ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЧЕТКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТА ЛЗМ Сократов Н.С., Илюшин В.В.

DOI: 10Л2737/15570

Аннотация. Рассмотрены перспективы применения нечеткого моделирования для организации станции технического обслуживания лесозаготовительных машин.

Ключевые слова: лесозаготовительные машины, нечеткое моделирование.

Особенностью эксплуатации лесозаготовительных машин (ЛЗМ) является применение их в течение всего года в жестких климатических условиях. В зимнее время, от трех до четырех месяцев, машины эксплуатируют при отрицательных температурах и в снегу, глубина которого достигает 1000 мм. В весенне-летний период машины работают в условиях большой захламленности и увлажненности, глубина жидкой грязи может достигать 0,5 м.

Другая специфическая особенность эксплуатации ЛЗМ - это циклическая работа. Контакт с деревом при валке, пакетировании, обрезке сучьев, движении с пачкой и без нее вызывают большие динамические нагрузки на все системы лесозаготовительных машин. При этом, на динамическую нагруженность лесозаготовительной машины существенно влияют условия эксплуатации: пересеченный рельеф местности, пни, выступающая над поверхностью корневая система, физико-механические свойства грунта, предмет труда, ветровая нагрузка [1].

В настоящее время система организации станции технического обслуживания (СТО) всё больше внимания уделяет агрегатному ремонту, когда неисправные агрегаты снимают с автомобиля, поступившего в ремонт, и взамен их устанавливают отремонтированные или новые агрегаты, находящиеся в оборотном фонде. Однако при проектировании такой станции для машин лесозаготовительной отрасли данный подход имеет довольно спорный характер. Дело в том, что широкий спектр специальных и универсальных машин лесозаготовительных предприятий приводит к нерентабельности содержания оборотного фонда не только запасных агрегатов, но даже запасных деталей. В таких условиях, при возникновении отказа, предприятие осуществляет поиск поставщика и заказ запасного агрегата (детали). Это вызывает простой оборудования и, возможно, всего производства.

В данной ситуации актуальным становится индивидуальный метод, когда снятые с машины агрегаты, узлы и детали после разборки, дефектации, ремонта, сборки и испытания устанавливаются на ту же машину. Недостатками этой системы организации ремонта является тем, что одновременный ремонт агрегатов машины, и машины в целом усложняет ремонтные работы, а также требуется большое количество оборудования, специалистов высокой квалификации и их узкая специализация. С другой стороны срок службы отремонтированных машин не превышает 50-60 % от нормативных показателей. Это обусловлено тем фактом, что в непрерывно ужесточающихся условиях экономии ресурсов, ремонтные службы имеют в своем штате низко-квалифицированные кадры, а значительную часть запасных частей восстанавливают или изготавливают собственными силами. Такие детали имеют значительные отклонения от требований технической документации, что снижает качество ремонта и приводит к пониженному сроку службы восстановленного оборудования.

Альтернативой агрегатному и индивидуальному методам организации обслуживания и ремонта ЛЗМ является смешанный метод, при котором ремонт машины выполняется с использованием как новых, так и ремонтируемых агрегатов, узлов и деталей.

Одной из основных сложностей в повышении эффективности лесозаготовительного производства является проблема снижения затрат, связанных с устранением отказов ЛЗМ за счет повышения уровня их технического сервиса. Уровень технического сервиса ЛЗМ в первую очередь определяется уровнем организации снабжения запасными частями и рациональной организацией работ по ремонту и замене вышедших из строя деталей. Для повышения эффективности технической эксплуатации ЛЗМ необходима разработка комплексной системы организации их технического сервиса с целью минимизации затрат и возможных убытков от отказов.

Повышение качества, надежности, экономичности и производительности машин, снижение их удельной материалоёмкости при ремонте, должно обеспечиваться применением современных материалов и технологий, позволяющих повысить прочность, износостойкость, коррозионную стойкость деталей и эксплуатационных характеристик механизмов.

Система эффективной организации работы ЛЗМ должна учитывать все вышеуказанные укрупненные группы факторов; своевременно и адекватно реагировать на изменение каждого из них. Создание подобных систем предполагает применение современных математических методов построения моделей, оптимизации и принятия решений на базе современной вычислительной техники. В решении этой задачи может помочь применение нечеткого моделирования.

Все операции в теории нечетких множеств основаны на использовании ключевого понятия - функции принадлежности. Здесь можно выделить два этапа. На первом этапе определяется носитель нечеткого множества или область определения. Этот этап не вызывает затруднений и его результаты можно считать объективно достоверными [2].

На втором этапе определяется форма функции принадлежности. Принятие такой функции, как правило, носит субъективный, творческий характер и в большей степени зависит от физического смысла решаемой задачи. Существуют различные методики выявления вида функции принадлежности из многообразия возможных вариантов. Почти все они основаны на экспертной оценке, иногда представляющей довольно сложные процедуры.

Большинство нечетких систем используют продукционные правила для описания зависимостей между лингвистическими переменными. Типичное продукционное правило состоит из антецедента (часть ЕСЛИ ...) и консеквента (часть ТО ...). Антецедент может содержать более одной посылки. В этом случае они объединяются посредством логических связок И или ИЛИ.

Поэтому, основываясь на экспериментальных данных, необходимо создать правила, которые будут показывать реакцию определенных характеристик ЛЗМ на изменение факторов, оказывающих влияние на данные характеристики. Для создания нечеткой модели потребуется база таких правил. С одной стороны, чем больше база правил, тем достовернее и точнее результаты нечеткого вывода. С другой стороны, при увеличении числа правил усложняется задача, появляется вероятность дублирования или конфликтования различных правил. В каждом конкретном случае целесообразно решение задачи оптимизации базы правил. Наиболее эффективным методом для нечеткого вывода является алгоритм Мамдани [3], который позволяет избежать больших объемов вычислений.

Создание нечеткой модели для процесса управления техническим состоянием ЛЗМ имеет большие перспективы, т.к. данная модель позволила бы оптимизировать работу машин, вовремя учитывая все эксплуатационные особенности, наиболее полно учитывая разрозненные экспериментальные данные и обобщая известные результаты. Что в конечном итоге положительно отразилось бы на производительности в отрасли за счет принятия своевременных и рациональных решений.

Список литературы

  • 1. Александров В.А. Динамические нагрузки в лесосечных машинах. - Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1984 - 152 с.
  • 2. Птускин А.С. Нечеткие модели и методы в менеджменте: учеб, пособие. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 216 с.
  • 3. Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. - М.: Мир, 1976. - 312 с.

Сократов Никита Сергеевич, аспирант 1 года обучения кафедры

«Технологии металлов» ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», г. Екатеринбург, РФ

Научный руководитель - Илюшин Владимир Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технологии металлов» ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», г. Екатеринбург, РФ

УДК 629*423

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >