Оптимизация структуры и параметров системы ремонта проектируемой конструкции цистерны

6. Оптимизация структуры и параметров системы ремонта проектируемой конструкции цистерны.

6.1.Требования к системе ремонта вагонов и к методике ее оптимизации.

1. В качестве функции цели, на базе которой конструируют критерий оптимизации системы ремонта вагона, следует использовать показатель качества функционирования такой системы, которая была бы на ранг выше вагонного хозяйства. В качестве таковой системы следует взять железнодорожный транспорт в целом.

Заметим, что указанное условие выбора функции цели является важнейшим требованием к любому системному исследованию.

Остается определиться с показателем качества функционирования транспорта в целом. В качестве такового берем себестоимость единицы пробега вагона, за которую и принимаем искомую функцию цели.

2. В расчеты должны закладываться реальные структуры системы ремонта и стратегии ее осуществления. Последнее наделяет методику оптимизации приспособленностью к учету тех или иных технологий, время от времени предлагаемых учеными и специалистами транспорта.

3. Форма эксплуатации грузовых вагонов является уникальной благодаря своей обезличенности. Это обстоятельство следует учитывать на уровне выкладок.

4. Уровень организации ремонта и технического обслуживания вагонов во многом влияет на безопасность движения на транспорте. Необходимо при выборе параметров системы ремонта закладывать требования к безопасности движения.

5. Система ремонта вагона должна быть соответствующим образом согласована с системами ремонта наиболее ответственных составных частей конструкции. Последнее облегчит заказчику вагонной техники с помощью  расчета оценивать свою потребность в запасных частях.

6. Параметры системы ремонта вагона должны быть согласованы с возможностями ремонтной базы, а также с возможностями человека в части отказа внимания работников, например, осмотрщиков вагонов.

7. Методика оптимизации системы ремонта вагона должна быть чувствительна к изменениям таких свойств конструкции как контролепригодность, доступность, расчленяемость и т.п.

8. База исходных данных должна быть компактной и прозрачной, а ее получение должно основываться на анализе стандартных форм учета и отчетности, принятых на транспорте. Тем самым, будет обеспечиваться реальная воспроизводимость результатов решения задачи - важный признак научности метода.

6.2.Математическая формулировка задачи.

Искомую задачу сформулируем в виде следующей оптимизационной задачи:

F (lij)   →      min                                             (6.1)

lij  lБд                         (6.2)

                     (6.3)

где     f(lij) - себестоимость единицы пробега вагона;

lБд -  максимальный из условия соблюдения безопасности движения межремонтный или междиагностический пробег вагона;

М - мощность ремонтного хозяйства вагонов рассматриваемого типа;

П(lij) -потребность в плановых ремонтах вагонов рассматриваемого типа в течение интересующего нас календарного года;

 - коэффициент технологического запаса мощности ремонтного хозяйства загонов рассматриваемого типа;

 - требуемая точность расчетов по отношению надежности работы вагонного хозяйства.

6.3.Алгоритм оптимизации системы ремонта.

1.Задаемся множеством  альтернативных структур системы ремонта цистерны.(таблица 6.1.)

таблица 6.1. Элементы множества

Обозначение	Структура	N
w1	7 – 10	19
w2	3 – 5 – 8	19
w3	4 – 6 – 7	20
w4	5 – 7 – 9	24
w5	6 – 9	17

2. Для каждой структуры w_i (i = 1,5). Определяем экономически наивыгоднейшие межремонтные пробеги. Первый межремонтный пробег l₁ определяем из решения квадратного уравнения:

a*l₁² + b*l₁+c = 0,                                         (6.4),

где             a = b₁*(1+b_1*) ;

b = b₁*(a₁* - ) ;

с = 0,25*() - (D+S-Q).

l_к = b₁ / b_к *l₁ +( a₁ – a_к)/2/ b_к,              к=2,N

 - суммарные затраты на деповские и капитальные ремонты вагона в течении срока его службы;

D – издержка хозяйств МПС (кроме ВХ) приведенные к одному вагону за срок его службы;

S – полезная цена вагона;

Q – ликвидная цена вагона;

a_к и b_к – параметры роста затрат на текущие ремонты вагона по мере его старения.

3. Производится корректировка экономически наивыгоднейших межремонтных пробегов, исходя из требований безопасности движения:

l_к=,                              (6.5)

гдеl_кⁱ– к-й межремонтный пробег для структуры w_I(I=1,5);

lБд – параметр безопасности вагона;

l_к^(Э) – к-й экономически целесообразный межремонтный пробег.

4. Для каждой откорректированной системы ремонта определяется себестоимость единицы пробега проектируемой цистерны по формуле:

f(lij) =  +  +  + D + S – Q                 (6.6)

5. Для  дальнейшего  анализа  оставляем ту систему ремонта, на которой  целевая  функция f(lij) принимает минимальное значение (обозначим ее через v).

6.Расчитываем потребность четырехосных цистерн в ДР и КР в течении 2003 календарного года.

В качестве исходных данных к данному расчету выступают два массива данных:

- данные о возрастном составе парка вагонов рассматриваемого типа (см. таблицу 6.4);

- параметры  системы ремонта в виде периодичностей КР и ДР рассматриваемого типа вагонов.

Определение потребностей в плановых ремонтах осуществляется в два этапа.

А. Отдельно для каждой возрастной группы вагонов определяется та ее доля, которую следует направить в ДР в течении интересующего нас календарного года;

Б. Суммирование полученных решений по всем возрастным группам.

7. Если выполняется условие:

,                                    (6.7)

то систему ремонта v объявляем оптимальной.

Если не выполняется последнее условие, то при принятых начальных условиях оптимальная система не существует.

Надо менять начальные условия.

Блок – схема алгоритма оптимизации системы ремонта вагона представлена на рисунке 6.1.