WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Совершенствование транспортного обслуживания пунктов утилизации автотракторной техники

На правах рукописи

Джабраилов Лечи Махмудович

Совершенствование транспортного обслуживания пунктов утилизации автотракторной техники

Специальность 05.20.03 Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» (ФГОУ ВПО МГАУ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Дидманидзе Отари Назирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пучин Евгений Александрович

доктор технических наук, профессор

Новиков Александр Николаевич

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский

технологический институт ремонта и эксплуатации

машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ)

Защита диссертации состоится 21 декабря 2009 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина» (ФГОУ ВПО МГАУ) по адресу: 127550, Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16-а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ.

Автореферат разослан 20 ноября 2009 года и размещен на сайте ФГОУ ВПО МГАУ www.msau.ru 20 ноября 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор А.Г. Левшин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Утилизация техники – это не только процесс ликвидации непригодной для дальнейшего использования и восстановления, а серьезная задача сбережения ресурсов и снижения экологической нагрузки.

В настоящее время в нашей стране имеет место значительные потери материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов, содержащихся в отходах, и одновременно продолжается интенсивное накопление неиспользуемых отходов в окружающей среде. Объясняется это низким уровнем использования вторичного сырья, который оценивается специалистами на уровне 10 % по изношенным шинам, на уровне 11,4 % по полимерным отходам, что в 2,5 раза ниже, чем в более развитых странах.

Низкий уровень организации переработки вторичных материальных ресурсов определяется, высокими затратами на сбор, перевозку и подготовку многих видов отходов к использованию в качестве вторичного сырья. В особой мере это относится к отходам в виде потерявшей потребительские свойства конечной продукции – автомобилей, сельскохозяйственной техники, а также их агрегатов и узлов, содержащих такие хорошо перерабатываемые материалы, как черные и цветные металлы, термопласты, резину, стекло, эксплуатационные жидкости. Нерешенной остается проблема сбора и безопасной переработки отходов, образующихся в процессе технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР), проводимого в условиях индивидуальных подсобных хозяйств, фермерских хозяйствах.

Утилизация, выбывшей из эксплуатации техники и ее компонентов, связана с разработкой системы предприятий, в которой возможно использование производственных мощностей станций технического обслуживания и ремонта автомобилей, машинно-технологических станций, ремонтных заводов, предполагающих диверсификацию своей деятельности.

Из изложенного следует, что разработка методов эффективного функционирования предприятий по утилизации автомобильной и сельскохозяйственной техники, имеет высокое научное и практическое значение.

Цель работы. Обоснование структуры, технологических параметров, специализации и организации работы предприятий утилизации различных видов техники и пунктов приема и утилизации отходов технического обслуживания и ремонта (ОТО).

Объекты исследования. Выбывшая из эксплуатации техника, агрегаты, узлы и материалы, районы образования и сбора утилизируемой техники и отходов технического обслуживания, площадки накопления отходов, предприятия по утилизации автомобильной техники, программно-аппаратные средства управления работой транспорта.

Методы исследования. Многоуровневый системный подход, исследование операций, теория вероятностей, включая теорию массового обслуживания. Моделирование и оптимизация транспортно-производственных процессов утилизации техники в системе технического сервиса АПК с применением современных программно-аппаратных средств.

Научная новизна заключается во взаимосвязанном рассмотрении транспортно-технологических процессов сбора и утилизации техники, а также отходов, образующихся в процессе ТО и ТР. Разработаны соответствующие математические модели оптимизации по критериям ресурсосбережения.

На защиту выносятся наиболее значимые результаты диссертационного исследования:

  1. Результаты исследований по определению структуры парка, выбывшей из эксплуатации техники, по сбору и демонтажу утилизируемой техники.
  2. Результаты исследований по определению объемов и структуры отходов, образующихся в процессе ТО и ТР, проводящихся в индивидуальных хозяйствах.
  3. Методика организации транспортного обеспечения сбора утилизируемой автотракторной техники и ее компонентов.
  4. Методика технологического обеспечения сбора и утилизации техники, а также разработанные для этого программно-аппаратные средства управления.
  5. Результаты оценки экономического эффекта от деятельности модельного предприятия на примере Тюменской области.

Практическая ценность работы. Разработаны рекомендации по обеспечению эффективной работы предприятий технического сервиса по утилизации техники различных типов с учетом производственно-технологических условий регионов. Разработан программно-аппаратный комплекс дистанционного контроля текущих параметров накопления отходов на площадках сбора и программное обеспечение управления процессами сбора и перевозки.

Реализация результатов исследования. Основные результаты исследования приняты для практического применения в производственно-технической фирме «Сургутнефтетранссервис» и тресте «Сургутремстрой».

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в сельском хозяйстве» (Москва, МГАУ 20 – 22 ноября 2007 года), всероссийской научно-практической конференции «Демография – общество - человек в условиях формирования новой экономики» (Екатеринбург, УрГЭУ 24 – 26 ноября 2007 года), международной научно-практической конференции «Современные проблемы технического сервиса в агропромышленном комплексе» (Москва, МГАУ 18 – 20 декабря 2007 года), международной научно-практической конференции «Научные проблемы развития автомобильного транспорта» (Москва, МГАУ 2 – 4 апреля 2008 года), всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития агропромышленного комплекса России» (Москва, МГАУ 10 – 12 октября 2008 года).

