберігається; перелік заходів ТО-1з і ТО-2з є сталим для усіх типів зразків ІТ і для усіх регіонів України, що не дозволяє адаптувати їх до особливостей конкретного зразка і різних умов зберігання; перелік операцій ТО-1з і ТО-2з в своїй більшості є однаковим, але нормативні трудовитрати на їх виконання мають велику розбіжність; обсяги операцій ТО в більшості випадків є завищеними.

Показано, що для обґрунтування раціональних параметрів процесу виконання ТО зразків ІТ тривалого зберігання доцільно використати метод сітьового планування та управління, а для уточнення переліку операцій ТО і тривалості їх виконання – метод експертного опитування.

Тривалість виконання ТО за сітьовим графіком є випадковою величиною , при цьому важливою якісною характеристикою цієї величини є її ФР , яка входить у перелік вихідних даних методик визначення оптимальних значень періодичності проведення ТО (розд. 2). Цю випадкову величину можна представити у вигляді суми достатньо великої кількості незалежних (або слабко залежних) доданків, кожен з яких порівняно мало впливає на суму. Такими доданками в даному випадку є значення часу виконання окремих робіт, які з’єднують вихідну подію із завершальною. Тому на підставі центральної граничної теореми теорії імовірностей можна прийняти припущення про нормальний закон розподілу випадкової величини з щільністю імовірностей

, (14)

де, (15)

В формулі (15) прийняті наступні позначення: Ткр – тривалість виконання робіт, які лежать на критичному шляху; , - математичне очікування і середньоквадратичне відхилення часу виконання роботи i,j; - критичний шлях. При обраному в – розподілі часу виконання роботи i,j значення і можуть бути визначені за відомими формулами:

; (16)

. (17)

де tmin, tmах – відповідно нижня та верхня межі випадкової величини tij – тривалості роботи i,j.

Для уточнення переліку робіт по ТО, а також для отримання значень тривалості виконання кожної роботи використовується метод експертного опитування. В роботі наведені вирази для оцінки коефіцієнтів відносної важливості робіт і визначення якості експертного опитування.

На основі уточненого переліку операцій ТО розроблена сітьова модель процесу виконання комплексу робіт щодо обслуговування конкретного зразка ІТ – гусеничного плаваючого транспортеру ПТС-2, що знаходиться на тривалому зберіганні (рис. 3).

Дослідження цієї моделі, що проведені у розд. 4, дозволили виявити надмірні операції та врахувати ті, які необхідно виконувати для відповідних умов зберігання, обґрунтувати раціональний комплекс робіт по обслуговуванню зразка ІТ, що досліджується в процесі тривалого зберігання, а також визначити одну з важливих характеристик – ФР тривалості виконання ТО та її параметри.

В четвертому розділі приводиться методика обґрунтування раціональних значень параметрів ТО інженерної техніки тривалого зберігання та результати її практичного використання з метою обґрунтування рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи ТО (на прикладі конкретного зразка ІТ – гусеничного плаваючого транспортеру ПТС-2) з техніко-економічною оцінкою цих рекомендацій.

Запропонована методика носить прикладний характер і призначена для обґрунтування раціональних значень параметрів ТО та гарантованих (максимінних) значень коефіцієнта готовності зразка ІТ тривалого зберігання з врахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності. В її основі лежать наукові результати, які отримані у попередніх розділах.

Методика містить у собі наступні основні етапи:

1. Збір та обробка статистичних даних про відмови об’єктів тривалого зберігання.

2. Розробка та дослідження сітьових моделей процесу виконання ТО зразка інженерної техніки тривалого зберігання.

3. Отримання вихідної інформації про характеристики процесу виконання ТО зразка тривалого зберігання.

4. Отримання розрахункових співвідношень для обчислення Кг (при відомій ФР F(t) наробітку до відмови або при неповній інформації щодо безвідмовності).

5. Визначення оптимальних значень періодичності ТО.

6. Визначення максимального (максимінного) значення коефіцієнта готовності Кг.

7. Оцінка виграшу по коефіцієнту простою Кпр(Т)=1- Кг(Т).

8. Формулювання рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи ТО.

9. Техніко-економічна оцінка запропонованих рекомендацій.

За допомогою запропонованої методики проведено дослідження ТО конкретного зразка ІТ тривалого зберігання (гусеничного плаваючого транспортеру ПТС-2). Результати цього дослідження дозволили обґрунтувати рекомендації щодо удосконалення системи його ТО: запропоновані нові терміни проведення і тривалості виконання ТО, уточнений перелік операцій обслуговування та черговість їх виконання.

