Использование сетевой модели для оптимизации процесса ремонта тележек пассажирского тепловоза ТЭП 70

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование сетевой модели для оптимизации процесса ремонта тележек пассажирского тепловоза ТЭП 70

Ермаков Анатолий Анатольевич - кандидат технических наук, профессор, доцент;

2Павлов Иван Александрович - магистрант,

кафедра информационных систем и защиты информации,

Иркутский государственный университет путей сообщения,

г. Иркутск

Аннотации

При проектировании ремонтных работ строят графики, в которых наглядно отображаются все процессы и порядок проведения этих работ. Чтобы наиболее рационально использовать время, выделенное на эти работы, проводят оптимизацию этих графиков таким образом, чтобы последовательность проведения работ обеспечивала своевременное выполнение каждой из работ, для оптимизации этих работ используются сетевые графики. Оптимизация сетевого графика позволяет выяснить самое кратчайшее время выполнения данных работ, а также позволяет наиболее выгодно распределить ресурсы, затраченные на выполнение данных работ. При оптимизации сетевых графиков определяется кратчайший путь для выполнения всего комплекса работ.

Ключевые слова: сетевой график, оптимизация, технологический процесс, критический путь, временные параметры.

USING A NETWORK MODEL TO OPTIMIZE THE REPAIR PROCESS OF TEP 70 PASSENGER LOCOMOTIVE BOGIES

Ermakov A.A.1, Pavlov I.A.2

IErmakov Anatoly Anatolyevich - Candidate of Technical Sciences, Professor, Associate Professor;

2Pavlov Ivan Aleksandrovich - Graduate Student,

DEPARTMENT OF INFORMATION SYSTEMS AND INFORMATION PROTECTION, IRKUTSK STATE UNIVERSITY OF RAILWAY ENGINEERING, IRKUTSK

Abstract: when designing repair works, they build schedules that clearly display all the processes and procedures for carrying out these works. In order to make the most efficient use of the time allocated for these works, these schedules are optimized in such a way that the sequence of work ensures timely completion of each of the works. Network schedules are used to optimize these works. Optimization of the network schedule allows you to find out the shortest time to complete these works, and allows you to distribute the resources spent on performing these works in the most profitable way. When optimizing network schedules, the shortest path to complete the entire set of tasks is determined.

Keywords: network graph, optimization, technological process, critical path, time parameters.

В практике работы локомотивных депо РЖД и, в частности, в локомотивном депо Иркутск Сортировочный при организации эксплуатации и ремонта локомотивов применяется целый ряд экономико-математических методов, позволяющих решать многие оптимизационные задачи и принимать оптимальные управленческие решения.

Экономико-математические методы и модели используются в случаях, когда из многих возможных вариантов плана или производственных решений необходимо выбрать наивыгоднейший (оптимальный) по какому-либо показателю, например, по объему текущего ремонта локомотивов, времени их простоя в ремонте, учесть особенности в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте локомотивов и так далее.

В настоящее время в ремонтном производстве необходимо решать ряд сложных взаимоувязанных задач - планирование программы ремонта, организация ремонта, материально-техническое обеспечение ремонтных позиций, испытание локомотивов после ремонтов и другие. Решение и оптимизация таких производственных задач невозможны без применения экономико-математических методов и электронно-вычислительных машин (ЭВМ). сетевой график программа

Все виды ремонта и технического обслуживания локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава представляют собой сложный комплекс работ, для выполнения которых требуется четкое взаимодействие различных подразделений депо, бесперебойное материально-техническое обеспечение и так далее.

В депо, как правило, одновременно выполняются различные виды текущего ремонта и технического обслуживания локомотивов. Поэтому возникает потребность в обеспечении каждого из них соответствующими трудовыми ресурсами, комплектами материалов и запасных частей.

Естественно, это вызывает необходимость в системном подходе к планированию и управлению всем производственным процессом.