Публикации. Основные теоретические положения и результаты исследования опубликованы в 6 научных и учебных работах, в том числе 2 в журналах перечня ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 120 наименований, изложена на 166 страницах, включая 23 рисунка и 20 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении проведен краткий анализ современного сельскохозяйственного производства с учетом деятельности предприятий технического сервиса, и структурного изменения парка машин, эксплуатируемых в сельском хозяйстве и на транспорте. Обоснована актуальность выбранной темы исследования.

В главе 1 «Состояние вопроса и задачи исследования» проведен обзор литературных источников, посвященных вопросам деятельности предприятий, занимающихся утилизацией различной техники. Проведен анализ состояния и динамики изменения численности машинно-тракторного и автомобильного парка в стране. Проанализированы объемы и структура отходов, образующихся в процессе выполнения ТО и ТР. К основным группам отходов технического обслуживания отнесены: отработанные моторные и трансмиссионные масла, охлаждающие жидкости (до 403 млн. литров в целом по стране за год); изношенные шины (до 42 млн. шт), аккумуляторные батареи (до 7 млн. шт), отработанный электролит (до 28 млн. литров), различные виды фильтров (до 117 млн. шт), изношенные тормозные колодки. Обобщены основные существующие способы утилизации автотракторной техники в России и за рубежом, определены основные проблемы, решение которых необходимо в первую очередь. Кроме отсутствия полноценной законодательной базы к ним необходимо отнести низкую эффективность использования транспортных средств, задействованных в процессах сбора выбывшей из эксплуатации автотракторной техники и отходов технического обслуживания, а также несовершенство технологий сбора и утилизации, из-за которой не попадает в переработку большое количество вторичных ресурсов.

Рассмотрены особенности деятельности и проблемы специализированных предприятий по утилизации различных видов техники. Проведен анализ перспективных направлений работы и соответствующей им структуры предприятия технического сервиса по утилизации автотракторной техники и ее компонентов, включая место такого предприятия в сфере технического сервиса и материально-технического обеспечения транспортных и сельскохозяйственных предприятий, индивидуальных потребителей.

Важный вклад в развитие научной базы создания и развития предприятий технического сервиса, утилизации автомобильной и сельскохозяйственной техники, внесли Власов В.Н., Дидманидзе О.Н., Клейнер Б.С., Конкин М.Ю., Кузнецов Е.С., Липкович Э.И., Новиков А.Н., Пучин Е.А., Северный А.Э., Селиванов А.И., Трофименко Ю.В. и др. Фундаментальные исследования по разработке методических положений, рекомендаций и нормативов по созданию, развитию и повышению эффективности деятельности предприятий технического сервиса выполнены научно-исследовательскими институтами МАДИ (ГТУ), ГОСНИТИ, ФГОУ ВПО МГАУ, НАМИ, ГОУ ВПО ГУУ.

Анализ имеющихся исследований в области утилизации автомобильной техники показал, что в настоящее время отсутствуют общие комплексные разработки по обеспечению эффективного функционирования предприятий технического сервиса по утилизации автотракторной техники и ее компонентов, образующихся в процессе выполнения ТО и ТР индивидуальными владельцами машин. Исходя из этого, были сформулированы следующие основные задачи исследования:

  • установить перспективы и направления дальнейшего развития сети предприятий технического сервиса по утилизации техники и ее компонентов;
  • предложить математические модели обоснования основных технологических характеристик предприятий технического сервиса по утилизации техники, учитывающий вероятностный характер произ­водственных процессов и наличие конкурентной среды;
  • обосновать критерии оптимальности создания нового или реконструируемого предприятия технического сервиса по утилизации техники с учетом специализации, места размещения и особенностей потенциальной клиентуры;
  • провести моделирование и оптимизацию работы сервисных отделов предприятия технического сервиса по утилизации техники, а также приемных пунктов сбора и утилизации отходов, образовавшихся в процессе проведения ТО и ТР индивидуальными владельцами машин;
  • разработать программно-аппаратные средства дистанционного контроля за пунктами сбора и управления материальными потоками утилизируемого сырья;
  • провести производственную проверку полученных результатов;
  • провести оценку экономического эффекта от внедрения результатов исследования.

В главе 2 «Теоретические основы повышения эффективности сбора и утилизации отходов технического обслуживания автомобильной и сельскохозяйственной техники» определено, что наиболее безопасным способом утилизации отходов, образующихся в процессе выполнения ТО и ТР, является выполнение этих работ специализированными предприятиями или специализированными подразделениями в составе предприятий технического сервиса различного профиля. Специализированные отделы предприятия должны работать в четырех направлениях:

    • оказание производственных услуг в торгово-посреднической деятельности, включающей реализацию подержанных и восстановленных автомобилей и сельскохозяйственной техники, приобретение подержанной техники у клиентов для утилизации или восстановления, реализацию восстановленных и подержанных запасных частей, а также рассортированного по типам вторичного сырья;
    • оказание услуг по транспортному обслуживанию, включающих вывоз легковых автомобилей с территории населенных пунктов и предприятий, вывоз грузовых автомобилей, специальной и сельскохозяйственной техники, вывоз отходов технического обслуживания, выезд бригад для работ на объектах, перевозку обычных грузов по заявкам потребителей;
    • утилизация автотракторной техники, включая удаление технологических жидкостей с сортировкой по видам, демонтаж и диагностирование снятых узлов и агрегатов с выявлением пригодных к дальнейшему использованию или восстановлению, детальная разборка и сортировка демонтированных узлов, не пригодных для восстановления по видам материалов, сортировка отходов технического обслуживания и подготовка к переработке (прессование, измельчение и др.);
    • оказание консультационных услуг, включая юридическую очистку утилизируемой техники, оказание услуг по снятию с учета и другие.