Зокрема, у табл.4.1 наведені значення періодичності проведення і тривалості виконання ТО, які прийняті в існуючій системі ТО та у пропонованій системі. Під час виконання розрахунків прийнята емпірична ФР наробітку до відмови (формула 8), яка отримана експериментальним шляхом для двох, найбільш типових, умов зберігання зразка: дуже жорстких (“ДЖ) і середніх (“С”).

Таблиця 4.1

Результати розрахунку періодичності проведення і тривалості виконання ТО зразка ІТ (ПТС-2), що зберігається

Таблиця 4.2 містить в собі результати розрахунку коефіцієнта готовності Кг для існуючої і пропонованої системи ТО зразка ІТ (ПТС-2).

Таблиця 4.2

Результати розрахунку коефіцієнта готовності зразка ІТ (ПТС-2) тривалого зберігання

Аналіз цієї таблиці дозволяє зробити наступні висновки:

запропонована методика дозволяє отримати результати розрахунків, які враховують умови зберігання зразків ІТ;

запропонована система ТО може забезпечити суттєве зменшення коефіцієнту простою Кпр(Т)=1-Кг(Т) досліджуваного зразка ІТ;

використання резерву часу при виконанні ТО дає суттєве зменшення коефіцієнту простою Кпр(Т)=1-Кг(Т), тому його доцільно враховувати під час розрахунків.

Проведена оцінка адекватності розробленої математичної моделі і запропонованої методики розрахунку. У табл. 4.3 наведені значення коефіцієнту готовності Кг, які отримані під час контрольних перевірок готовності зразка ІТ тривалого зберігання у військах та за допомогою розрахунку по запропонованій методиці для двох різних умов зберігання. Визначені із заданою довірчою імовірністю =0,95 межі довірчих інтервалів для коефіцієнта готовності Кг (нижня Кгн і верхня Кгв межі) з використанням результатів контрольних перевірок у військах: для умов “ДЖ” Кгн=0,9452, Кгв=0,9974; для умов “С” Кгн=0,9183, Кгв=0,9915. Використовуючи дані табл. 4.3, можна стверджувати, що із заданою довірчою імовірністю =0,95 значення Кг, отримані під час контрольних перевірок зразка ІТ тривалого зберігання у військах, та при розрахунках по запропонованій методиці, знаходяться в межах отриманого довірчого інтервалу.

Таблиця 4.3

Значення коефіцієнту готовності Кг

Раціональний перелік операцій обслуговування та черговість їх виконання обґрунтовані з використанням сітьової моделі, розробленої в розд. 3 (рис. 3).

Таким чином, сутність запропонованих рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи ТО інженерної техніки тривалого зберігання (на прикладі гусеничного плаваючого транспортеру ПТС-2) зводиться до наступного: впровадити замість ТО-1з і ТО-2з один вид технічного обслуговування – ТО-тз (технічне обслуговування під час тривалого зберігання); встановити періодичність проведення обслуговування техніки, поставленої на зберігання без герметизації: в легких і середніх умовах зберігання – 2 роки, в жорстких і дуже жорстких – 1,5 роки; встановити тривалість виконання ТО – 6,5 годин; переконсервацію техніки проводити в залежності від експлуатаційних властивостей консерваційних матеріалів; заміну палива, мастил, робочих і спеціальних рідин, освідчення вогнегасників, балонів, які працюють під тиском, проводити у встановлені терміни.

В результаті проведеного техніко-економічного аналізу було показано, що впровадження цих рекомендацій може забезпечити щорічну економію трудовитрат під час виконання основних технічних заходів зберігання до 21%, а експлуатаційних матеріалів – до 18%. При цьому буде забезпечено значення коефіцієнта готовності на рівні не нижче 0,98.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі проведено теоретичне узагальнення та нове рішення актуального наукового завдання, яке полягає в удосконаленні методик оптимізації періодичності ТО зразків ІТ тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності.

Головними науковими результатами є дві удосконалені методики визначення оптимальних значень періодичності проведення ТО зразків ІТ тривалого зберігання. В основі першої методики лежить використання повної інформації щодо безвідмовності зразка ІТ, що зберігається, а другої методики – неповної (обмеженої) інформації. Відрізняються методики і методами рішення сформульованого завдання.

