3.3.Формирование ресурсосберегающего комплекса машин

В[115, 116] авторами предлагается оптимизацию работы комплекса машин проводить неразрывно с оптимизацией проектных и организа- ционно-технологических решений строительства зданий и сооружений. Формирование комплекса машин производится по модульному принципу. Процесс формирования комплекса машин состоит из трех этапов. Блок-схема формирования комплекса машин представлена на рисунке 3.5.

Ввод исходных данных

Формирование из парка комплекса машин с минимальной себестоимостью

Расчет показателей работы комплекса машин

Формирование из парка комплекса машин с заданной себестоимостью

Расчет показателей работы комплекса машин

Рисунок 3.5. Блок-схема формирования комплекса машин

На первом этапе из имеющегося в наличии парка формируются возможные варианты комплектов для производства соответствующих видов работ и рассчитываются технические и экономические показатели каждого варианта. Основными показателями работы комплекта машин являются производительность и себестоимость выполнения заданного объёма работ. Далее формируется комплекс машин для конкретных условий производства отдельных видов работ с минимальной себестоимостью работы комплекса, например, земляных, бетонных и других. Затем рассчитывается производительность и себестоимость работы комплекса.

115

Пусть ni – количество комплектов i-го вида в комплексе машин, то-

i=m

гда они в сумме составляют ∑ni = N , где N – общее количество

i=1

комплектов машин в комплексе. Рассматривая в качестве независимых переменных ni , запишем выражение себестоимости использования комплекса машин

i=m

СК = ∑niCi (3.10)

i=1

и производительности комплекса машин

i=m

ПК = ∑ni Пi , (3.11)

i=1

где Пi , Сi – производительность и себестоимость работы i-го комплекта машин.

Далее определяется средняя производительность

i=m

∑Пi

и средняя себестоимость работы комплекта

i=m

∑Сi

Сi = i=1m . (3.13)

На втором этапе из рассматриваемого парка машин по найденной на первом этапе средней себестоимости работы комплекта формируем комплекс машин с минимальным риском по себестоимости работы комплекса.

Риск комплекса машин по себестоимости определяется по формуле rКС = VКС , (3.14)

где VКС – вариация отклонения от среднего значения себестоимости

работы комплекса машин.

Вариация отклонения от среднего значения себестоимости работы при использовании комплекса машин определяется по формуле

где n j – количество комплектов j-го вида в комплексе;

116

VijС – ковариация себестоимости работ при использовании i-го и j-го

вида комплектов машин.

Ковариация себестоимости работ при использовании i-го и j-го ви-

да комплектов машин определяется по формуле

VijС = (Ci −Ci )(C j −C j ). (3.16)

Затем определяется риск комплекса машин по производительности rКП = VКП , (3.17)

где VКП – вариация отклонения от среднего значения производитель-

ности при использовании комплекса.

Вариация отклонения от среднего значения производительности при использовании комплекса машин определяется по формуле

1 i=m j=m

VКП = N 2 ∑∑ni n j VijП , (3.18)

где VijП – ковариация производительности комплекса при использова-

нии i-го и j-го вида комплектов машин.

Ковариация производительности комплекса при использовании i-го и j-го вида комплектов машин определяется по формуле

VijП = (Пi −Пi )(Пj −Пj ). (3.19)

Второй этап завершается проверкой условия (3.20)

ПК ≥ ПТ + rКП , (3.20)

где ПТ – требуемая производительности комплекса машин.

Если условие (3.20) выполняется, то формирование комплекса на этом заканчивается. В противном случае переходим к завершающему третьему этапу формирования комплекса.

На третьем этапе из рассматриваемого парка машин по найденной на первом этапе средней производительности комплекта формируем комплекс машин с минимальным риском по производительности комплекса. Затем по формулам (3.14) – (3.19) рассчитываем основные показатели комплекса машин и проверяем выполнение условия (3.20). Если условие (3.20) выполняется, то формирование комплекса завершено и разрабатываются рекомендации по его эффективному использованию. Если условие (3.20) не выполняется, то по формуле (3.21) вычисляем требуемую производительность комплекса машин

ПТ = ПК −rКП , (3.21)

и полностью повторяем третий этап формирования комплекса. В результате будет сформирован комплекс с минимальным риском по производительности.

117

На основе этого изложенного алгоритма было разработано программное обеспечение «Komplex», позволяющее достаточно быстро cформировать оптимальный комплекс машин и оценить его эффективность.

Процесс формирования комплекса строительных машин и механизмов аналогичен процессу формирования парка машин [2] и начинается с выбора их возможных вариантов в соответствии с объёмами предстоящих работ. При этом предусмотрено три пути формирования вариантов будущего комплекса. Путь первый – рассматриваются все возможные для использования варианты машин и механизмов. Путь второй – когда возможные для использования машины и механизмы выбираются только из машинного парка конкретной организации. Путь третий – когда основная часть необходимых машин и механизмов выбирается из конкретного парка и лишь отдельные из них по мере необходимости предусматривается брать в аренду или лизинг.

Все три пути позволяют по единому алгоритму сформировать возможные варианты используемого в строительстве комплекса машин и механизмов и оценить его.

Расчет организационно-технологической надежности комплекса машин (рисунок 3.6) производится по формуле

где Пт – требуемая производительность комплекса машин; Пк – значение производительности комплекса;

ПК – средняя производительность комплекса машин;

σКП – среднее квадратическое отклонение производительности ком-

плекса.

Рисунок 3.6. Плотность распределения производительности комплекса

118

Расчет ОТН комплекса в состав которого входят дополнительные комплекты машин с суммарной производительностью Пм (рисунок 3.7) производится по формуле

Рисунок 3.7. Плотность распределения производительности комплекса машин

Для иллюстрации формирования комплекса машин в статье приведен небольшой пример. В таблице 3.2 представлены исходные данные по комплектам машин для формирования комплекса.

119