В качестве наиболее сложного и важного для последующего исследования из указанных направлений работы предприятия выбрано, связанное с транспортным обслуживанием, а также утилизацией автотракторной техники и ОТО.

Важной задачей ресурсосбережения является оптимизация общего объема приема выбывшей из эксплуатации техники и ОТО на утилизацию и соответствующих взаимосвязанных параметров предприятия утилизации и сети его приемных пунктов. К таким параметрам относятся радиус и соответствующая площадь зоны обслуживания, потребное количество приемных пунктов и приемщиков.

Наличие предполагаемого оптимального решения обусловлено тем обстоятельством. Что по мере расширения зоны обслуживания и соответствующего увеличения объема сбора ОТО возрастают финансовые поступления от его переработки предприятием утилизации. Однако при этом возрастают расходы на создание и оборудование новых приемных пунктов, на содержание увеличенного количества приемщиков и другие текущие затраты на пунктах. Существенно увеличиваются также расходы на вывоз ОТО из сети приемных пунктов.

В качестве критерия оптимальности целесообразно выбрать максимум годовой прибыли от переработки (реализации) всего собранного за один отчетный период (например, год) объема ОТО

(1)

где Пс – прибыль от реализации всех ОТО за отчетный период, руб; nп – общее количество реализуемых за отчетный период ОТО, кг; цр – средняя реализационная цена одного килограмма ОТО, р/кг; сп – средние затраты на сбор и подготовку к переработке (реализации) одного килограмма ОТО, р./кг; cКП1 – средние капитальные вложения на создание одного приемного пункта в расчете на один отчетный период работы, руб/год; m – общее потребное количество приемных пунктов; cтn – текущие расходы на содержание одного приемного пункта за отчетный период, руб; cтр – транспортные расходы за отчетный период, связанные с вывозом собранных ОТО со всех приемных пунктов.

Общее количество собираемых за отчетный период ОТО для полноценной их переработки должно соответствовать величине общей зоны обслуживания. Если приближенно принять зону обслуживания в виде круга, то для nп получим

, (2)

где F – общая площадь обслуживания, км2; mn1 – среднее количество потенциальных сборщиков (сдатчиков) ОТО на единице обслуживаемой площади, чел/км2 ; nm1 – среднее количество ОТО, сдаваемых одним сборщиком, кг/чел; R – радиус круга зоны обслуживания, км.

Подставив значения слагаемых в (1), получим развернутое выражение критерия оптимальности

(3)

Оптимальное значение радиуса обслуживания по критерию (4) получим из условия в виде

(4)

По значению Ropt с учетом (2) рассчитывается общая оптимальная площадь Fopt зоны обслуживания, при которой обеспечивается наибольшая прибыль для приемных пунктов и перерабатывающего предприятия.

Оптимальный годовой сбор ОТО nПopt с учетом (2) составит

. (5)

Оптимальное количество приемных пунктов mopt получим на основании (5) в виде

(6)

По значению mopt можно рассчитать общее оптимальное потребное количество приемщиков nopt на всех пунктах. Аналогичным образом можно рассчитать общее оптимальное количество оборудования и материалов каждого i-го вида.

Таким образом, полученные закономерности позволяют обосновать оптимальные ресурсосберегающие параметры перерабатывающего предприятия и отдельных приемных пунктов, обеспечивающих получение наибольшей прибыли.

По мере накопления ОТО возникает потребность в их вывозе из приемных пунктов, которые могут быть распределены на значительной территории относительно перерабатывающего предприятия.

Количество ОТО, собираемых на каждом приемном пункте за единицу времени зависит от случайного предложения, соответственно, потребность в вывозе ОТО на переработку также является величиной вероятностной. Таким образом, от каждого приемного пункта через случайные промежутки времени будет поступать в перерабатывающее предприятие вероятностный поток требований или заявок на вывоз новых партий ОТО, готовых к переработке.

Вывоз ОТО осуществляют транспортными средствами, количество которых должно соответствовать числу приемных пунктов с учетом их расположения относительно перерабатывающего предприятия. При недостаточном количестве транспортных средств неизбежны простои приемных пунктов из-за отсутствия, например, пустых емкостей для сбора различных видов ОТО с соответствующими непроизводительными расходами. Возможна также потеря части сборщиков и соответствующего дохода. Чрезмерно большое количество транспортных средств также экономически невыгодно, так как будут иметь место значительные простои и связанные с этим непроизводительные расходы.

