Daniyarov Nurlan Assylkhanovich, L.N. Gumilyov

Eurasian National University, professor

Arpabekov Muratbek  Ilyasovich, L.N. Gumilyov

Eurasian National University, professor

Arpabek Aidana, L.N. Gumilyov

Eurasian National University,

master, Department of transport,

 transport equipment and technologies

 

Данияров Нурлан Асылханович, Евразийский национальный

университет ЕНУ им.  Л.Н. Гумилева, профессор

Арпабеков Муратбек Ильясович, Евразийский национальный

университет ЕНУ им.  Л.Н. Гумилева, профессор

 Арпабек Айдана,  Евразийский национальный

университет ЕНУ им.  Л.Н. Гумилева, Астана,

магистрант кафедры транспорт, транспортная

 техника и технологии

 

Constituent components of the system to adapt to the conditions of transport equipment work

 

Cоставные компоненты системы адаптации транспортной техники к условиям работы

 

Понятие «сложные системы» относится к системам, состоящим из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов и способных выполнять сложные функции. Эксплуатация таких систем, к которым можно отнести и технические средства, в т.ч. комплекс транспортной техники, как систему механизации разработки полезного ископаемого, предполагает постоянное решение задач по преодолению определенных проблем, возникающих в процессе их работы (отказы машин, недостаточная надежность, старение и т.п.). Для решения этих задач необходимо выделить и четко сформулировать цели, осуществление которых позволит значительно снизить остроту или полностью устранить выявленную проблему. Возможные пути достижения поставленной цели (повышение надежности, уровня качества технических средств и т.п.) обладают разной эффективностью. Системный анализ рекомендует сравнивать эти пути между собой и выбирать из них лучший на основе эффективности, к которой приводит тот или иной путь (вариант действий, стратегия или операция). Эффективность операций, т.е. системы действий, направленных для повышения работоспособности сложных систем, является важной категорией системного анализа и оценивается с целью решения определенных задач, в числе которых и задача сравнительной оценки способов действий или систем, позволяющая количественно сравнивать однотипное или разнотипное оборудование, предназначенное для выполнения одних и тех же функций и выбирать из них для практического применения те, которые дают больший эффект[1].   

Целесообразность широкого использования элементов теории адаптации применительно к вопросам эксплуатации горной техники и в особенности самоходного оборудования связана со множеством факторов. Основной причиной этой необходимости, на наш взгляд, является то, что в период активного внедрения дорогостоящего зарубежного оборудования на рудниках Жезказганского, Ачисайского, Текелийского и др. предприятий цветной металлургии, подбор состава машин производился путем перебора различных типов моделей, резерв машин определялся экспериментально, срок их службы назначался на основании данных практики без учета горно-технических условий эксплуатации2.

Прикладные исследования эффективности обычно предполагают решение следующих задач:

- оценка эффективности технической системы;

- выбор рационального способа использования технических систем.

Оценка эффективности заключается в определении пригодности или приспособленности технических систем к решению определенных задач, исходя из их функционального назначения. Одним из результатов такой оценки является выработка технико-экономических требований к конструкциям сравниваемых объектов.

При оценке эффективности технических систем, как правило, выделяют такие факторы, как качество машин и их условия функционирования (эксплуатации).

В зависимости от сложности систем, цели исследования признают целесообразным введение нескольких уровней качества, в числе которых: устойчивость, помехоустойчивость, управляемость, способность и

Более сложным качеством технических средств является помехоустойчивость, которая объединяет ряд свойств, присущих, в основном, системам управления и связи. В частности, к ней относятся: надежность систем связи и систем переработки информации, их пропускная способность, электромагнитная совместимость электронных средств и т.д.   

Такое качество системы как управляемость, обеспечивается, главным образом, наличием прямой и обратной связей, служащих для передачи управляемой системе информации, получения от нее сообщений о рассогласовании реального (фактического) и требуемого состояний управляемого объекта. Управляемость технической системы объединяет такие ее свойства как гибкость управления, быстродействие, инерционность и др.

Особое место в ряду усложнения качеств для технических средств занимает способность системы, которая объединяет совокупность свойств, определяющих функциональное назначение сложной системы (производительность, мощность и т.д.). Способность системы – это качество, которое является определяющим при введении понятия эффективности системы. Способность системы является ее важнейшим фактором, необходимым (но не достаточным) условием эффективности операции (высокая эффективность операции должна обусловливаться также рациональным использованием системы).  

 Наиболее сложным качеством системы является самоорганизация, которой обладают системы только большой сложности, способные изменять свою структуру и параметры с целью повышения эффективности выполняемых ими функций.

Очевидно, что для комплексов самоходного оборудования, как сложных систем, оценка способности выполнять свои функции в соответствии с назначением, является достаточно актуальной.

Выбор рационального способа использования систем тесно связан с проблемой их надежности. Надежность является характеристикой степени реализации значения конечного полезного результата функционирования системы и обычно исключается из показателей ее качества. С увеличением сложности систем уменьшается надежность элементов, составляющих систему и соответственно, снижается надежность всей системы и ее эффективность. Недостаточная надежность эксплуатируемых систем является проблемой, для решения которой могут выдвигаться различные цели (определение сроков эффективной эксплуатации машины, замена существующего оборудования усовершенствованной моделью, повышение надежности эксплуатируемой машины до требуемого уровня, улучшение условий эксплуатаций и др.), затем осуществляется выбор одной из этих целей и организуется операция для ее достижения. Эффективность такой операции может быть оценена, например, вероятностью безотказной работы системы в течение заданного времени. В этом случае показатель надежности системы выступает в качестве показателя эффективности исследуемого объекта.

По отношению к исследуемому объекту факторы, определяющие его качество, способы использования и условия функционирования, могут быть внешними и внутренними. К внешним факторам обычно относят влияние внешней среды и взаимодействующих средств или систем. Внутренние факторы отражают взаимовлияние движущих сил внутри системы. Среди внешних факторов, которые учитываются при исследовании эффективности, большую их долю контролировать невозможно, например: погодные условия, условия среды и т.п. Такие факторы относятся к неуправляемым. Соответственно, к управляемым факторам относят такие, которыми можно оперировать в процессе работы системы, в частности способы применения технических средств.

В нашем случае, комплекс горного оборудования в процессе эксплуатации также подвергается воздействию внешних и внутренних факторов, причем, очевидно, что к внешним факторам можно отнести технологические и горно-технические условия эксплуатации.

К горно-техническим условиям эксплуатации относят факторы внешней среды, которые влияют на состояние машин при их работе[2]. В частности, для подземной горной техники к ним можно отнести:

- фактор выработки – габаритные размеры выработки; длина и профиль трассы, состояние дорожного покрытия и др.;

- фактор атмосферы – температура, влажность, запыленность и т.д.;

- фактор горной массы – плотность, крепость, абразивность, кусковатость и т.д. 

Состояние элементов машин и параметры их взаимодействия в процессе эксплуатации, на наш взгляд, следует отнести к внутренним факторам. Состояние элементов определяется качеством их изготовления, монтажа, текущей наработки тех режимов и условий, в которых работала машина. Параметры взаимодействия элементов определяются: во-первых, их состоянием; во-вторых, управляющими воздействиями, которые задают режим работы машины; в-третьих, условиями эксплуатации, которые определяют режим работы и нагруженность элементов машины. Другими словами, влияние внутренних факторов обусловливается изменением параметров эксплуатационной надежности машин.

