1286

№2009126904/21; Заявл. 13.07.2009; Опуб. 20.02.2011. Бюл. № 5. 9 с.

5.Пат. № 2440848 РФ, МПК В02С 1/02. Щековая дробилка / В.И. Коноплев, В.И. Ануфриев, А.Б. Куренев. № 2010128863/13; Заявл. 12.07.2010; Опуб. 27.01.2012. Бюл. № 3. 8 с.

6.Пат. № 2497591 РФ, МПК В02С 1/02. Щековая дробилка /

В.И. Коноплев, В.И. Ануфриев, А.Б. Куренев, М.Ю. Ребков.

№ 2012124887/13; Заявл. 14.06.2012; Опуб. 10.11.2013. Бюл. № 31. 7 с.

Об авторах

Коноплев Василий Иванович (Тула, Россия) – кандидат технических наук, доцент, Тульский государственный университет (300012,

г. Тула, пр. Ленина, 92; e-mail: ptm@tsu.tula.ru).

Макаров Владислав Максимович (Тула, Россия) – студент, Туль-

ский государственный университет (300012, г. Тула, пр. Ленина, 92; e-mail: ptm@tsu.tula.ru).

61

УДК 629.369

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ЛЕСОТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ

С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

И.Н. Кручинин

Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

Представлен анализ взаимодействия пневмоколеса лесотранспортной машины с опорной поверхностью. Продемонстрирован объектно ориентированный подход при решении системы дифференциальных уравнений, описывающих движение лесотранспортной машины.

Ключевые слова: лесотранспортная машина, граф состояния, объектно ориентированныйподход.

В ходе исследований динамических процессов взаимодействия ходовых частей лесотранспортных машин с опорной поверхностью все чаще начинают использовать математические модели, построенные на модульном принципе [1]. Предложенный модульный принцип построения модели позволил существенно расширить класс решаемых задач при моделировании.

Целью данной работы является оценка взаимодействия пневмоколесной ходовой части лесотранспортной машины (ЛТМ) с опорной поверхностью.

Построение подобных математических моделей широко известно и обычно рассматривается через обобщенные координаты Лагранжа. Если обобщенные координаты обозначить через q, а координаты инерци-

онных, внутренних и внешних взаимодействий системы через ϑ, η, χ, то уравнение колебаний динамической модели возможно представить следующим образом [2]:

A = τTq (τTϑ )−1 Θ(τϑ )−1 τq ; B – матрица смежности приведенных коэффици-

62

ентов диссипации между элементами системы, B = πTq (πTη )−1 R(πη)−1 πq ;

C – матрица смежности приведенных коэффициентов жесткости между элементами системы, C = πTq (πTη )−1C(πη)−1 πq ; C – диагональная матрица

коэффициентов жесткости системы; D – вектор приведенных внешних сил взаимодействия, D = αTq (αTχ )−1 X ; X – вектор внешних сил, дейст-

вующих на систему.

Решение полученного уравнения подробно рассмотрено в работах [2, 3] и их удобнее рассматривать в форме графов. Анализ уравнения (1) показал возможность его представления в виде трехдольного графа (рис. 1), где силы внутреннего взаимодействия представлены в виде кортежа {Fхij, Fzij, Fϕyij, Fcrij}, объекты движения через {Xij, Zij, ϕyij}, а объекты внешнего взаимодействия через {qОПij, Мкр,

Рхij, Рzij} [4].

Рис. 1. Трехдольный граф уравнения колебаний динамической модели ЛТМ

Оценка взаимодействия пневмоколесной ходовой части лесотранспортной машины (ЛТМ) с опорной поверхностью проводилась с использованием программного комплекса Python 2.0 [5]. На рис. 2 представлено решение математической модели по оценке воздействия ЛТМ на деформируемую опорную поверхность в момент начала поступательного движения по координате х.

Имитационное моделирование показало значительные динамические процессы, возникающие при взаимодействии колеса ЛТМ в момент

63

Рис. 2. Механическая, динамическая характеристика взаимодействия колеса с опорной поверхностью за первые 3 секунды от начала движения ЛТМ: nкол – частота вращения пневмоколеса;

Мс – момент сопротивления движению пневмоколеса

начала поступательного движения и позволило найти пути, уменьшающие деформацию опорной поверхности и сопротивление движению машины.

Список литературы

1.Кручинин И.Н. Математическая модель лесотранспортной машины для исследования взаимодействия ходовой части с деформируемой опорной поверхностью [Электронный ресурс] // Современные про-

блемы науки и образования. – 2014. – № 5. – URL: http: //www.science- education.ru/119-15129 (дата обращения: 30.10.2014).

2.Вейц В.Л., Коловский М.З., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1984. – 352 с.

3.Кручинин И.Н. Оценка влияния лесотранспортных машин на основания и покрытия лесовозных автомобильных дорог // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2014. – № 4. – С. 40–48.

4.Робертс Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 496 с.

5.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013617168. Российская Федерация. Программа автоматизиро-

ванного синтеза математической модели и решения дифференциальных уравнений движения лесотранспортной машины с учетом воздействия

64

ходовой части на опорную поверхность (SM_TSFM) / И.Н. Кручинин, С.К. Буйначев; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВПО Уральский государственный лесотехнический университет. № 2013614861; Заявл. 14.06.2013; зарегистрировано 02.08.2013.

Об авторе

Кручинин Игорь Николаевич (Екатеринбург, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспорт и дорожное строительство», Уральский государственный лесотехнический университет

(620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37; e-mail: kinaa.k@ya.ru).

65

УДК 656.022.42

УПРАВЛЕНИЕ ВНУТРЕННИМИ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ: ПРАКТИЧЕСКИЙ АСПЕКТ

П.А. Кузнецов, А.М. Щелудяков

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Рассмотрен вопрос управления внутренними транспортными потоками машиностроительных предприятий, где решается такая экономическая проблема, как высокий уровень затрат на транспортное обеспечение

исодержание транспортного хозяйства, включая расходы на горюче-сма- зочные материалы. Уровень затрат на транспортное обеспечение в первую очередь зависит от пробега транспортных средств при перемещении сырья

иматериалов, полуфабрикатов, заготовок и готовой продукции в следующих системах: «склад–склад»; «склад–производство»; «производство– производство»; «производство–склад». Оптимизируя пробег транспортных средств при помощи маршрутизации и диспетчеризации на предприятии машиностроения, можно влиять на экономическое состояние предприятия.

Ключевые слова: предприятия машиностроения, транспортное обеспечение, внутренние транспортные потоки.

Реализация стратегии развития предприятия машиностроения как системы предполагает решение проблем инфраструктурных преобразований и технического перевооружения, поскольку рано или поздно они могут негативно сказаться на производственной деятельности предприятия и экономических показателях эффективности деятельности. Одним из этих показателей является материальный поток, который посредством транспортных средств обеспечивает предприятие всеми необходимыми ресурсами и преобразуется во внутренний транспортный поток.

Для оценки эффективности организации внутренних транспортных потоков на предприятиях машиностроения необходимо первоначально рассмотреть организацию производственного процесса в пространстве

иво времени с учетом разных точек зрения:

–соблюдение принципа прямоточности внутренних транспортных потоков, т.е. организация движения внутренних транспортных потоков

66

без возвратного и встречного движения, а также излишних пересечений, с учетом основных принципов производственной деятельности (пропорциональности, ритмичности, непрерывности, параллельности, прямоточности, однородности и гибкости);

–размещение производственных объектов с учетом рациональности перевозок, т.е. обеспечения кратчайшего пути движения товарноматериальных ценностей, ресурсов и наименьшего пробега транспортных средств без организации малонагруженных магистралей, так как большинство предприятий машиностроения были основаны в первой половине XX в., их структура складывалась исторически на основе существующей в то время техники и технологии;

–соблюдение принципа блочного строения производственной инфраструктуры, т.е. объединения в блоки (группы) отдельных подразделений (рабочих мест, участков, цехов, и т.д.), однородных по технологическому процессу или тесно взаимосвязанных по ходу производственного процесса, так как на смену простейшему оборудованию приходят комплексы с ЧПУ, способные осуществлять до нескольких десятков операций над заготовкой, а то и вовсе выпускать готовую продукцию;

–обеспечение возможности наращивания и модификации производственной инфраструктуры, так как расширение производственных мощностей и увеличение интенсивности поставок сырья, материалов

иотгрузок готовой продукции могут повлиять на гибкость и эффективность предприятия, создавая при этом большое количество экономических проблем;

–соблюдение периода времени на простой транспортных средств под погрузкой и разгрузкой грузов, а также графиков подачи и работы транспортных средств;

–организация подъездных путей и площадок для маневрирования транспортных средств;

–предварительная подготовка грузов, ресурсов, рациональность их укладки при выборе транспортной тары;

–организация оптимальных режимов движения транспорта на соответствующих участках пути с учетом состояния дорожного покрытия, обзорности, интенсивности движения и других факторов.

При наличии на территории предприятий машиностроения нескольких видов производств целесообразно рассматривать движение внутренних транспортных потоков сначала в целом по предприятию

67

машиностроения, затем по трем блокам: снабжение, производство, распределение. Звеном логистической цепи в рамках анализа надо считать подразделение предприятия (цех, склад), расположенное в отдельном здании или группе зданий.

Анализ эффективности организации внутренних транспортных потоков на предприятии машиностроения предусматривает анализ входящих внутренних транспортных потоков (потоков сырья и материалов), внутренних транспортных (межцеховых) потоков и исходящих внутренних транспортных потоков (потоков готовой продукции).

Рассматривая внутренние транспортные потоки ряда предприятий машиностроения, можно увидеть определенную закономерность:

–внутренние транспортные потоки организованы неэффективно;

–при организации внутреннего транспортного потока по территории предприятия имеет место большой пробег транспортных средств

свозвратным и встречным движением, с большим количеством излишних пересечений;

–автотранспортные средства сторонних организаций (поставщиков, транспортных компаний) движутся по всей территории предприятий машиностроения в свободном порядке. Водители транспортных средств сторонних организаций бесконтрольны.

Причиной этого является размещение объектов производственной и обслуживающей инфраструктур на территории предприятия машиностроения не на входе логистической системы по движению материального потока, а чаще всего разрозненно и с большой удаленностью от рационального движения по территории предприятия машиностроения.

Если говорить о внутренних транспортных (межцеховых) потоках, то в большинстве случаев анализ не проводится и учет не ведется.

При анализе внутренних транспортных потоков составляются таблицы, где указываются маршрут, вид груза, количество ездок и среднее время ездки.

Затем проводится анализ интенсивности материальных потоков сырья и материалов, в результате выявляются наиболее затратные участки маршрутов между отдельными функциональными подразделениями. При этом можно проанализировать интенсивность грузопотоков и времени, затрачиваемого на осуществление транспортного цикла вспомогательного и обслуживающего производства. Однако чаще всего этого не происходит из-за незначительного объема грузопотока.

68

Время, затрачиваемое на процесс перевозки регламентируется нормативными документами1 или внутренними стандартами на основе технических расчетов, фотохронометражных наблюдений и технических характеристик подвижного состава автомобильного транспорта, техники и технологии (погрузочно-разгрузочных машин и механизмов, автомобильных дорог и т.п., а также результаты анализа организации труда и мероприятия по ее совершенствованию) предприятия машиностроения.

Это позволит выявить потери времени и усовершенствовать транспортную систему предприятия, а также:

–сократит сверхнормативные затраты времени на простой автомобилей под погрузкой и разгрузкой грузов за счет расширения фронта погрузочно-разгрузочных работ и применения их комплексной механизации; составления и строгого соблюдения графиков подачи и работы автомобилей; создания подъездных путей и площадок для маневрирования транспорта; предварительной подготовки грузов и т.д.;

–обеспечит рациональную укладку грузов и др., позволяющую максимально использовать грузоподъемность и вместимость подвижного состава;

–выработает оптимальные режимы движения транспорта на соответствующих участках пути с учетом состояния дорожного покрытия, обзорности, интенсивности движения и других факторов.

В результате проведенного анализа разрабатывается концепция оптимизации, где учитываются:

–ограничения и особенности территории машиностроительного предприятия и подъездные пути с учетом принципов функционирования структурных подразделений;

–возможные компоновочные варианты схем движения внутренних транспортных потоков предприятия;

–схемы движения внутренних транспортных потоков на предприятии «как должно быть».

Затем разрабатываются новые компоновочные решения и определяются характеристики разработанных компоновочных вариантов схем движения внутренних транспортных потоков на предприятии машино-

1 Методические рекомендации по применению норм времени на перевозку ТМЦ транспортными средствами устанавливаются Едиными нормами времени на перевозку грузов автомобильным транспортом, утвержденными постановлением Госкомтруда

СССР от 13.03.87 N 153/6.

69

строения. Производится оценка вариантов, их эффективность на предмет организации схем движения внутренних транспортных потоков на предприятии «как должно быть» и рассматривается сравнительный анализ логистических характеристик разработанных компоновочных вариантов схем движения внутренних транспортных потоков предприятия с принятием наиболее перспективного для внедрения.

В результате управления внутренними транспортными потоками предприятия машиностроения могут сокращать затраты на перемещение посредством лучшей загрузки транспортных средств.

Список литературы

1.Джонс Д., Вумек Дж. П. Бережливое производство: Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании. – М.: Альпина Паблишер, 2013. – 472 с.

2.Кузнецов П.А. Управление внутренними транспортными потоками крупных промышленных предприятий // Проблемы экономики и современного менеджмента: материалы междунар. заочной науч.-практ.

конф., г. Новосибирск, 22 февр. 2012. – Новосибирск, 2012. – Ч. 1. –

С. 83–86.

3.Логистика. Управление потоками: в 2 т. / под общ. ред. К.А. Бебекина. – СПб.: Бонниер Бизнес Пресс, 2007.

4.Шеффи И. Жизнестойкое предприятие. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2006. – 304 с.

Об авторах

Кузнецов Павел Александрович (Пермь, Россия) – кандидат эко-

номических наук, доцент кафедры «Автомобили и технологические машины», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: pk.pnrpu@gmail.com).

Щелудяков Алексей Михайлович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Автомобили и технологические машины», Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: sam@pstu.ru).

70