Таким образом, имеет место типичная задача теории массового обслуживания (ТМО), в которой необходимо установить оптимальное количественное соотношение между приемными пунктами и обслуживающими их транспортными средствами при вывозе ОТО из приемных пунктов на перерабатывающее предприятие для последующей утилизации.

При этом продолжительность одного транспортного обслуживания, включающего холостой ход (доставку тары) до приемного пункта, время погрузки ОТО, его доставки и разгрузки на перерабатывающем предприятии с вспомогательными операциями также будет величиной случайной. Исходя из опыта ряда исследований по транспортно-технологическим процессам, можно приближенно принять, что поток заявок на поставку тары на приемные пункты является пуассоновским. Если заявки поступают от ограниченного количества приемных пунктов (до пяти-шести), то будет иметь место замкнутая система массового обслуживания.

Очередь заявок образуется в том случае, когда в момент их поступления у перерабатывающего предприятия не окажется транспортных средств для вывоза ОТО из соответствующего приемного пункта. Наибольшее количество заявок в очереди соответствует общему количеству приемных пунктов m. При отсутствии заявок наоборот приходится простаивать в ожидании транспортным средствам, количество которых равно n.

В целом для перерабатывающего предприятия важно, чтобы сумма потерь от простоев во взаимном ожидании приемных пунктов и транспортных средств была минимальной. Соответствующий критерий оптимальности получим в виде

, (7)

где Сmn – сумма потерь от взаимного ожидания приемных пунктов и транспортных средств, руб/ч; cm, сn – потери соответственно от простоя одного приемного пункта и транспортного средства, руб/ч; mo, no – среднее число ожидающих приемных пунктов и транспортных средств.

Средняя плотность потока транспортных средств, способных прибывать на приемный пункт ОТО определяется в виде

, (8)

где tП – продолжительность одного цикла транспортного средства, ч; lГ – расстояние перевозки, км; V – средняя скорость движения, км/ч; tП – продолжительность разгрузки, соответствующая одной ездке, ч.

Интенсивность обслуживания прибывающих на приемный пункт транспортных средств получим в виде

, (9)

где tРВ – общая продолжительность всех операций приема и загрузки одного транспортного средства, ч.

В качестве основных показателей взаимосвязанной работы приемного пункта ОТО и транспортных средств методами теории массового обслуживания можно определить: вероятность простоя приемного пункта из-за отсутствия транспортных средств и порожней тары РО; число порожних транспортных средств, ожидающих в очереди пО; коэффициент простоя КП и время ожидания каждого транспортного средства ТпОЖ в очереди.

Оптимизация показателей работы системы, при которых обеспечивается своевременный прием и вывоз ОТО на переработку с требуемым качеством, достигается за счет выбора соответствующего числа транспортных средств, а также требуемой пропускной способности приемного пункта с учетом расстояния перевозки lГ.

Накопленные на площадках приема ОТО вывозятся предприятием утилизации определенными партиями через соответствующие промежутки времени с учетом интенсивности накопления и грузоподъемности применяемых для вывоза транспортных средств. Поскольку для организации вывоза каждой партии компонентов и материалов требуется определенное время в зависимости от интенсивности накопления, то неизбежно образование соответствующего избытка или недобора ОТО на каждой из площадок сбора, рассредоточенных по территории региона. В качестве критерия оптимальности целесообразно принять минимум суммы затрат на вывоз и хранение избыточно накопленного количества компонентов и материалов в виде

, (10)

где СД, СХ – затраты на вывоз и хранение за определенный период, руб.

Полученные математические модели обеспечивают эффективную работу предприятий переработки выбывшей из эксплуатации техники, ее составных частей и выбывших из использования эксплуатационных материалов в любых производственных условиях.

Учитывая российскую специфику, когда самостоятельным обслуживанием и ремонтом техники занимается до 90 % индивидуальных владельцев, необходимо ориентировать проектируемые пункты не только на работу с «полнокомплектными» автомобилями, но и отдельными его компонентами. В настоящее время только 8 % индивидуальных владельцев пытаются цивилизованно утилизировать ОТО, 55 % выбрасывают ОТО в обычные контейнеры для бытового мусора, 20 % складируют в гараже или на территории хозяйства, 17 % пытаются реализовать ОТО своим коллегам.

С точки зрения интересов потребителей необходимо, чтобы выплаты за сданные ОТО были обоснованными и приемлемыми при высоком качестве системы обслуживания. Под системой обслуживания при этом подразумевается высокая культура обслуживания, наличие необходимого количества приемных пунктов, имеющих достаточные площади для принимаемых ОТО, а также исключение длинных очередей клиентов. Только при соблюдении указанных требований возможно обеспечить необходимый приток потребителей этого вида услуги. Важно чтобы сознательность многих индивидуальных владельцев техники не разбивалась о глухую стену неорганизованного сервисного обслуживания. Только таким способом можно будет гарантировать отсутствие ОТО, имеющих высокую степень опасности, в бытовом мусоре.