Відмінність цих методик від відомих, що визначає їх новизну і сутність удосконалення, полягає у комплексному врахуванні почасової надмірності, що використовується під час виконання ТО, неповної інформації щодо безвідмовності зразка ІТ, який зберігається, та часу його перебування у стані прихованої відмови. Таке більш повне урахування факторів реального процесу зберігання і обслуговування ІТ дозволяє отримувати результати розрахунків періодичності проведення ТО, які більш достовірно відображають процеси, що досліджуються.

Головними практичними результатами дисертації є методика обґрунтування раціональних значень параметрів ТО інженерної техніки тривалого зберігання, в основі якої містяться вказані вище наукові результати, які забезпечують розрахунок оптимальних значень періодичності проведення ТО, а також сітьова модель, яка дозволяє досліджувати процес виконання операцій обслуговування.

Використання цієї методики для дослідження конкретного зразка ІТ тривалого зберігання (плаваючого гусеничного транспортеру ПТС-2) дозволило обґрунтувати рекомендації щодо удосконалення існуючої системи ТО цього зразка. Сутність цих рекомендацій зводиться до корегування термінів проведення і тривалості виконання ТО, а також уточнення переліку операцій обслуговування та черговості їх виконання. В результаті проведеного техніко-економічного аналізу показано, що впровадження цих рекомендацій може забезпечити щорічну економію трудовитрат під час виконання основних технічних заходів обслуговування зразка ІТ тривалого зберігання до 21%, а експлуатаційних матеріалів – до 18% при забезпеченні коефіцієнта готовності на рівні не нижче 0,98.

Достовірність отриманих результатів підтверджується збігом теоретичних розрахунків з результатами, отриманими під час перевірок технічного стану інженерної техніки тривалого зберігання.

Слід зазначити, що наукові і практичні результати мають подвійне застосування, тобто можуть бути використані для обґрунтування раціональних значень параметрів не тільки ІТ, але і інших зразків озброєння і військової техніки.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ

ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Креденцер Б.П., Кривцун В.І. Математична модель технічного обслуговування техніки тривалого зберігання при наявності почасової надмірності // Збірник наукових праць ВІТІ НТУУ “КПІ”. - №1.- К.: ВІТІ НТУУ “КПІ”, 2005. – С 75-80.

2. Креденцер Б.П., Кривцун В.І. Необхідна та достатня умови існування оптимальної періодичності проведення технічного обслуговування техніки тривалого зберігання // Збірник наукових праць ВІТІ НТУУ “КПІ”. - №2.- К.: ВІТІ НТУУ “КПІ”, 2005. – С. 57-61.

3. Кривцун В.І. Методика оптимізації періодичності проведення технічного обслуговування техніки тривалого зберігання з врахуванням почасової надмірності // Збірник наук. праць Одеського ордена Леніна інституту Сухопутних військ. – Одеса: ООЛІСВ, . – Вип. . – С. .

4. Креденцер Б.П., Кривцун В.І. Урахування почасової надмірності та неповної інформації про безвідмовність техніки тривалого зберігання під час розрахунку періодичності технічного обслуговування // Вісник Київського національного університету ім. Т.Шевченка. Спеціальні військові науки. К.: – 2005. – № 10 – С. 22-26.

5. Кривцун В.І. Методика обґрунтування раціональних значень параметрів технічного обслуговування інженерної техніки тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо її безвідмовності // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Спеціальні військові науки. К.: – 2006. - № 1 – С. 67-74.

6. Креденцер Б.П., Кривцун В.І. Методика оптимізації періодичності технічного обслуговування об’єктів озброєння і військової техніки при неповній інформації щодо відмов. // Матеріали міжвузівської науково-практичної конференції “Сучасні напрямки розвитку Сухопутних військ ЗС України”. – Одеса: ООЛІСВ, 2005. – С. .

Крім цього, окремі результати дослідження викладено в звіті про НДР „Експлуатація”: Розробка пропозицій щодо удосконалення системи технічного обслуговування інженерної техніки: Звіт про НДР (проміжний) / Військовий інженерний інститут Подільського державного аграрно-технічного університету. – Кам’янець-Подільський, 2006. – 138 с.

АНОТАЦІЯ

Кривцун В.І. Методика обґрунтування раціональних значень параметрів технічного обслуговування інженерної техніки тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 20.02.14 – озброєння і військова техніка. Військовий інженерний інститут Подільського державного аграрно-технічного університету, Кам’янець-Подільський, 2006.