Решить эти проблемы в значительной степени позволяют методы сетевого планирования и управления (СПУ). Они дают возможность учитывать все многообразие производственных связей между выполняемыми работами и исполнителями, оценить влияние различных отклонений от плана на дальнейший ход работ и, главное, помогают совершенствовать управление производством, а именно: заранее планировать последовательность и взаимозависимость отдельных работ, входящих в сложные системы, контролировать ход выполнения каждой работы в отдельности, выявлять и устранять все возникающие в производственном процессе задержки, улучшать показатели работы за счет изыскания резервов времени, материальных и трудовых ресурсов.

Методы СПУ предназначены для управления деятельностью коллективов людей, направленной на достижение определенной цели. Объектом управления в системах СПУ является коллектив, располагающий определенными трудовыми, материальными и денежными ресурсами, призванный обеспечить достижение намеченной цели. Иными словами, сетевое планирование представляет собой логическую взаимосвязь всего того, что необходимо выполнить для достижения намеченной цели.

Основой СПУ служит сетевая модель или сетевой график [1]. Для построения сетевых графиков текущего ремонта локомотивов необходимо весь комплекс работ, предусмотренный Правилами текущего ремонта, разбить на отдельные части, а затем представить их в виде схемы, состоящей из нитей и узлов, соответствующих логической взаимосвязи и взаимообусловленности всех операций, входящих в данный вид текущего ремонта или технического обслуживания локомотива.

Основными элементами сетевого графика являются:

1. Работа - любая часть производственного процесса, требующая затрат времени, трудовых и материальных ресурсов (например, "заварка трещин на раме", "монтаж боковых опор" и другие.).

2. Событие - промежуточный или окончательный результат работы, момент ее завершения. По своему назначению в сетевом планировании события бывают исходными (им не предшествуют никакие работы), промежуточными (имеющие предшествующие работы) и завершающими.

3. Путь сетевого графика - непрерывная технологическая последовательность работ и событий от исходного до завершающего. Длина пути определяется суммарной продолжительностью времени выполнения лежащих на нем работ. Полный путь, длина которого имеет максимальное значение, называется критическим. Он определяется временем, которое необходимо для выполнения всей программы работ, входящих в сетевой график (ремонт тепловоза, отдельных узлов и агрегатов). Пути, имеющие длину, близкую к критическому, принято называть подкритическими.

Наибольший интерес в СПУ вызывает критический путь, так как он определяет общую продолжительность создания какого-нибудь объекта, или его ремонта. Тщательный анализ критического и подкритического путей позволяет оптимизировать планы, выявлять и устранять "узкие" места в работах по ремонту локомотивов, сокращать их простои в ремонте.

Порядок разработки сетевых графиков следующий [2]:

• устанавливается конечная задача производственного процесса - выполнение текущего ремонта ТР-3, ТР-2, ТР-1 локомотивов или ремонта узлов и агрегатов (тележки, дизель- генераторы и другие.);

• составляется определитель (перечень) работ, входящих в данную задачу, с их параметрами (трудоемкость, количество рабочих, одновременно участвующих в выполнении каждой работы, время на их выполнение);

• строится сетевой график в безмасштабном исполнении или с учетом масштаба времени.

При построении сетевых графиков необходимо соблюдать ряд простых, но очень важных правил. Прежде всего, это выполнение всех работ в той последовательности, которая определяется конструктивными особенностями локомотивов, технологическим процессом ремонта, методом ремонта, специализацией производственных рабочих и так далее. Кроме того, учитываются программа ремонта локомотивов и режим работы депо.

Рассмотрим пример построения сетевого графика ремонта тележек пассажирского тепловоза ТЭП 70 - это основная конечная цель графика. На основании карты технологического процесса ремонта тележки составляется определитель работ сетевого графика [1]. В данном случае, так как большинство работ являются комплексными, можно назвать их промежуточными целями, то есть частичными, служащими для достижения конечной цели. Перечень работ графика приведён в таблице 1.

После этого, пользуясь правилами, построим сетевой график ремонта тележки.