В качестве общего критерия оптимальности работы системы приема от населения ОТО целесообразно выбрать минимум суммы вероятностей простоя приемного пункта без потребителей и ухода потребителей необслуженными при приемлемом значении общего времени ожидания в очереди и обслуживания. Указанный критерий оптимальности можно представить в виде

, (11)

, (12)

где РО – вероятность простоя приемного пункта и всех приемщиков из-за отсутствия заявок или потребителей; РОТК – вероятность отказа в обслуживании или ухода потребителей необслуженными из-за занятости приемщиков и отсутствия мест в очереди; qОТ – относительная пропускная способность системы или доля обслуженных потребителей; ТОЖ – время ожидания каждой заявки или каждого потребителя в очереди, ч, день и т.д.; ТОБ – продолжительность времени обслуживания одной заявки или одного потребителя, ч, день и т.д.; rО – среднее число потребителей в очереди.

Поскольку значение ТП не зависит от характера работы системы, то для ограничения времени ожидания заявок или потребителей необходимо ограничивать длину очереди с учетом других показателей работы системы. Значение ТП при приеме ОТО зависит от площади зоны обслуживания, количества техники, принадлежащих индивидуальным владельцам, и среднего возраста парка, наличия сервисных предприятий и уровня охвата парка их услугами, календарного времени и времени суток и т.д.

При известных значениях tП и =1/tП, а также opt=0,99 можно определить требуемую оптимальную интенсивность обслуживания потребителей

, (13)

С учетом значения opt можно определить оптимальное потребное число приемщиков

. (14)

Средняя продолжительность обслуживания одного потребителя одним приемщиком tОБ зависит от оборудования приемного пункта, от вида и состояния ОТО, индивидуальных способностей приемщика, а также от количества наименований ОТО, доставляемых одним потребителем на приемный пункт. Оптимальным для приемного пункта будет такой режим работы, при котором разность между суммой, полученной от реализации ОТО переработчикам, и расходами на содержание обслуживающего персонала будет наибольшей. Эту разность будем рассматривать как условную прибыль учитывающую только прямые затраты на содержание приемщиков без учета накладных расходов.

Критерий оптимальности с учетом изложенных особенностей примет вид

(15)

где Пу – условная прибыль от реализации ОТО за единицу времени, р/ч; mп – число обслуженных клиентов за ту же единицу времени. чел/час; Сm – средняя сумма выручки, полученная от продажи партии ОТО, принесенной одним клиентом, р/чел; Cn – текущие затраты на содержание всех приемщиков за ту же единицу времени, р/ч.

В главе 3 «Программа и методы проведения экспериментальных исследований» изложены программа и методика экспериментальных исследований, а также методика обработки опытных и статистических данных. Первым этапом исследований был проведен анализ парка выбывшей из эксплуатации техники в двух регионах Российской Федерации, а также объемов, структуры и интенсивности образования ОТО в условиях предприятий, эксплуатирующих различные виды техники. Значительный объем в полученных математических моделях по функционированию различных систем массового обслуживания занимают хронометражные данные, связанные с определением плотности потока требований и интенсивности их обслуживания. Наибольшую важность хронометражные наблюдения имели при выявлении объемов и интенсивности образования отходов в процессе выполнения ТО и ТР индивидуальными владельцами машин. Важной частью опытов стали хронометражные наблюдения, по транспортному обслуживанию предприятий-клиентов и индивидуальных владельцев машин.

В главе 4 «Результаты моделирования и оптимизации производственных процессов сбора, перевозки выбывшей из эксплуата­ции техники и выбракованных компонентов и материалов» содержит результаты моде­лирования и оптимизации работы специализированных отделов предприятия по транспортному обслуживанию и утилизации различных видов техники и ее компонентов. Основой исследования стала структура парка выбывшей из эксплуатации техники и состав ОТО, полученные на основе изучения двух регионов Российской Федерации. Для разных регионов она может существенно отличаться. Структура парка техники, выбывшей из эксплуатации в Тюменской области: сельскохозяйственная и специальная техника – 18 %; грузовые автомобили – 18 %; легковые автомобили – 64 %. В Московской области: автобусы – 3%; грузовые автомобили – 17 %; легковые автомобили – 75 %; прочая техника – 5 %.

С учетом имеющегося множества предприятий списывающих технику различных видов, обилия источников образования ОТО, разнообразия условий их функционирования и особенностей деятельности различных предприятий технического сервиса, оптимизация ре­жима выполнения заказов заключалась в получении таких обобщенных данных, которые могут быть использованы специалистами любого предприятия техни­ческого сервиса в сферу деятельности которого может входить утилизация тех­ники.

Исследования транспортного обслуживания площадок накопления ОТО позволили обосновать рациональный с точки зрения максимума возможной прибыли радиус обслуживания предприятием утилизации. Соответствующий график представлен на рисунке 1.

 Результаты определения рационального радиуса обслуживания-17

Рисунок 1 – Результаты определения рационального радиуса обслуживания площадок накопления ОТО предприятием утилизации

На рисунке 2 представлена номограмма, позволяющая подбирать характеристики приемных пунктов и зоны их ответственности в зависимости от природно-производственных условий.

В первом квадранте представлены графики зависимостей оптимального радиуса обслуживания Ropt от среднего количества ОТО, принимаемого одним пунктом nmп1, для всего возможного диапазона изменения объема ОТО nр1, перевозимых за один рейс транспортным средством.