Надежность оборудования обусловливается его безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долговечностью его элементов. Абсолютное большинство техники оценивается, как правило, тремя из вышеперечисленных показателей. Сохраняемость, как свойство объекта, характерно для машин, в основном, сезонного применения. Для деталей горных машин количественные показатели безотказности и долговечности совпадают, так как предельное состояние таких изделий наступает после первого отказа. Уровень надежности элементов зависит от прочности деталей, сборочных единиц и их ресурса до выхода из строя.

Необходимо отметить, что оптимальный уровень надежности, оптимальная долговечность и срок службы оборудования во многом определяются как показали исследования влиянием на эксплуатационные показатели машин, факторов и закономерностей старения.

Поддержание действующих технологических машин в работоспособном состоянии и их надежность, обеспечивается, как правило, применением современных адаптивных видов технического обслуживания и ремонта: агрегатно-узлового метода и ремонта по фактическому состоянию с применением технических средств диагностики. Очевидно, что факторы, влияющие на оборудование при проведении технических обслуживаний (ТО) и ремонтов, также следует отнести к внутренним.

Любая задача исследования эффективности предполагает измерение всех учитываемых факторов, при этом факторы отображают в виде переменных (числовых и нечисловых). С точки зрения наличия информации об этих переменных, факторы подразделяют на определенные и неопределенные. К определенным относят переменные, интервалы изменения которых обычно известны с достаточной точностью. В частности, большинство конструктивных и режимных параметров горных машин можно отнести к детерминированным величинам, интервалы изменения которых, приведены в технических характеристиках, правилах безопасной эксплуатации и других инструктивных материалах.

 К неопределенным относят переменные, информация о которых в реальном процессе работы технических систем имеется не полностью. К таким факторам, очевидно, можно отнести факторы среды и параметры эксплуатационной надежности машин. Это обусловлено тем, что вышеперечисленные факторы, в особенности параметры условий работы оборудования (среды), несомненно, являются случайными переменными. Постоянно действующие нагрузки обусловлены условиями эксплуатации машин и комплексов, к которым можно отнести: температуру окружающей среды, влажность, абразивность горной массы, химическую агрессивность шахтных вод и т.п. Другими словами, нагрузки, действующие на машину в процессе работы, не являются вполне определенными, соответственно, изменение эксплуатационных показателей надежности целесообразно описывать случайными величинами.

Понятие адаптации предполагает «процесс накопления и использования информации в системе, направленный на достижение определенного, обычно оптимального в некотором смысле, состояния или поведения системы при начальной неопределенности и изменяющихся внешних условиях. При адаптации могут изменяться параметры и структура системы, алгоритм функционирования, управляющие воздействия и т.п.».

Основываясь на этом определении можно утверждать, что в процессе функционирования любой сложной системы, в т.ч. комплекса оборудования происходит его приспосабливание к изменениям внешних и внутренних условий работы, т.е. адаптация. Поясним это на примере эксплуатации комплекса самоходного горного оборудования при подземной разработке рудных месторождений.

 

Список литературы:

 

1 Торбин В.У., Охотников Г.Н. и др. Надежность и эффективность в технике // Справочник: В 10 т. – М.: Машиностроение, 1988. Т.3. Эффективность технических систем / Под общ. ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова. 328 с.

2 Филимонов А.Т., Данияров Н.А., Жуманов М.А., Жалгасбеков А.З. Адаптация горных машин и оборудования к горно-техническим условиям эксплуатации // Тр. ун-та. Караганда: Изд-во КарГТУ, 2006,  №3. С. 57-59.


[1] Торбин В.У., Охотников Г.Н. и др. Надежность и эффективность в технике // Справочник: В 10 т. – М.: Машиностроение, 1988. Т.3. Эффективность технических систем / Под общ. ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова. 328 с.

 

[2] Филимонов А.Т., Данияров Н.А., Жуманов М.А., Жалгасбеков А.З. Адаптация горных машин и оборудования к горно-техническим условиям эксплуатации // Тр. ун-та. Караганда: Изд-во КарГТУ, 2006,  №3. С. 57-59.