Дисертація присвячена теоретичному дослідженню технічного обслуговування (ТО) інженерної техніки (ІТ) тривалого зберігання. Метою роботи є розробка рекомендацій щодо удосконалення існуючої системи ТО інженерної техніки тривалого зберігання на підставі використання запропонованої методики обґрунтування раціональних значень параметрів ТО. Для досягнення цієї мети вирішене актуальне наукове завдання, яке полягає в удосконаленні методик оптимізації періодичності ТО зразків ІТ тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності. Відмінність цього завдання від відомих полягає у комплексному врахуванні почасової надмірності, неповноти інформації щодо безвідмовності зразка ІТ та часу його перебування у стані прихованої відмови під час тривалого зберігання. Це дозволяє обґрунтувати раціональні значення параметрів ТО зразків ІТ, які більш достовірно відображають реальні умови їх зберігання і обслуговування.

Ключові слова: технічне обслуговуванні інженерної техніки тривалого зберігання, методика оптимізації періодичності обслуговування.

АННОТАЦИЯ

Кривцун В.И. Методика обоснования рациональных значений параметров технического обслуживания инженерной техники длительного хранения с учетом временной избыточности и неполной информации о безотказности. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 20.02.14 – вооружение и военная техника. Военный инженерный институт Подольского государственного аграрно-технического университета, Каменец-Подольский, 2006.

Диссертация посвящена теоретическому исследованию процесса технического обслуживания (ТО) инженерной техники (ИТ) длительного хранения. Целью проведенного исследования является разработка рекомендаций по усовершенствованию системы ТО инженерной техники длительного хранения на основе предложенной методики обоснования рациональных значений параметров обслуживания. Для достижения этой цели получены следующие научные и практические результаты:

1. Усовершенствованная методика оптимизации периодичности ТО образцов инженерной техники длительного хранения с учетом временной избыточности и известной функции распределения наработки до отказа.

Отличие этой методики от известных, определяющее её новизну и сущность усовершенствования, состоит в комплексном учёте временной избыточности – допустимого времени выполнения ТО, а также времени пребывания хранящегося образца ИТ в состоянии скрытого отказа, что позволяет получить результаты расчетов периодичности проведения ТО, которые более полно отображают реальные условия хранения.

2. Усовершенствованная методика оптимизации периодичности ТО образцов инженерной техники длительного хранения с учетом временной избыточности и неполной информации о безотказности.

Отличие этой методики от существующих, что определяет её новизну и сущность усовершенствования, заключается в том, что впервые для ИТ длительного хранения были совместно учтены неполнота информации о безотказности хранящегося образца, временная избыточность и время пребывания образца в состоянии скрытого отказа при длительном хранении.

3. Методика обоснования рациональных значений параметров технического обслуживания инженерной техники длительного хранения.

Методика носит прикладной характер и предназначена для обоснования рациональных значений параметров ТО и гарантированных (максиминных) значений коэффициента готовности образца ИТ длительного хранения с учетом временной избыточности и неполной информации о безотказности. В её основе лежат научные результаты, полученные в диссертационной работе. С помощью этой методики проведено исследование конкретного образца ИТ длительного хранения, результаты которого позволили обосновать рекомендации по усовершенствованию существующей системы его технического обслуживания.

Ключевые слова: техническое обслуживание инженерной техники длительного хранения, методика оптимизации периодичности обслуживания.

SUMMARY

V.I. Kryvtsun. Method substantianation of the rational significances of parameters of the engineering equipment technical maintenance of the protracted storage taking into account time surplus and incomplete information on faultless. - Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of candidate of engineering sciences after specialty 20.02.14 - armament and military technique. Military engineering institute of the Podilsky state agrarian-technical university, Kamyanets- Podilsky, 2006.

Dissertation is devoted to theoretical research of engineering equipment (ІI) technical maintenance (ТМ) of the protracted storage. Development of recommendations is the aim of work in relation to the improvement of the existent system engineering equipment of the protracted storage on the basis of the use of the offered method of substantianation of the rational significances of parameters. For achievement of this purpose the actual scientific task, is decided that consists in the improvement of methods of optimization of periodicity standards of ІI protracted storage taking into account the time surplus and incomplete information on faultless. The difference of this task from known consists in the complex account of the time surplus, incompleteness of information on the ІI standard and time of his stay in the state of the hidden refusal during the protracted storage. It allows to substantianation of the rational significances of parameters the ІI standards which more reliable represent the real terms of their storage and service.

Keywords: technical maintenance of engineering equipment of the protracted storage, method of optimization of periodicity of service.