Во втором квадранте с учетом Fopt=R2opt по горизонтальной оси определяется соответствующая оптимальная площадь обслуживания, то есть размещения приемных пунктов для предприятия утилизации техники Fopt=R2opt. В третьем квадранте по вертикальной оси определяется общее оптимальное годовое количество принимаемых на пунктах ОТО nпopt при различных значениях площади обслуживания Fopt и произведения mп1 nm1. характеризующего количество ОТО, приходящихся на единицу площади зоны обслуживания. В последнем четвертом квадранте по нижней горизонтальной шкале определяется потребное оптимальное количество приемных пунктов mopt. При этом весь диапазон изменения nmп1 охватывается с достаточной степенью точности одним и тем же графиком.

По значениям mopt по вертикальной правой шкале определяется общая оптимальная потребность в приемщиках на всех пунктах при различных возможных нормативных значениях количества приемщиков nн1 на одном приемном пункте.

Аналогичным образом можно определить оптимальную потребность в различных видах оборудования. Схема пользования номограммой показана штриховыми линиями со стрелками в следующей последовательности.

Полученные данные свидетельствуют об эффективности предлагаемой методики оптимизации основных параметров предприятий утилизации техники и ее компонентов как на стадии проектирования, так и для повышения технико-экономических показателей существующих предприятий.

Взаимосвязанная работа площадок накопления ОТО или обслуживаемых предприятий-клиентов, транспортных средств и пред­приятия утилизации техники рассматривается как замкнутая система мас­сового обслуживания с одним обслуживающим звеном в виде перерабатывающего предприятия. Обоснование показателей работы системы, при которых обеспечивается своевременный прием техники, достигается за счет выбора соответствующего числа транспортных средств, а также требуемой пропускной способности перерабатывающего предприятия.

Для lГ и V определены значения lГ=2…40 км, V=40 км/ч. Для tП по статистическим данным принято tП=0,25 ч (15 минут). Для tРВ в по хронометражным наблюдениям можно принять усредненное значение tРВ=0,3 ч. Важнейшим показателем работы системы с точки зрения рационального использования техники, является продолжитель­ность простоя транспортных средств в очереди ТпОЖ, которую желательно иметь не более 0,50...0,60 ч. Желательно, чтобы коэффициент простоя транспортных средств КП был как можно меньше. При отсутствии транспортных средств на приемном пункте работники пункта могут заниматься оценкой, анализом и
Рисунок 2 – Номограмма для определения оптимальных параметров пунктов приема ОТО разработкой технологии утилиза­ции каждого

конкретного автомобиля или партии ОТО, поэтому вероят­ность простоя пункта РО из-за отсутствия транспортных средств не означает полный постой пункта. Однако с точки зрения уровня организации труда значе­ние РО должно быть как можно меньше.

Рекомендуемые расстояния до предпри­ятия переработки автотракторной техники lГ и потребное количество транспортных средств п приведены в таблице 1. Также там указаны основные показатели взаимосвя­занной работы приемного пункта и транспортных средств (вероятность простоя пункта или отсутствия транспортных средств на пункте РO, коэффициент про­стоя транспортных средств КП и время ожидания каждого транспортного средства ТпОЖ).

Полученные данные позволяют организовать эффективную работу приемного пункта предприятия утилизации техники и транспортных средств.

Проведенные исследования транспортного обслуживания предприятий утилизации позволили разработать программу управления вывозом выбывшей из эксплуатации техники и ее составных частей и материалов. Пример окна программы с исходными данными представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Программа статистической обработки и расчета оптимальных маршрутов вывоза (окно 1: исходные данные)

Таблица 1 – Рекомендуемые эффективные сочетания расстояния до предприятия lГ и потребного числа п транспортных средств

lГ, км до 2 2…8 9…20 21…40
п 1 2 3 4
РО до 0,5 0,239…0,426 0,235…0,465 0,326…0,553
КП 0 0,175…0,090 0,192…0,079 0,130…0,048
ТпОЖ, ч 0 0,123…0,117 0,375…0,297 0,650…0,432

Оптимизация режима вывоза выбракованных компонентов и материалов с площадок накопления выполнялась по критерию (15). Наиболее эффективным и удобным для практического применения методом решения подобных многовариантных задач является номограмма, представленная на рис. 4.

В правой части номограммы построены графики зависимостей вероятности отказа РОТК в обслуживании заявок пунктов сбора ОТО на вывоз для переработки при всех возможных сочетаниях и числа п транспортных средств. В левой части при тех же взаимосвязанных значениях, п, РОТК приведено среднее число занятых обслуживанием (работающих) транспортных средств пр.
Рисунок 4 – Номограмма для выбора числа транспортных средств

При известных значениях п и пр при необходимости можно определить степень занятости транспортных средств. Схема выбора потребного числа транспортных средств по номограмме показана штриховыми линиями.

Оптимальное количество вывозимых компонентов и материалов в зависимости от интенсивности накопления можно определить по номограмме на рис. 5. Полученные результаты оптимизации позволяют обеспечить эффективную работу транспортного отдела предприятия технического сервиса, специализирующегося на утилизации выбывшей из эксплуатации техники и ее компонентов.