Событие на графике обозначается кружком, который делится на 4 сектора [3, 4, 5]. В верхнем секторе кружка проставляется номер события. ti-j - продолжительность работы, соединяющая i-e и j-e события.

В левом секторе указывается ранний срок свершения события tp.

tpj = max (tyi + tij).

В правом секторе указывается поздний срок свершения события ta.

tta = min (taj - tij).

Любая из работ, не лежащая на критическом пути обладает резервом времени.

Полный резерв времени работ:

Rп (i-j) = taj - tpi - t(i-j).

Свободный резерв времени работы:

Rc (i-j) = tpj - tpi - t(i-j).

Резерв времени свершения события: Ri = tm - tpi (записывается в нижний сектор сетевого графика).

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

Таблица 2. Временные параметры и резервы времени работ

Продолжительность критического пути равна 64,8 часа.

После расчета параметров сетевого графика и составления табл. 2. необходимо провести оптимизацию сетевой модели (графика).

Оптимизация сетевого графика представляет собой процесс улучшения выполнения всего комплекса работ с использованием имеющихся ресурсов, что, в конечном счете, приводит к сокращению длительности критического пути, то есть можно сказать, что оптимизация - это доведение критического пути до оптимальной продолжительности.

В данном случае проводим оптимизацию путём перераспределения трудовых ресурсов, то есть путем переброски исполнителей на определенные промежутки времени с работ, лежащих на некритических путях и имеющих полный или свободный резервы, на работы, лежащих на критическом пути. При этом достигается общее сокращение длительности всего комплекса операций за счет сокращения длительности критического пути и некоторое увеличение длительности подкритических путей. В идеале можно достигнуть равной длительности всех, путей при минимально возможном сроке завершения всех работ и наиболее рационального распределения трудовых и материальных ресурсов. Результаты оптимизации заносятся в таблицу 3.

Таблица 3. Оптимизация сетевого графика путем перераспределения трудовых ресурсов

После проведения оптимизации критический путь сократится до 60,05 часов. В результате эффективность от оптимизации сетевого графика составляет 7 %, что является неплохим показателем.

В локомотивных депо расчеты временных параметров сетевых графиков могут выполняться в зависимости от количества событий непосредственно на графике или табличным способом, или при помощи ЭВМ. Расчеты на графике применяют при относительно небольшом количестве событий - до 500 в сети.

При большом количестве работ и событий сетевого графика гораздо эффективнее рассчитывать его параметры не "ручными" методами, а на ЭВМ.

В локомотивном хозяйстве широкое распространение получили сетевые графики материально-технического обеспечения программы ремонта и технического обслуживания локомотивов. Внедряются сетевые графики диспетчерского руководства. Как показывает практика, неформальное внедрение методов сетевого планирования и управления снижает простои локомотивов в депо на 20 - 25 %.

В заключение можно сказать, что построение сетевых графиков хорошо автоматизируется, сокращая время планирования выполняемых работ. Их применение в ремонтном производстве дает основание говорить с уверенностью о том, что сроки выполнения работ и используемые при этом ресурсы близки к оптимальным.

Список литературы / References

1. Системы сетевого планирования и управления опытно-конструкторскими разработками / Под ред. Л.С. Мещанинова. Новосибирск: НГУ, 2006. 140 с.

2. СыроежинИ.М. Азбука сетевых планов. Выпуск 1. М.: Экономика, 2006. 150 с.

3. Сыроежин И.М. Математика сетевых планов. Выпуск 2. М.: Экономика, 2007. 165 с.

4. Ромазанов А.И. Разработка прототипа системы для автоматизированного составления расписаний машинного типа: статья / Ромазанов А.И.; научный руководитель Афонин П.В.: Молодежный научно-технический вестник ФС 77-51038. ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Москва.

5. Антонов А. Планирование проектов - ставка на результат. [Электронный ресурс]. Настольный журнал ИТ-руководителя "Директор" / Режим доступа: http://www.osp.ru/cio/2007/09/4370656/ (дата обращения: 20.01.2020).

Размещено на Allbest.ru