В рамках исследования было создано устройство дистанционного контроля за интенсивностью накопления выбракованных компонентов и материалов на площадках сбора посредством телекоммуникационных средств связи стандарта GSM. Оно исключает случаи переполнения емкостей для различных видов компонентов, а также прежде-
Рисунок 5 – Взаимосвязь значения Р, СХ1ДО, Qopt, ТЦopt

временное направление транспортного средства для вывоза неполностью заполненных емкостей в реальных эксплуатационных условиях. Поставленная задача решается с использованием устройства дистанционного мониторинга площадок накопления из диспетчерского центра, оснащенного соответствующим оборудованием и программным обеспечением.

Основная задача оптимизации режима работы приемных пунктов заключается в обосновании оптимальных количественных соотношений между вероятностным потоком клиентов и числом приемщиков на пункте в соответствии с выбранным критерием эффективности функционирования пункта. В качестве основного экономического критерия оптимальности в соответствии с (11) выбран максимум условной прибыли пункта как разности между выручкой от реализации ОТО переработчикам и текущими расходами на содержание приемщиков.

Для систем массового обслуживания рассматриваемого типа при всех значениях числа мест т в очереди критерий оптимальности удовлетворяется при одном оптимальном значении opt=0,99. Для удобства анализа при решении этой задачи целесообразно представить указанные данные в таблице 2.

Из приведенных данных видно, что с увеличением возможного числа мест т в очереди имеют место положительные тенденции, связанные с уменьшением вероятностей простоя приемного пункта РО и ухода потребителей необслуженными РОТК и соответственно их суммы РОПmin=РО+РОТК. Положительным является и рост относительной пропускной способности или доли обслуженных потребителей qОТ. Однако этот рост qОТ достигается не за счет повышения уровня организации труда на приемном пункте, а за счет удлинения очереди rО и роста времени пребывания в очереди ТОЖ.

Таблица 2 – Оптимальные показатели работы приемного пункта в зависимости от числа мест т в очереди при opt=0,99

т 5 8 10 12 14
РО 0,147 0,104 0,088 0,0761 0,0673
РОТК 0,138 0,0955 0,788 0,0668 0,0578
qОТ 0,8620 0,9045 0,9212 0,9332 0,9422
2,107 3,5217 4,468 5,412 6,3538
rОБ 0,853 0,895 0,912 0,924 0,9326
rП=rО+rОБ 2,960 4,35 5,380 6,336 7,286

Задача при этом состоит в том, что в соответствии с (12) время пребывания не должно превышать допустимые пределы ТПД. Из данных таблицы 2 видно, что с ростом длины очереди rО несколько возрастает и число покупателей rОБ на обслуживании. Однако этот рост rОБ по сравнению с rО очень мал. Если при увеличении т с т=5 до т=14 длина очереди rО возрастает с rО=2,107 до rО=6,3538, то есть более чем в три раза, то соответствующее увеличение rОБ с rОБ=0,853 до rОБ=0,9326 составляет всего около 10 %.

Результаты решения задачи определения оптимального числа приемщиков nopt представим для напряженного периода работы приемных пунктов при плотности потока клиентов = 20 чел/ч и интенсивности их обслуживания 1 = 10 чел/ч (продолжительность обслуживания одного клиента одним приемщиком tоб = 0,1ч или 6 мин. Для других параметров m и mn принимаем значения: m=10; mn=8,80. Результаты решения по критерию (15) представлены на рисунке 6, где показаны закономерности изменения в функции числа приемщиков n значений условной относительной прибыли , пропускной способности пункта по числу обслуженных за час покупателей mп и вероятности отказа в обслуживании Ротк или ухода покупателей из очереди.

Значение условной относительной прибыли в диапазоне изменения числа приемщиков n= 1…3 резко возрастает, достигая наибольшего значения = при оптимальном числе приемщиков nopt=3. Затем значение постепенно уменьшается. Вероятность отказа в обслуживании или ухода клиентов из очереди Ротк в диапазоне
Рисунок 6 – Зависимости от числа приемщиков на пункте n относительной прибыли ПУ, пропускной способности mn и вероятности отказа РОТК при =20, 1=10, m=10, mn=8,80 n=1…3 интенсивно уменьшается от Ротк =0,5 до Ротк =0,0039.

Последующее значение n уже мало влияет на значение Ротк.

Расчет экономического эффекта от внедрения проектных предложений производился за расчетный период на принятый годовой объем работ для пред­приятия расположенного в Тюменской области. Экономический эффект от вне­дрения проектных предложений составил около 3 млн. рублей за расчетный пе­риод, равный четырем годам в ценах 2008 года.

Общие выводы

1. В России средний уровень использования вторичного сырья можно оценить на уровне 30 %, что в 2-2,5 раза ниже, чем в более развитых странах. Определяется его низкое значение главным образом, высоким уровнем затрат на сбор, перевозку и подготовку многих видов отходов к использованию в качестве вторичного сырья. В особой мере это относится к отходам потребления в виде потерявшей потребительские свойства конечной продукции – автомобилей и сельскохозяйственной техники.

2. Исследованиями установлено, что доминирующее положение в потоке техники, требующей утилизации занимают легковые автомобили, от 64 % парка в Тюменской области, до 75 % в Московской области; доля грузовых автомобилей составляет приблизительно 17...18 %; сельскохозяйственная и специальная техника присутствует в парках регионов (до 18 % в Тюменской области) и практически отсутствует в центре (менее 5 %).

3. Учитывая российскую специфику, когда самостоятельным обслуживанием и ремонтом техники занимается до 90 % индивидуальных владельцев, необходимо ориентировать приемные пункты не только на работу с «полнокомплектными» автомобилями, но и отдельными его компонентами.

4. Исследованиями установлено, что только 8 % индивидуальных владельцев пытаются цивилизованно утилизировать ОТО, 55 % выбрасывают ОТО в обычные контейнеры для бытового мусора, 20 % складируют в гараже или на территории хозяйства, 17 % пытаются передать ОТО своим другим индивидуальным собственникам машин.

5. По максимуму годовой прибыли в виде номограмм определены оптимальные взаимосвязанные значения основных параметров сети приемных пунктов перерабатывающих предприятий, включая радиус Ropt и площадь Fopt обслуживания, годовой прием ОТО nп opt, число приемных пунктов mopt и общее потребное количество приемщиков nоopt, которые в зависимости от производственно-технических условий изменяются в практических диапазонах Ropt 120 км, Fopt 40103 км2, nп opt 1200103 ; mopt 90; nоopt 600.

2. Разработана методика определения оптимальных маршрутов движения автотранспорт­ных средств, перевозящих технику на утилизацию и разработаны программные средства, определяющие оптимальные маршруты вывоза утилизируемой техники, обеспечивающие минимум холостых пробегов, что по­зволяет сократить общий пробег транспортных средств на 10…15 %.

6. С учетом вероятностного характера изменения действующих факторов методами теории массового обслуживания в зависимости от условий работы определено потребное количество п транспортных средств для вывоза вторсырья и ОТО в диапазоне п =1…10.

7. Установлены такие режимы вывоза накопленного вторсырья, при которых обеспечивается минимум суммы затрат на вывоз и хранение выбывших из эксплуатации компонентов и эксплуатационных материалов. При этом оптимальное количество вторсырья Qopt, вывозимое за один рейс, и соответствующий промежуток времени между операциями вывоза ТЦopt в зависимости от интенсивности поступления вторсырья и других условий работы изменяется в диапазоне Qopt=50…700 единиц, ТЦopt=5…50 ч.

Методами теории массового обслуживания установлено, что оптимальный режим работы приемных пунктов при максимуме прибыли обеспечивается в зависимости от условий работы при различных сочетаниях плотности вероятностного потока клиентов и оптимального числа приемщиков nоopt, изменяющихся во взаимосвязанных диапазонах = 2…401/ч, nоopt= 1…16.

8. Экономический эффект от возможного практического применения проектных предложе­ний составил около 3 млн. руб. за расчетный период, равный четырем годам в ценах 2008 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах (курсивом выделены работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК):

1. Джабраилов, Л.М. Показатели эффективности транспортирования техники на утилизацию [Текст] / Н.В. Алдошин, В.В. Кулдошина, Л.М. Джабраилов // Механизация и электрификация сельского хозяйства.– 2008. – № 5. С. 34-35

2. Джабраилов, Л.М. Выбывшая из эксплуатации техника – источник вторичных ресурсов [Текст] / Н.В. Алдошин, Г.Е. Митягин, В.В. Кулдошина, Л.М. Джабраилов //Техника и оборудование для села. – 2008. – № 5. С. 42–43

3. Джабраилов, Л.М. Теоретические основы проектирования предприятий приема выбывших из эксплуатации автомобильных компонентов и материалов [Текст]/ Л.М. Джабраилов, В.В. Кулдошина//Международный технико-экономический журнал. 2007. – № 4. С. 62–68

4. Джабраилов, Л.М. Повышение эффективности использования выбывших из эксплуатации автомобилей как фактор экологической безопасности [Текст] /Л.М. Джабраилов//Демография – общество – человек в условиях формирования новой экономики. Материалы всероссийской научно-практической конференции. – Екатеринбург: УрГЭУ, 2007. С. 24 – 28

5. Джабраилов, Л.М. Анализ структуры парка выбывших из эксплуатации автомобилей в Москве [Текст] / Г.Е. Митягин, Р.Н. Егоров, Л.М. Джабраилов, А.Н. Журилин //Перспективы развития агропромышленного комплекса России. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. Часть 1. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. С. 93 – 96

6. Джабраилов, Л.М. Маршрутизация автомобильных перевозок. Учебное пособие [Текст] / Н.В. Алдошин, В.В. Кулдошина, Л.М. Джабраилов, А.Н. Журилин/ М.: УМЦ «Триада», 2008. – 40 с.

Подписано к печати 19.11.2009

Формат 6884/16

Бумага офсетная. Печать трафаретная.

Уч.-изд. л. 1,1. Усл.-печ. л. 1,1

Тираж 100 экз.

Заказ №

Отпечатано в издательском центре

ООО «УМЦ «ТРИАДА»

127550, Москва, Лиственничная аллея, 7-2



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.